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钢结构赏析--京沪高铁中桥式高架站钢结构雨棚设计分析

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钢结构赏析--京沪高铁中桥式高架站钢结构雨棚设计分析

发表于 2021-3-3 20:59:50 阅读模式 倒序浏览
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钢结构设计

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1 雨棚工程概況

1.1整体概况

  苏州北站、无锡东站、常州北站和镇江南站为京沪高速铁路江苏省境内四个桥式高架站,其雨棚跨越整个站场、落在两侧桥梁墩台上。根据建筑造型需要采用四种不同结构形式,四个桥式高架站跨度大,其桥墩间距均为32.7m,雨棚柱脚落在桥梁墩台上,纵向柱距受桥梁墩台间距限制。

苏州北站

无锡东站

常州北站

镇江南站

2 结构形式

2.1 苏州北站

苏州北站雨棚整个横向体系为排架结构体系。标准柱网尺寸32.7m×58.88m,柱采用V形箱形变截面钢柱,梁采用张弦梁结构,V形钢柱柱脚直接插入在桥梁墩柱上,钢柱底与桥梁墩柱锚栓刚性连接。为保证其整体强度,将柱脚底部做成铸钢构件。


苏州北站无柱站台雨棚

2.2 无锡东站

无锡东站雨棚结构采用倒三角形桁架拱壳,拱壳结构是横向采用桁架拱,只有在柱顶设置少量的纵向桁架,纵向支撑体系由屋面檩条承担,形成很薄的网壳结构。

无锡东站无站台柱雨棚剖面图

2.3 常州北站

常州北站雨棚结构采用拱形钢箱梁结构,拱形钢架横向最大跨度为64.5m,每榀钢架之间的距离为16.35m。


常州北站无站台柱雨棚剖面图

2.4 镇江南站

镇江南站站台雨棚主体结构采用空间桁架结构,横向为倒三角钢管桁架拱形结构,端部纵向桁架为跨中增加的两道横向桁架的托架。垂直轨道方向主跨度为58.0m,纵向为多边形桁架托架,顺轨道方向桥梁墩柱最大间距为32.7m。

镇江南站无站台柱雨棚剖面图

3 托架体系

3.1苏州北站

苏州北站采用了V形柱,柱脚直接插入桥墩上,使得上部张弦梁间距基本上小于20m。因此可以不设纵向转换托架,在柱底桥梁顶设置了纵向连梁以支撑墙面体系。

V形钢柱

3.2无锡东站

无锡东站站台雨棚采用钢箱梁作为托架转换结构体系,将横向桁架间距由32.7m缩短成16.35m,大大减少了纵向檩条的跨度,保证了纵向拱形板壳的整体刚度。

钢箱梁托架结构

3.3常州北站

常州北站雨棚结构在顺轨道方向设置预应力钢筋混凝土梁的托架结构体系,每跨跨度为32.7m,根据建筑造型需要成折线型布置。

预应力钢筋混凝土梁托架结构

3.4 镇江南站

镇江南站雨棚托架采用多层钢管桁架体系,站台雨棚上部纵向托架为三角形桁架。

钢管桁架托架结构

4 柱脚节点设计

4.1 苏州北站

苏州北站张弦梁与V形柱顶采用盆式支座连接,为了保证张拉变形对支座的影响最小,固定支座和活动支座间隔设置。V形柱底与桥墩顶采用外包式固定连接方式。

苏州北站V形柱脚锚固节点

4.2 无锡东站

无锡东站雨棚上部钢管桁架结构与钢箱梁托架结构采用铸钢节点焊接连接,钢箱梁与桥梁墩柱采用盆式橡胶支座连接,为保证钢箱梁扭矩传递到桥梁上,在桥墩顶钢箱梁内侧设置了钢结构挡块。

无锡东站钢箱梁支座连接节点

4.3 常州北站

常州北站雨棚拱形钢架的两端与预应力钢筋混凝土梁托架结构采用销轴支座连接,预应力钢筋混凝土梁托架结构与桥梁墩柱的连接,采用了球型支座。

常州北站球型支座连接

4.4 镇江南站

镇江南站雨棚拱形柱脚形成三个支点单独与桥墩插销铰接。

镇江南站钢管桁架柱脚节点

5 经济性

四站的雨棚用钢量统计如下表所示,可以看出常州北站雨棚在四站中用钢量最大,说明实腹钢箱梁结构在大跨度结构中不经济。苏州北站、无锡东站、镇江南站三站的用钢量基本持平,无锡东站和镇江南站均为桁架结构,主体用钢量相当来说都较小,无锡东站主体结构用钢量最省,镇江西站采用纵横桁架,用钢量也较少。苏州北站采用张弦梁结构,其结构自身用钢量少,较节省。

6 设计总结

京沪高铁苏锡常镇四个桥式高架站雨棚采用四种不同的结构形式,其在结构形式、托架形式、节点形式以及经济、美观等各方面的优缺点如表7所示。可以看出,苏州北站的V形柱与张弦梁的排架结构与无锡东站的倒三角形桁架拱结构相对较好。

来源:微信公众号"钢结构设计"

作者:Steeler;

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本文参考了微信公众号“《建筑结构》杂志”的相关文章

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