鐵路橋梁規范和建筑規范在城市軌道交通高架車站結構設計中的應用

許小波

（鐵道第三勘察設計院集團有限公司，300251，天津∥工程師）

鐵路橋梁規范和建筑規范在城市軌道交通高架車站結構設計中的應用

許小波

（鐵道第三勘察設計院集團有限公司，300251，天津∥工程師）

通過介紹高架車站結構的形式，分析鐵路橋梁規范與建筑規范的區別，并對軌道梁進行兩種規范的計算對比，說明了兩種規范在建橋結合的高架車站結構設計中的應用方法。

城市軌道交通；高架車站；建橋結合；鐵路橋梁規范；建筑規范

Author'saddressThe3rd Railway Survey&Design Institute，Group Co.，Ltd.，300251，Tianjin，China

1 高架車站結構形式概述

線路敷設在地面以上的車站稱為高架車站。高架車站結構形式分為建橋分離式和建橋結合式兩種［1］。

1.1 建橋分離式高架車站

其軌道梁與車站結構完全分開布置，形成獨立軌道梁（高架）橋，作為車站范圍內的橋梁部分。車站的建筑結構也為一獨立的結構體系。

建橋分離式高架車站的優點為：

1）該體系傳力途徑明確，各部分都有現成設計規范和專門結構分析軟件，無未解決的結構技術問題。

2）橋梁結構和車站建筑結構可以分別施工，不影響架橋機過站。

3）由于橋梁結構與車站建筑結構完全分開，列車通過車站時產生的振動直接由柱墩傳至地下，對車站建筑結構部分無影響。

建橋分離式高架車站的缺點為：由于車站建筑結構與橋梁結構分開布置，使得車站的橫向體量較大，占地較多，不宜在路中布置。

1.2 建橋結合式高架車站

其軌道梁支承于車站橫框梁上，車站結構不是單一建筑結構，也不是單一的橋梁，而是一個建橋結合的結構形式。軌道梁的支座可以簡支于車站結構橫梁上，也可以與橫梁剛結。

建橋結合式高架車站的優點為：

1）車站結構為一個整體的框架結構，整體性和穩定性較好。

2）柱網布置相對靈活，平面布局限制較少。

建橋結合式高架車站的缺點為：

1）該結構體系要同時執行鐵路橋梁規范及建筑規范，結構分析比較復雜。

2）由于橋梁結構與車站建筑結構合為一體，因此列車通過車站時直接將振動傳給車站框架的各構件，引起車站結構的振動及產生較大的噪聲，對旅客的舒適度帶來一定的影響。

2 鐵路橋梁規范和建筑規范的區別

建橋結合的高架車站中，軌道梁、支承軌道梁的橫梁、支承橫梁的柱等構件及基礎，須同時滿足鐵路橋梁規范及建筑規范。這兩種規范在以下各方面有諸多區別。

2.1 理論基礎

房屋建筑結構是基于概率極限狀態法設計的。概率極限狀態法采用了多個分項系數。根據工程實

踐由統計概率方法確定分項系數，分別對于不同情況給出了不同的分項系數。諸多的分項系數從不同方面對結構計算進行調整后，使結構材料的作用得以充分發揮，結構更加安全可靠。這些系數的確定影響到結構在規定的時間內、規定的條件下，完成預定功能的概率（也即可靠度）。

而鐵路橋梁是采用容許應力法進行設計。即采用了安全系數K來確定結構的可靠度。這是由于在設計中起控制作用的因素往往是使用荷載下的疲勞破壞，故宜按彈性工作分析并取用較大的安全系數。

2.2 設計基準期

設計基準期為確定可變荷載代表值而選用的時間參數，根據GB 50153—2008《工程結構可靠性設計統一標準》的規定，房屋建筑結構的設計基準期為50年，鐵路橋涵結構的設計基準期為100年。

2.3 荷載分類

根據GB 50009—2012《建筑結構荷載規范》的規定，建筑結構的荷載可分為三類（見表1）。

表1 建筑結構規范的荷載分類

根據GB 50157—2003《地鐵設計規范》和TB 10002.1—2005《鐵路橋涵設計基本規范》的規定，橋梁結構的荷載分類如表2所示。

表2 橋梁的荷載分類

2.4 預應力計算

對于預應力混凝土框架結構，鐵路橋梁規范和建筑規范的計算思路有一定的區別：鐵路橋梁規范把預應力鋼筋作為主受力筋，不考慮普通鋼筋的作用；建筑規范是考慮預應力鋼筋和普通鋼筋的共同作用。

TB 1002.3—2005《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》中第6.1.3條規定：預應力混凝土結構，其預應力度λ不宜小于0.7。JGJ 140—2004《預應力混凝土結構抗震設計規程》中第4.2.3條規定：框架梁端截面預應力強度比不宜大于0.75。鐵路規范的預應力度與預應力鋼筋和運營荷載有關，與普通鋼筋沒有關系［7］。建筑規范的預應力強度比與預應力鋼筋和普通鋼筋的配筋量有關。鐵路規范要求配置較多的預應力鋼筋；而建筑規范限制預應力鋼筋量不能過多，普通鋼筋不能過少，同時還需控制總的配筋率。

2.5 抗震設計

根據GB 50223—2008《建筑工程抗震設防分類標準》的規定，建筑工程分為以下四個抗震設防類別：特殊設防類（甲類），重點設防類（乙類），標準設防類（丙類），適度設防類（丁類）。

