浅谈现代城市轨道交通高架车站变形缝设置研究

楼可城

摘要：随着交通运输业的发展，现代城市交通高架车站的建设领域变得越来越广泛。如何在设计规划、构造施工方面取得优势，是当前在高架车站在施工与应用过程中需要最先面对的问题。基于此，本文结合成都市2号线某地铁站实例简述了高架车站的结构形式及其特点、以及其内力变形控制及其变形缝设置，以期在此基础上可以对轨道交通高架车站构造施工有着更好的了解：为变形缝的设置提供更好的依据：同时为相似的高架车站的建设提供参考。

关键词：轨道交通高架车站：结构形式：变形控制：变形缝设置

中图分类号：TU375.4 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）08-139-02

前言

随着我国国家城镇化发展脚步的加快，各地区建设的交通路线四通八达。但是随着人们对生活质量追求的提高，目前存在的交通运输线路已满足不了所承受的压力，虽然国内诸多交通设施的建设水平已有了很大程度的提高，但是交通拥挤、污染大、噪声大、行车速度缓慢、停车难等问题日益突出。而建设城市轨道交通高架车站不仅可以减少这些问题，并且投资少，占用空间小，这些优势使其成为现代城市交通设施建设的首选。

1工程概况

成都地铁二号线起于龙泉驿，至于犀浦，全长42.3公里，共设有32座车站（31座车站采用地下线的方式，在犀浦站采用地上线），其中某高架车站采用“高架二层双侧岛式站台”。全长120米，宽38米；顶层为站台，让人们乘车；底层为站厅，供人们候车、刷卡、安检等；车站前面为公交站台，后面为交通道。

2高架车站结构形式及其特点

高架车站的结构形式较多，其既不属于人们经常提到的房屋建筑，也不属于单一的桥梁工程，而往往是两者的结合体。高架车站的结构形式不仅可以充分利用二者的优势，还可以避免各自存在的缺点，因此在社会中运用广泛。基于此地铁站的岛式结构体系，再根据房屋建筑与桥梁的关系，可得出此结构属于“建桥一体化”结构。

2.1典型横断面布置

整个车站主要的承重结构是独立的桥墩（也可以说是柱），上层梁盖主要承受地铁的静力及动力荷载，以及人的重力：下层地面除了承受以上这些荷载之外，还要承受上层楼盖传下来的荷载力量：车站在上下两层的一侧设有上下两个电梯，楼层宽度于车站宽度同宽，为38米；上层楼盖采用的是预应力混凝土。这样可以有效地降低楼高，减小梁后，同时可降低地铁的运行高度与梁的竖向挠度变形。

2.2结构纵向布置

由于环境因素的限制，在此地铁站桥墩采用15m的间距，每隔两个桥墩设一伸缩缝，缝宽为8cm，左右柱对称布置。为了降低行车高度，将行车梁嵌入到上层顶盖中，这样就可以有效地增加建筑物的安全系数，减低建筑物的高度，增加行车安全系数，降低路面标高，并且控制成本，进而确保工程的经济效益提高。

2.3结构特点

该高架车站采用的是房屋建筑于桥梁相结合的“建桥合一”的结构形式。此结构形式不仅避免了两者的缺点，还可结合了两者的优势，但必须同时满足房屋与桥梁的设计规范。这样的结构形式不仅有利于施工，缩短工期，并且可以有效地降低建筑物的体重，提高建筑物的稳定性与整体性，使其受力合理。但是由于此结构直接受动车的荷载，使得动车荷载比重大，受力点不停得转变，因此受力与传力系统相对复杂，这是其不可避免的缺点。但是其简单的构造设计无疑是现代城市交通设施的一大亮点，其有效地降低了土地的占有率，节约了土地资源。另外值得注意的是，此结构采用的墩柱盖梁刚接的框架体系，其受力模式为：轨道动荷载-盖梁板-墩柱-地基，由此可见其受力过程复杂，无论哪部分受力均会按照规范进行设计与校核，确保工程的安全性。

