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火车站结构设计之大跨度结构选型(三)

2021-07-07 10:48:32 佛山市昊顺商贸有限公司 阅读

3.站台雨棚屋面

近年新建的火车站站台雨棚结构一般均采用钢结构,根据雨棚屋面的体型、跨度主要有单柱悬挑梁(带拉杆)、钢框架梁、张弦梁(张弦桁架)、网壳结构等不同的结构形式。按雨棚柱与站台的关系可以分为有站台柱雨棚(简称有柱雨棚)和无站台柱雨棚(简称无柱雨棚)。

3.1.1 单柱悬挑梁(带拉杆)

瓦屋山站为线侧式的小站,站台形式为两台四线。雨棚结构采用钢管混凝土柱悬挑带拉杆的梁,与站房相连的雨棚则采用站房混凝土柱悬挑带拉杆的梁。悬挑长度为10m,斜拉杆截面采用圆钢管,钢梁为H型钢,斜拉杆与柱、梁均采用销轴节点。下图为瓦屋山站雨棚结构施工阶段的照片。雨棚结构顺轨方向总长约420m,由两道伸缩缝分为三段。

3.1.2钢框架结构

定州东站站台为两台四线,雨棚采用钢框架结构。每榀有四根钢柱,两根边柱分别位于两个站台的外边缘位置,两根中柱位于铁路线之间。站台上方范围钢梁上覆檩条+金属屋面。轨道范围上方上空。钢框架梁的跨度一般均在20m以上,柱通常采用圆钢管截面、梁通常为H型钢。定州东站雨棚结构顺轨方向总长约450m,由两道伸缩缝分为三段。

3.2无站台柱雨棚

新建火车站的站台雨棚大多采用无站台柱雨棚,这样也可以更有利于旅客通行。

3.2.1钢框架(排架)结构

宜兴东站、溧阳站的站台雨棚采用钢框架结构。每榀有四根钢柱,两根边柱分别位于两个站台的外侧,两根中柱位于铁路线之间。站台上方范围钢梁上覆檩条+金属屋面。轨道范围上方上空。钢框架梁的跨度一般均在20m以上,柱通常采用圆钢管截面或钢管混凝土柱、梁通常为H型钢。


唐山站、安阳东站的雨棚采用钢排架结构。以安阳东站为例,每榀(垂直于轨道方向)有四根钢柱,钢柱之间设钢框架梁,顺轨方向的钢梁均为次梁,搭在垂直于轨道方向的钢框架梁上,形成排架结构。一侧悬挑跨度较大处设置斜拉杆。

3.2.2张弦梁(张弦桁架)

银川站站台雨棚采用张弦梁结构组成的五跨排架(一期为两跨排架),张弦梁跨度从40.5m至44.1m不等,张弦梁跨中高度4.8m,上弦杆采用ϕ530×14热轧钢管,具体张弦梁布置如下图所示;顺轨向为由钢管梁柱构成的多跨刚架,柱距均为21m。在与新建东站房相邻处通过橡胶支座与站房相连,屋面面内刚度通过张弦梁之间的ϕ30圆钢提供。支撑,纵向支撑按净距不超过45m设置,横向支撑设置在屋面洞口处两侧和屋顶上方刚架倾斜角度较大的位置。

3.2.3 多种结构形式组合的复杂屋面结构

广州站无站台柱雨棚按照部位不同分为南、北两部分, 两部分关于建筑中轴线对称, 结构体系基本一致。雨棚柱网间距一般为32m×68m, 在短跨方向采用倒三角形钢桁架,长跨方向采用索拱或张弦梁支承屋面体系。雨棚的荷载传递途径为屋面覆盖材料→檩条和支撑→索拱→主支承桁架→Y 型柱→桥墩或地面( 见下图)。为平衡连续跨索拱的水平推力, 边跨柱采用梭形斜柱和斜撑杆, 通过与主体混凝土结构形成稳定的三角形来抵抗水平推力。索拱是构成屋面形状的主要因素, 跨度为34.0~77.8m, 间距16m, 支承在梯形空间桁架上。中间四跨索拱的上弦拱矢跨比最大为1/7, 最小为1/13, 索拱高度均为5m, 故索拱体型逐渐由拉索与拱身同向弯曲过渡为拉索与拱身反向弯曲。东、西两边跨索拱跨度较大, 端部斜柱抗水平力条件较差, 故采用拉索与拱身反向的索拱结构。

3.3小结

火车站站台雨棚的做法按结构跨度归纳如下:

(1)单柱悬挑梁(带拉杆),主要用于小型车站的站台(多为两台四线)雨棚结构,一般采用有站台雨棚柱,雨棚柱多位于站台边缘。

(2)钢框架(排架)结构,多用于中、小规模的车站站台雨棚结构,垂直轨道方向跨度一般为20∼30米。


大跨雨棚结构一般采用张弦梁、张弦桁架、拱形桁架这样的结构形式,跨度从40m至100m以上都有,一跨往往可以覆盖几个站台,大跨的雨棚结构也多用也较大体系的车站站台。武汉站、广州站等则采用两种或两种以上结构形式组成的复杂雨棚结构体系,以实现复杂的建筑造型。

雨棚结构的经济性与跨度是直接相关的,也不应过于追求大跨度、大柱距。此外在顺轨方向,雨棚结构均属超长结构,设计时应主要分析温度应力,应注意采取措施控制温度应力。