铁路桥梁规范和建筑规范在城市轨道交通高架车站结构设计中的应用

许小波

（铁道第三勘察设计院集团有限公司，300251，天津∥工程师）

铁路桥梁规范和建筑规范在城市轨道交通高架车站结构设计中的应用

许小波

（铁道第三勘察设计院集团有限公司，300251，天津∥工程师）

通过介绍高架车站结构的形式，分析铁路桥梁规范与建筑规范的区别，并对轨道梁进行两种规范的计算对比，说明了两种规范在建桥结合的高架车站结构设计中的应用方法。

城市轨道交通；高架车站；建桥结合；铁路桥梁规范；建筑规范

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

1 高架车站结构形式概述

线路敷设在地面以上的车站称为高架车站。高架车站结构形式分为建桥分离式和建桥结合式两种［1］。

1.1 建桥分离式高架车站

其轨道梁与车站结构完全分开布置，形成独立轨道梁（高架）桥，作为车站范围内的桥梁部分。车站的建筑结构也为一独立的结构体系。

建桥分离式高架车站的优点为：

1）该体系传力途径明确，各部分都有现成设计规范和专门结构分析软件，无未解决的结构技术问题。

2）桥梁结构和车站建筑结构可以分别施工，不影响架桥机过站。

3）由于桥梁结构与车站建筑结构完全分开，列车通过车站时产生的振动直接由柱墩传至地下，对车站建筑结构部分无影响。

建桥分离式高架车站的缺点为：由于车站建筑结构与桥梁结构分开布置，使得车站的横向体量较大，占地较多，不宜在路中布置。

1.2 建桥结合式高架车站

其轨道梁支承于车站横框梁上，车站结构不是单一建筑结构，也不是单一的桥梁，而是一个建桥结合的结构形式。轨道梁的支座可以简支于车站结构横梁上，也可以与横梁刚结。

建桥结合式高架车站的优点为：

1）车站结构为一个整体的框架结构，整体性和稳定性较好。

2）柱网布置相对灵活，平面布局限制较少。

建桥结合式高架车站的缺点为：

1）该结构体系要同时执行铁路桥梁规范及建筑规范，结构分析比较复杂。

2）由于桥梁结构与车站建筑结构合为一体，因此列车通过车站时直接将振动传给车站框架的各构件，引起车站结构的振动及产生较大的噪声，对旅客的舒适度带来一定的影响。

2 铁路桥梁规范和建筑规范的区别

建桥结合的高架车站中，轨道梁、支承轨道梁的横梁、支承横梁的柱等构件及基础，须同时满足铁路桥梁规范及建筑规范。这两种规范在以下各方面有诸多区别。

2.1 理论基础

房屋建筑结构是基于概率极限状态法设计的。概率极限状态法采用了多个分项系数。根据工程实

践由统计概率方法确定分项系数，分别对于不同情况给出了不同的分项系数。诸多的分项系数从不同方面对结构计算进行调整后，使结构材料的作用得以充分发挥，结构更加安全可靠。这些系数的确定影响到结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率（也即可靠度）。

而铁路桥梁是采用容许应力法进行设计。即采用了安全系数K来确定结构的可靠度。这是由于在设计中起控制作用的因素往往是使用荷载下的疲劳破坏，故宜按弹性工作分析并取用较大的安全系数。

2.2 设计基准期

设计基准期为确定可变荷载代表值而选用的时间参数，根据GB 50153—2008《工程结构可靠性设计统一标准》的规定，房屋建筑结构的设计基准期为50年，铁路桥涵结构的设计基准期为100年。

2.3 荷载分类

根据GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的规定，建筑结构的荷载可分为三类（见表1）。

表1 建筑结构规范的荷载分类

根据GB 50157—2003《地铁设计规范》和TB 10002.1—2005《铁路桥涵设计基本规范》的规定，桥梁结构的荷载分类如表2所示。

表2 桥梁的荷载分类

2.4 预应力计算

对于预应力混凝土框架结构，铁路桥梁规范和建筑规范的计算思路有一定的区别：铁路桥梁规范把预应力钢筋作为主受力筋，不考虑普通钢筋的作用；建筑规范是考虑预应力钢筋和普通钢筋的共同作用。

TB 1002.3—2005《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中第6.1.3条规定：预应力混凝土结构，其预应力度λ不宜小于0.7。JGJ 140—2004《预应力混凝土结构抗震设计规程》中第4.2.3条规定：框架梁端截面预应力强度比不宜大于0.75。铁路规范的预应力度与预应力钢筋和运营荷载有关，与普通钢筋没有关系［7］。建筑规范的预应力强度比与预应力钢筋和普通钢筋的配筋量有关。铁路规范要求配置较多的预应力钢筋；而建筑规范限制预应力钢筋量不能过多，普通钢筋不能过少，同时还需控制总的配筋率。

