兰州西站接触网与站房雨棚接口设计方案分析

谷元平

兰州西站接触网与站房雨棚接口设计方案分析

谷元平

摘 要：兰州西站规模为13台26线，高速场与普速场并站设置，站场内设大型高架站房及雨棚，是中西部客运专线枢纽级车站及地标性建筑。由于高架站房及雨棚结构复杂，整体景观要求高，对接触网系统同时提出更高要求。通过综合考虑高架站房及雨棚结构形式、风格及接触网系统功能要求等多方面因素，提出适用于兰州西站的接触网与站房雨棚接口设计方案，取得良好效果。

关键词：兰州西站；接触网；站房；雨棚；接口设计；整体景观

1 背景及现状

客运专线中、小型车站站台雨棚一般采用单柱两侧悬挑结构，受自身结构形式及站台宽度限制，悬挑跨度多为4．5～6．0m，该类雨棚结构简单，景观效果较为普通。对于此类车站的接触网设计方案，根据线间距大小常采取线间立腕臂柱、硬横跨支柱与雨棚柱合建等方式，设计时侧重功能要求，对景观要求不高。

伴随着近年来我国客运专线的蓬勃发展，客运专线途经地区及城市经济较为发达，为与城市发展相配套，同时提升城市整体美誉度，对客运专线大型车站特别是客运专线枢纽级车站的景观设计提出了新的要求。通过对国内多条客运专线的统计分析，大型客运专线车站一般均采用无柱雨棚结构，相应地对此类车站内接触网设计提出更高要求。接触网设计除了要满足高速动车组稳定受流外，同时还要考虑车站站房及无柱雨棚规模、结构、造型、风格等景观方面因素。

2 兰州西站相关情况

兰州西站是我国西部建规模最大的客运专线车站之一，设26条到发线，中间站台11座，基本站台2座，高速场与普速场并站设置。站台范围内，高速正线线间距7．0m，普速正线线间距5．0m，站线间线间距均为6．0m，站内线路均采用有砟轨道。

兰州西站建筑面积15960m2，站房南北宽约438m，东西长约450m，其中车站中心设高架候车室，长约126m，高架候车室两端分别设无站台柱雨棚，西侧雨棚长度约142m，东侧雨棚长约182m，雨棚拱顶距轨面约11m。兰州西站总体示意见图1。

图1 兰州西站总体示意图

3 接触网与站房雨棚结构的合建分析

3.1 整体要求

兰州西站东接宝兰、西宝、郑西及大西客运专线，西接兰新第二双线，兰州西站不仅是中西部客运专线大型枢纽和中转站，同时也是兰州市地标性建筑，是客运专线铁路展示的窗口，代表了兰州的城市气质。因此，在接触网设计中必须在确保功能性前提下，重点解决整个车站范围内接触网与整体景观的协调性问题。兰州西站站房雨棚立面示意见图2。

图2 兰州西站站房雨棚立面示意图

3.2 跨距分布方案

结合兰州西站站形特点、高架候车室、站房柱及雨棚柱分布情况，确定兰州西站站台范围内的接触网悬跨距分布方案：大里程向小里程方向分别为54m—54m—51m—57m—48m—54m—54m—54m，共117处悬挂点。兰州西站站台范围内接触网平面示意见图3。

