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1、高架车站结构设计和施工思路研究 一 高架车站设计原则与设计思路1 设计思路2 设计原则二 结构设计1 结构型式2 设计规范和规程3 技术标准4 结构分析三 高架车站施工过程中的风险分析及控制措施1 施工工艺流程2 风险分析及控制措施四 目前仍存在需要解决的问题1 规范2 程序 一 高架车站设计思路与设计原则 1 设计思路 坚持以人为本 全面 协调 可持续的发展观 一线一景 一 高架车站设计思路与设计原则 1 设计思路 路中站 路側站 一 高架车站设计思路与设计原则 1 设计思路 一 高架车站设计思路与设计原则 2 设计原则 1 高架车站的结构型式和总体布置应满足车站的功能和使用要求 并结合站位
2、所处的周边环境 城市规划 工程地质和水文地质条件进行综合比选 采用较佳的结构型式 确保结构安全可靠经济合理受力明确 传力简捷 较好的整体性和延性 方便施工便于养护 一 高架车站设计思路与设计原则 2 设计原则 2 结构净空 净宽尺寸须满足建筑限界 设备安装及施工工艺要求 考虑施工误差 测量误差 结构变形及后期沉降的影响 3 结构设计分别按施工阶段和使用阶段进行强度 刚度和稳定性计算和裂缝宽度验算 并采取必要的构造措施满足抗震 防火 防水防锈 防雷和防迷流等要求 4 结构设计应具有足够的耐久性 轨道交通工程主体结构设计使用年限为100年 5 换乘车站的结构设计 要为今后实施的车站预留安全可行的施
3、工条件 二 结构设计 1 结构型式 结构型式 建 桥合一 型 建 桥分离 型 框架结构 桥梁式结构 钢筋砼框架结构 预应力砼框架结构 框架 桥梁式结构 二 结构设计 1 结构型式 建桥合一型 二 结构设计 1 结构型式 建桥分离型 二 结构设计 1 结构型式 2 各型式特点1 结构形式 建 桥合一 型 建 桥分离 型 受力体系不同 受力合为一体 受力复杂受力自成体系 受力简单明确 沉降控制不同 站内沉降一致 站内外不一致站内沉降不一致 站内外一致 防迷流措施不同 所有结构均要有措施仅轨道部分有措施 振动影响不同 大小 抗震作用不同 车站与区间连续贯通车站与区间交界处结构高度 质量及刚度有突变
4、车站的预留或改扩建 难易 二 结构设计 1 结构型式 2 规范不同 建轨铁轨 设计方法不同极限状态设计法容许应力法 设计基准期不同50年100年 安全度和控制值不同小大 疲劳 横梁配筋方式不同箍筋箍筋 斜筋 抗震设计要求不同强柱弱梁强梁弱柱 二 结构设计 1 结构型式 4 基础连梁各独立柱桩基承台之间宜设置基础连梁 二 结构设计 2 设计规范和规程 1 适用性 1 规范和规程选用通用 地铁设计规范 城市人行天桥与人行地道技术规范 地下工程防水技术规范 相应的无锡地方规范和规程 建规 建筑抗震设防分类标准 建筑抗震设计规范 建筑结构荷载规范 混凝土结构设计规范 建筑地基基础设计规范 建筑桩基技术
5、规范 钢结构设计规范 砌体结构设计规范 混凝土结构耐久性设计规范 铁规 铁路桥涵设计基本规范 铁路桥梁钢结构设计规范 铁路桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范 铁路桥涵地基和基础设计规范 铁路工程抗震设计规范 铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定规范 对于 建 桥分离 的结构型式 采用各自规范对于 建 桥合一 的结构型式 两套规范并行 二 结构设计 2 设计规范和规程 2 变形缝设置设缝 按规范不设缝 设置后浇带加强分布钢筋加强养护 二 结构设计 2 设计规范和规程 2 耐久性耐久性主要强调结构所处环境与耐久性措施的匹配 混凝土结构耐久性设计第一 混凝土材料
6、第二 结构构造 二 结构设计 3 技术标准 1 荷载标准1 结构自重钢筋混凝土构件自重 素混凝土构件自重 钢结构自重 填充墙自重按墙体材质计算确定 2 活荷载基本雪压基本风压楼 屋面均布活载标准值 注 1 对自动扶梯等需要吊装的设备荷载 在结构计算时还应考虑设备吊点所设置的位置及起吊点的荷载值 2 对设有接触网支柱 尚应计入接触网支柱荷载值 二 结构设计 3 技术标准 二 结构设计 3 技术标准 3 地震作用地震设防烈度及抗震等级地震设防烈度 6度设计基本地震加速度值 0 05g设计地震分组 第一组建筑场地类别 类设计设防烈度及抗震等级4 制动力或牵引力车站及与车站相邻两侧100m范围内的区间