3内力变形控制及其变形缝设置

众所周知，高架车站一般采用预应力混凝土，并且其工作面比较大，那么设置变形缝来抗裂是我们必须要面对的一个问题。由于周围环境的不同，比如说围岩、地质、自身的构造、自身所采用的材料等设置的变形缝也会不同。如果变形缝设置不好会造成工程出现重大裂缝、造成渗水、甚至直接影响整个工程的安全性，因此必须采取有效的措施来控制和设置变形缝。根据地铁的设计规范，变形缝设置的间距一般在30～40米。经过大量的实验，在这个间距范围内可以有效的控制建筑物的裂缝，减低建筑物的应力。但是此间距可能对施工造成一些影响，下面对变形缝在多遇地震作用下的计算结果、增大分缝距离辅助措施、相关温度影响进行论述。

3.1多遇地震作用下的计算结果

对多遇地震作用下的计算我们采用的是PKPM-SATWE软件，通过此软件的分析计算笔者发现，由于柱的横截面面积比较大，纵向截面相对小一些，所以一开始变形是纵向移动的，随后又是朝横向移动，其符合一定的设计规范，通过多遇地震下的墩柱底内力标准值对比表中，我们可以发现设置变形缝对建筑物受力是不利的，外柱的内力会随建筑物长度的增加而有所降低，而其它的柱子基本上没有变化：而通过墩柱配筋对比表我们可以发现，在多遇地震作用下的配筋影响较小的。

3.2增大分缝距离辅助措施

通常建筑的分缝距离一般是设在30～40米之间，这样会对施工造成一定的影响，所以我们需要采取一定的辅助措施来加大分缝的距离，降低工程投资，缩短施工工期。最常用的辅助措施就是减小施工面，这样就可以避免设置变形缝。其次，可以提高混凝土的质量，在混凝土中添加掺合料，如膨胀剂与钢纤维等，在掺入膨胀剂后，混凝土会膨胀地十分厉害，这样收缩率会有所降低，可以有效地降低混凝土收缩时所受的应力，进而减少裂缝的产生；而掺入钢纤维，可以提高混凝土的质量，由于混凝土的抗拉能力差，钢纤维的抗拉能力强，这样可以提高混凝土的整体抗裂性。再次，就是设置后浇带，设置后浇带可以避免混凝土收缩产生的裂缝，但是混凝土产生裂缝的原因有很多种，其中温度、混凝土质量、施工工艺造成的裂缝，设置后浇带是不能有效避免的。第四，还可以设置诱导缝来减少裂缝带来的危害，其能够有效减少钢筋对混凝土的约束，因此将诱导缝设置在施工面最容易裂缝的部位后，混凝土一旦裂缝首先会在诱导缝处断裂，这样可有效地减少裂缝与渗水。另外，还可以控制入模温度，加强养护，尽量让混凝土的内外温度差相差不大，比如在夏季施工时要尽量在夜晚施工，并搞好振捣等混凝土的施工措施。

3.3相关温度影响

根据地铁的设计规范，我们得知地铁混凝土在浇筑过程中，温度的变化范围应在正负25摄氏度，并根据温度变化下可得出云应力图。我们可以发现，随着车站长度的增加，裂缝的宽度也会有所增加，且最大的应力发生在跨中的位置，因此配筋的时候不仅要按照设计规范来进行，还应增加一定量的构造筋：通过盖梁板的应力云图，我们可以发现温度对盖梁板的应力及配筋影响较小，且应设置温度缝，避免发生的裂缝超过允许限值；通过柱子的应力云图我们可以发现，车站的柱子受力较小，配置的钢筋量也相对较少。总之，温度对不同的部位影响力是不同的，所以应该根据实验的相关数据进行不同的配筋工作，进而来减少裂缝产生的机会，控制施工成本。

4结束语

本文所述的地铁高架车站的构造形式采用的是“建桥合一”结构形式，其结合了房建与桥梁两者的优势，避免了两者的缺点，因此设计结构符合两者的规范要求。并且，笔者认为对于车站等长度较长的工程设置变形缝会从一定程度上阻碍施工的顺利进行，因此应当采取一定的辅助措施来避免设置变形缝的环节，其主要辅助措施如减小施工长度、设置诱导缝、后浇带、往混凝土中掺入混合料、有效地控制混凝土的入仓温度等。同时，在此研究过程中可发现在多遇地震作用下，针对同一建筑物，温度会对不同部位产生不同的影响力，因此可以根据此规律，对不同的部位进行不同量的配筋。总之，本文中笔者通过对现代城市高架车站研究，其目的是为了降低工程投资，缩短工期，并为未来此类工程施工提供理论参考。