图3 兰州西站站台范围内接触网平面示意图

3.3 合建形式

综合考虑兰州西站站内悬挂布点方案及站房雨棚结构特点，兰州西站内接触网与站房、雨棚结构的合建方式主要分为4类：

图4 雨棚柱上接触网示意图　

图5 站房柱上接触网示意图

（1）在雨棚柱相应高度预留接触网安装结构（见图4）；

（2）在站房柱相应高度预留接触网安装结构（见图5）；

（3）附加导线悬挂采用在雨棚柱及高架站房顶板上预留接触网安装结构（见图6）；

图6 附加导线悬挂示意图

（4）中心锚结下锚在雨棚柱、高架柱上的预留结构。

4 合建具体方案

4.1 荷载组合的合理性

由于接触网结构特殊，受力情况相对复杂，因此对雨棚、站房结构的受力分析需统筹考虑各类荷载，通过合理的荷载组合，确定施加在雨棚、站房结构上的最大可能荷载。

接触网系统荷载主要包括接触导线重力荷载、腕臂装置重力荷载、附加导线结构荷载等，同时还应考虑由于温度变化产生的线索张力变化、“之”字力及自然环境对接触网结构产生的风、冰荷载。接触网系统在施工过程中还应考虑施工人员及施工器具的自身质量。此外，还应核算在特殊情况下，如雨棚、站房结构上预留结构还应在承受接触导线断线故障时不会导致主体结构产生塑性变形。

通过对上述可能荷载从类型、大小、方向及产生条件的分析，得出所有可能的荷载不是同时达到其极大值的结论。通过对不同荷载组合计算结果的比较，得到各种合建方案的荷载情况（见图7）。

根据对最不利荷载的校验，上述安装结构在确保站房雨棚结构安全性的前提下，可以满足接触网的功能要求。

4.2 整体景观方面的保障措施

兰州西站接触网与站房、雨棚结构的合建方案，采取诸多措施减小接触网结构对车站景观的影响，从而强化整体景观设计，使接触网设备与车站景观融为一体。

（1）接触网支柱、站房雨棚相关结构等在顺线路和垂直于线路方向上同轴设置，整体效果较好，与车站景观相协调；

（2）雨棚柱、站房柱上预留的接触网安装结构，尽量采用与站房结构相似的圆形或圆弧外形；

图7 接触网对站房雨棚结构的荷载要求

（3）接触网在雨棚柱、站房柱上预留的安装底座，应采用与雨棚相同的喷漆颜色，并由站房施工方一次实施完成；

（4）站台范围等旅客活动区域，避免设置下锚拉线，同时在相应高度设置安全警示标识。

4.3 防腐及绝缘措施

为保证人员安全及接触网功能要求，还应强调在防腐及绝缘方面的措施和要求：

（1）接触网结构及在雨棚柱、站房柱上预留的各类底座，应与雨棚结构采用相同的防腐处理措施，避免附属结构因防腐措施不足引起对主体结构的影响。

（2）接触导线及附加导线通过雨棚、高架候车室处，应满足高压带电部分对接地体或混凝土结构的绝缘间隙；在考虑绝缘间隙的基础上，还应特别注意高速场、普速场并站设置的影响，合理确定具体结构的设置标高。

（3）所有距接触网带电体5m范围内的金属结构和设备应可靠接入综合接地系统，同时考虑接触网接地接入点与弱电设备接入点的安全距离，确保弱电设备安全。

（4）应充分考虑雨棚、站房柱的设置间隔与中心锚结下锚绳的动态绝缘间隙，并对动车组通过时下锚绳对雨棚、站房柱的瞬间距离进行仿真，采取相应措施确保设备及人员安全。

（5）雨棚及高架候车范围内的承力索、正馈线均设置绝缘护套进行防护，防止异物掉落、雨雪天气等特殊情况引起接触网故障。

5 结束语

通过系统分析兰州西站接触网与站房、雨棚结构的合建设计方案，通过各方审查并成功实施（接触网与站房雨棚结构合建现场见图8）。从目前运营情况来看，接触网功能满足要求，在整体景观上也与相关房建结构和谐统一，效果良好。

兰州西站接触网与房建结构的合建方案与国内许多大型车站的接触网设计存在众多不同，其贯彻的功能与景观并重的理念代表了大型车站接触网设计的发展方向，是具有参考价值的工程实例。

图8 接触网与站房雨棚结构合建现场

谷元平：中铁第一勘察设计院集团有限公司电气化设计处，工程师，陕西 西安，710043

责任编辑 高红义

中图分类号：U225.1

文献标识码：A

文章编号：1672-061X（2015）05-0070-04