7、双线桥应计两线制动力或牵引力 每线制动力或牵引力按列车竖向静活载的10 计算 二 结构设计 3 技术标准 2 工程材料1 混凝土强度等级现浇整体式钢筋混凝土强度等级不低于C30 预应力钢筋混凝土结构等级不低于C35 地下室混凝土强度等级不宜低于C30 抗渗等级不低于S6 2 钢筋或钢材普通钢筋 HPB235 HRB335 HRB400预应力钢筋 钢绞线 s 1860 钢绞线 级以上的粗钢筋或碳素钢丝钢结构 Q235B钢Q345DQ355qD 二 结构设计 3 技术标准 3 基础沉降控制标准沉降值 50mm且不均匀沉降产生的附加力双控 二 结构设计 4 结构分析 1 强度和刚度 2 计算程序 通
8、用程序 主要为内力计算的有限元法 精度较高 最不利内力需人工进行各种荷载组合 专用程序 采用刚性楼板假定以减少自由度 从而减少计算的工作量 能自动计算并输出最不利内力及配筋 二 结构设计 4 结构分析 3 框架计算1 工况组合选取及荷载计算难点 力的组合特殊力 竖向力 动力作用水平力 T1 T2 T3 横向摇摆力 制动力或牵引力 风力力的取值及组合 T1与T2不同时组合 取其大值与其它力相组合T3不与地震力同时组合制动力或牵引力 按列车竖向静活载的10 计算地震工况时列车活载不考虑动力作用计算 根据以上原则 定出需计算的工况 再对每个工况进行内力计算 最后针对不同构件选定最不利内力进行断面配筋
9、计算 二 结构设计 4 结构分析 2 程序的选取及模型 参数的合理选用程序的选取 SATWE计算模型的合理简化塔楼的处理 不同塔楼的同一层看成是整体协调变形楼板开大洞的处理 第一 在SATWE前处理的 特殊梁柱定义 项中 定义弹性节点 这表明该节点不受刚性楼板假定的限制 其平动及转动自由度独立 第二 在 参数修正 项中重新计算风荷载 使弹性节点上也作用有风力 第三 进行 数据检查 二 结构设计 4 结构分析 参数的合理选用扭转耦连 对于车站平面很不对称的结构 在地震分析时宜考虑扭转耦连 周期折减系数 通过调整 周期折减系数 可以达到用SATWE作框架计算时 地震力比实际小的情况梁内力计算活载的
10、最不利布置 一定要考虑活载的最不利布置 SATWE程序提供了这种功能 二 结构设计 4 结构分析 3 钢筋混凝土框架横梁及框架柱的计算工况一 铁路规范规定的主力工况工况二 工民建规范规定的抗震工况控制工况 框架横梁 铁路主力工况框架柱 工民建抗震工况控制或铁规主力工况控制框架横梁的抗剪箍筋计算 由建规计算 三 高架车站施工过程中的风险分析及控制措施 1 施工工艺流程整个车站施工的工艺流程如下 三 高架车站施工过程中的风险分析及控制措施 2 风险分析及控制措施 1 做好施工组织设计 2 查明地下管线 3 重视绝对标高 4 钻孔桩清孔 5 控制好 建 桥分离 车站的沉降值 6 适时张拉预应力筋 7
11、 注意铺装层厚度的不同 8 做好防水处理 9 确保保护层厚度 10 加强施工缝防护 11 加强超长结构养护 12 柱内钢筋焊接 三 高架车站施工过程中的风险分析及控制措施 13 严格检测1 桩基检测静载 n 1 总桩数且 3根动力测试短桩 方法 可采用低应变动测 数量 打入桩 或压入桩 30 总桩数 且 10根灌注桩 50 总桩数 且 10根长桩 打入桩 或压入桩 可采用高应变动测 5 总桩数 且 5根灌注桩可用声波透射法 50 总桩数 且 10根 三 高架车站施工过程中的风险分析及控制措施 2 防迷流检测桩基检测接地电阻测试须 10欧姆3 耐久性的检测氯离子扩散系数电通量碳化深度抗裂性 三 高架车站施工过程中的风险分析及控制措施 14 加强监测1 施工监测打入桩 贯入度钻孔灌注桩 试成孔 泥浆比重 孔壁形状和沉渣厚度地下管线和建 构 筑无 加强监测和保护工作2 沉降观测每施工完一层观测一次竣工后 第一年内每隔2 3个月观测一次以后每隔4 6个月观测一次当连续两次测得半年沉降量不超过2mm 可停测 发现沉降异常 应及时通知有关单位 四 目前仍存在需要解决的问题 1 规范2 程序 谢谢
