城市轨道交通高架车站结构设计研究

黄武平

（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122）

1 重视城市轨道交通高架车站结构设计的必要性分析

为了使城市轨道交通高架车站结构设计工作能够落实到位，实现对其设计方式的科学使用，则需要对重视这类车站结构设计的必要性有所了解。具体表现为： （1） 重视城市轨道交通高架车站结构设计，可满足这类车站安全使用要求，提高对应用过程中的结构稳定性； （2） 重视城市轨道交通高架车站结构设计，可使这类结构在实践应用中的性能更加可靠，并给予城市轨道交通事业长远发展必要的支持；（3） 重视城市轨道交通高架车站结构设计，可实现对这类车站长期使用中结构问题的科学应对，进而提升城市轨道交通高架车站应用中的服务水平。

2 基于城市轨道交通高架车站的结构形式探讨

在完善城市轨道交通高架车站服务功能、优化其结构性能的过程中，应注重与之相关的结构形式探讨，进而改善这类车站应用中的结构状况。实践中基于城市轨道交通高架车站的结构形式具体包括以下方面。

2.1 站桥分离结构

所谓站桥分离结构，是指采用设缝的方式将车站、设备等用房结构与列车运行部分的结构分离开来而形成的一种结构，即不同部分之间设置的结构单元具有独立性强的特点。在城市轨道交通高架车站结构选型过程中，若能注重站桥分离结构设置，则能使这类车站在应用中结构传力更加清晰，且在专业性强的结构分析软件支持下，实现对站桥分离结构的合理设置。但是，由于这种形式的结构应用中存在整体空间刚度小、抗列车摇摆荷载、制动荷载和地震等水平作用的能力较弱，且结构横向体量较大、占用土地较多等问题，使得其在城市轨道交通高架车站结构方面的应用中存在一定的局限性，难以满足新形势下这类车站结构的科学设置要求。

2.2 站桥组合结构

所谓的站桥组合结构，是指支撑列车运行的轨道梁直接简支于车站服务用房结构上，利用服务用房结构横梁和框架柱形成的空间结构承受列车荷载。实践中若将这类结构应用于城市轨道交通高架车站，一定程度上可提高列车行驶过程中的结构承载力。但是，由于站桥组合结构应用中也存在着高度高、竖向体量大的问题，会对车站周围的景观造成一定的影响，加上该结构设计中对空间层面的协同工作考虑不够充分，使得其在城市轨道交通高架车站应用中受到了限制。

2.3 站桥合一结构

站桥合一结构是指支撑列车运行的轨道梁与车站服务用房结构完全结合在一起，没有单独供列车行驶的桥梁。实践中由于这类结构应用中具有刚度大、抗列车摇摆效果好、抗震性能好、体量轻，对车站周围的景观影响小等优点，使得其在城市轨道交通高架车站结构设置方面有着良好的应用优势。同时，由于站桥合一结构应用中的成本经济性良好，因此，在结构选型中应重视这种结构使用，做好与之相关的结构设计工作，使得站桥合一结构的潜在应用价值逐渐提升。

3 基于站桥合一的城市轨道交通高架车站结构设计分析

为了确保城市轨道交通高架车站结构设计合理性，优化其结构性能的同时提升这类车站结构设计水平，则需要注重站桥合一结构的科学设计。具体的设计要点包括以下方面。

3.1 选型方面应考虑的因素

在城市轨道交通高架车站结构设计过程中，为了使其结构选型更具科学性，需要考虑相关的因素。这些因素为：（1） 通过对城市景观方面实际要求的充分考虑，将体量小、通透轻巧的结构应用于城市轨道交通高架车站建设方面，从而保持这类车站应用中良好的结构状况； （2） 根据轨道交通高架车站所在区域的实际情况，确定最佳的站台形式； （3）确定好城市轨道交通高架车站位置，进而为其结构设计工作的有效开展提供参考信息。

3.2 结构设计的相关内容

基于站桥合一的城市轨道交通高架车站结构设计，需要了解其设计方面的相关内容，使得最终得到的结构设计方案有着良好的适用性。实践中这类车站结构设计方面的相关内容包括： （1） 通过对车站结构体系的选择、传力路径的设置等要点的充分考虑，针对性地开展城市轨道交通高架车站结构设计中的概念设计工作； （2） 通过对荷载取值、适用设计规范的选择等要素的考虑，有效开展城市轨道交通高架车站结构设计中的计算设计工作； （3） 积极开展构造设计工作，满足城市轨道交通高架车站结构安全使用要求。

3.3 结构设计中的荷载分析

为了使站桥合一结构在城市轨道交通高架车站应用中能够达到预期效果，则需要在其结构设计中确保荷载取值合理性，且在有效地分析工作支持下予以应对。具体表现为：（1） 通过对车站公共区和设备所在区域、管理用房等实际情况的考虑，结合行业技术规范要求进行城市轨道交通高架车站结构设计中的荷载分析，确保其取值有效性，从而完善这类车站结构设计方案； （2） 深入分析车站结构横向风荷载，并结合抗震设计规范要求，确保城市轨道交通高架车站结构设计中的荷载取值合理性； （3） 车站结构设计中的荷载分析，为满足其合理取值要求的过程中，也需要设计人员通过对列车竖向活荷载、横向摇摆力、无缝线路纵向水平力等要素的充分考虑，确定城市轨道交通高架车站结构设计中列车荷载的最佳取值，确保其分析工作得到良好落实。

3.4 结构设计中计算方面的控制要素

在了解站桥合一结构功能特性的基础上，通过对城市轨道交通高架车站结构设计要求的考虑，开展相应的结构设计工作时，需要对其中计算方面的控制要素加以分析，从而得到良好的车站结构设计方案。具体表现为： （1） 参照桥梁结构规定，对高架车站结构，纵向水平位移进行考虑，确保车站结构计算过程中的水平位移计算准确性，保持基于站桥合一的城市轨道交通高架车站良好的结构设计效果； （2） 考虑沉降差。高架车站结构一般也是超静定结构，沉降差在结构内部产生附加内力，沉降差越大这种内力也就越大，因此，应严格控制沉降差。一般可根据结构最大允许沉降差来控制桩墩的沉降差； （3） 通过对轨道梁挠度、列车荷载状况等要素的考虑，针对性开展站桥合一结构计算分析工作，使得最终得到的高架车站结构适用性增强。

4 结语

综上所述，做好城市轨道交通高架车站结构设计研究工作，具有重要的现实参考意义，可满足这类车站安全使用要求，实现对其结构的合理设置，进而完善城市轨道交通高架车站的使用功能。因此，未来在促进城市轨道交通事业发展的过程中，为了保持高架车站良好的应用状况及效果，需要给予其结构设计更多的关注，且在有效的设计措施支持下，完善这类结构设计方案，提升其在城市轨道交通高架车站方面的潜在应用价值。与此同时，通过对高架车站结构的科学设计，可降低其结构应用问题的发生率。