2.5 抗震设计

根据GB 50223—2008《建筑工程抗震设防分类标准》的规定，建筑工程分为以下四个抗震设防类别：特殊设防类（甲类），重点设防类（乙类），标准设防类（丙类），适度设防类（丁类）。

根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定，钢筋混凝土框架结构根据设防类别、烈度、房屋高度的不同，抗震等级可分为一级、二级、三级、四级。

根据GB 50111—2006（2009年版）《铁路工程抗震设计规范》中第3.0.1A条的规定：铁路工程应根据铁路等级及其在路网中的重要性和修复（抢修）的难易程度，分为A、B、C、D类四个抗震设防类别。

3 铁路桥梁规范及建筑规范在高架车站上的应用

3.1 两种规范应用的思路

由于两种规范存在一定的区别，因此在进行建桥结合的高架车站结构设计时两种规范应该配套使用，不能混搭。即直接承受列车动力荷载的构件在按铁路规范设计时，应采用对应的标准、参数及方法进行设计；按建筑规范进行校核时应按对应的标准、参数进行核算。

3.2 具体计算对比

取某建桥结合式高架车站的简支轨道梁进行计算对比。轨道梁跨度12 m，梁宽2.5 m，梁高1 m，混凝土采用C40，钢筋为HRB335。

3.2.1 荷载

1）恒载：结构自重加15.5 k N/m的轨道Ⅱ期恒载。

2）列车静活载：采用的列车荷载图式如图1所示。列车荷载动力系数为1+μ，μ宜按现行《铁路

桥涵设计基本规范》规定的值乘以0.8，即μ= 0.8×12/（30+L）≈0.23（式中，L为梁的跨度）。

图1 某列车荷载图式

3.2.2 计算结果比较

恒载引起12 m跨度轨道梁的跨中弯矩标准值为Mg，k=1 404 k N·m，列车静活载引起的跨中最大弯矩标准值为Mq，k=612 k N·m。

由表3的计算结果对比可以看出：

1）按强度要求控制时，按铁路桥梁规范计算需要的配筋面积比按建筑规范计算结果要大。

2）按裂缝控制时，对非直接承受重复荷载的构件，按铁路桥梁规范计算需要的配筋面积比按建筑规范计算结果要大；但对直接承受重复荷载的构件，按建筑规范计算需要的配筋面积比按铁路桥梁规范计算结果要大。

3）按铁路桥梁规范计算得出的挠度值比按建筑规范计算结果小。

表3 两种规范计算轨道梁的结果对比

4 结语

本文简单分析了铁路桥梁规范与建筑规范的区别，并通过具体轨道梁的计算对比，介绍了铁路桥梁规范与建筑规范在建桥结合式高架车站结构设计中的应用，为该类需同时满足两种规范的构件设计提供参考。建桥结合式高架车站结构设计中还有不少问题有待作进一步研究，如列车振动对车站结构的影响分析等。

［1］ 游又能.桥建合一式高架车站设计在莞惠城际轨道交通中的应用研究［J］.铁道标准设计，2012（8）：121.

［2］ GB 50153—2008工程结构可靠度设计统一标准［S］.

［3］ GB 50009—2012建筑结构荷载规范［S］.

［4］ GB 50157—2003地铁设计规范［S］.

［5］ TB 10002.1—2005铁路桥涵设计基本规范［S］.

［6］ TB 10002.3—2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范［S］.

［7］ 邱剑，叶志雄，温四清，等.承轨结构设计采用铁路规范与建筑规范的比较［J］.铁道工程学报，2012（11）：79.

［8］ GB 50223—2008建筑工程抗震设防分类标准［S］.

［9］ GB 50011—2010建筑抗震设计规范［S］.

［10］ GB 50111—2006（2009年版）铁路工程抗震设计规范［S］.

［11］ GB 50010—2010混凝土结构设计规范［S］.

应对地铁突发事件，成熟市民可以做得更好

最近“上海地铁车厢里一位老外在座位上晕倒”的新闻，引发热议。笔者认为，作为成熟市民，除了警觉，还可以做得更好一些，如遇事更加冷静、镇定等。

在上海这样的特大城市里，人流密集，一旦处置不慎，就可能引发灾难性事件。除了安全保障体系，人们也需要有更加冷静的头脑、更加镇定的心态，同时提升自己的素质和应对能力，尽量学会急救与应急知识。外籍乘客只是躺倒，没有必要害怕、慌张。即使真正遇上了大事件，也要冷静，防止发生拥挤、踩踏等次生伤害。显然，在这一点上，人们还有所欠缺。如果当时有人去扶一把、问一声，该多好啊！人们的一举一动都映衬着上海这座城市的形象。多一份热心，多一份担当，上海会更加友善，也会有更多温暖。

（摘自2014年8月22日《解放日报·解放论坛》，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）