根據GB 50011—2010《建筑抗震設計規范》的規定，鋼筋混凝土框架結構根據設防類別、烈度、房屋高度的不同，抗震等級可分為一級、二級、三級、四級。

根據GB 50111—2006（2009年版）《鐵路工程抗震設計規范》中第3.0.1A條的規定：鐵路工程應根據鐵路等級及其在路網中的重要性和修復（搶修）的難易程度，分為A、B、C、D類四個抗震設防類別。

3 鐵路橋梁規范及建筑規范在高架車站上的應用

3.1 兩種規范應用的思路

由于兩種規范存在一定的區別，因此在進行建橋結合的高架車站結構設計時兩種規范應該配套使用，不能混搭。即直接承受列車動力荷載的構件在按鐵路規范設計時，應采用對應的標準、參數及方法進行設計；按建筑規范進行校核時應按對應的標準、參數進行核算。

3.2 具體計算對比

取某建橋結合式高架車站的簡支軌道梁進行計算對比。軌道梁跨度12 m，梁寬2.5 m，梁高1 m，混凝土采用C40，鋼筋為HRB335。

3.2.1 荷載

1）恒載：結構自重加15.5 k N/m的軌道Ⅱ期恒載。

2）列車靜活載：采用的列車荷載圖式如圖1所示。列車荷載動力系數為1+μ，μ宜按現行《鐵路

橋涵設計基本規范》規定的值乘以0.8，即μ= 0.8×12/（30+L）≈0.23（式中，L為梁的跨度）。

圖1 某列車荷載圖式

3.2.2 計算結果比較

恒載引起12 m跨度軌道梁的跨中彎矩標準值為Mg，k=1 404 k N·m，列車靜活載引起的跨中最大彎矩標準值為Mq，k=612 k N·m。

由表3的計算結果對比可以看出：

1）按強度要求控制時，按鐵路橋梁規范計算需要的配筋面積比按建筑規范計算結果要大。

2）按裂縫控制時，對非直接承受重復荷載的構件，按鐵路橋梁規范計算需要的配筋面積比按建筑規范計算結果要大；但對直接承受重復荷載的構件，按建筑規范計算需要的配筋面積比按鐵路橋梁規范計算結果要大。

3）按鐵路橋梁規范計算得出的撓度值比按建筑規范計算結果小。

表3 兩種規范計算軌道梁的結果對比

4 結語

本文簡單分析了鐵路橋梁規范與建筑規范的區別，并通過具體軌道梁的計算對比，介紹了鐵路橋梁規范與建筑規范在建橋結合式高架車站結構設計中的應用，為該類需同時滿足兩種規范的構件設計提供參考。建橋結合式高架車站結構設計中還有不少問題有待作進一步研究，如列車振動對車站結構的影響分析等。

［1］ 游又能.橋建合一式高架車站設計在莞惠城際軌道交通中的應用研究［J］.鐵道標準設計，2012（8）：121.

［2］ GB 50153—2008工程結構可靠度設計統一標準［S］.

［3］ GB 50009—2012建筑結構荷載規范［S］.

［4］ GB 50157—2003地鐵設計規范［S］.

［5］ TB 10002.1—2005鐵路橋涵設計基本規范［S］.

［6］ TB 10002.3—2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范［S］.

［7］ 邱劍，葉志雄，溫四清，等.承軌結構設計采用鐵路規范與建筑規范的比較［J］.鐵道工程學報，2012（11）：79.

［8］ GB 50223—2008建筑工程抗震設防分類標準［S］.

［9］ GB 50011—2010建筑抗震設計規范［S］.

［10］ GB 50111—2006（2009年版）鐵路工程抗震設計規范［S］.

［11］ GB 50010—2010混凝土結構設計規范［S］.

應對地鐵突發事件，成熟市民可以做得更好

最近“上海地鐵車廂里一位老外在座位上暈倒”的新聞，引發熱議。筆者認為，作為成熟市民，除了警覺，還可以做得更好一些，如遇事更加冷靜、鎮定等。

在上海這樣的特大城市里，人流密集，一旦處置不慎，就可能引發災難性事件。除了安全保障體系，人們也需要有更加冷靜的頭腦、更加鎮定的心態，同時提升自己的素質和應對能力，盡量學會急救與應急知識。外籍乘客只是躺倒，沒有必要害怕、慌張。即使真正遇上了大事件，也要冷靜，防止發生擁擠、踩踏等次生傷害。顯然，在這一點上，人們還有所欠缺。如果當時有人去扶一把、問一聲，該多好?。∪藗兊囊慌e一動都映襯著上海這座城市的形象。多一份熱心，多一份擔當，上海會更加友善，也會有更多溫暖。

（摘自2014年8月22日《解放日報·解放論壇》，王珍文）

Application of Railway Bridge Code and Building Code in Elevated Station Structrural Design

Xu Xiaobo

Through an introduction of the structure of elevated stationis，the differences between railway bridge code and building code are analyzed，two codes applied to the trackbeam are comparatively calculated，so as to explain the application of both cods inthe design of integrated buiding/ bridge structure.

urban rail transit；elevated station；integrated buiding/bridge structure；railway bridge code；buiding code

U 233.4

2013-01-22）