杭州东站线下工程结构设计

·桥
梁·
杭州东站线下工程结构设计
文功启
（ 中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处，武汉 430063 ） 摘 要： 杭州东站线下工程为" 建桥合一" 结构形式， 主体 结构 采 用 型 钢 混凝 土 主 梁、 钢 管 混凝 土 立 柱 纵 横 梁 体 系，
详细介绍该工程的设计构思， 主梁、 立 柱、 节 点 构 造 及施 工方 法， 并 对结构 静 力、 节 点 细 部 进行 计 算 分析。 结 果表 明: 该结构受力合理且满足规范要求。 关键词： 杭州东站; 建桥合一; 纵横梁体系; 型钢混凝土; 钢管混凝土 中图分类号： TU318 文献标识码： A 2954 （ 2012 ） 11006804 文章编号： 1004-
2. 2
立柱构造
立柱为三向压弯剪构件， 为充分发挥立柱的承载 ， 力 到发线立柱采用了钢管混凝土组合构件。 为了建 12 ～ 15 筑的美观， 除 11 与 16 轴的立柱采用方形柱外， 轴均采用圆形柱。与主纵、 横梁连接的主立柱直径采 用 2. 0 m。 在与纵横梁连接的上、 下翼缘中心处对应各设置 横隔板， 板厚 40 mm； 在此 2 块横隔板之间设置 12 个 69
。
图1
典型柱网布置（ 单位： cm）
主横梁的布置间距与跨度对应， 在每两主 横 梁 KL1 间布置 3 根次横梁 KL2 ； 纵梁 ZL1 位于到发线双 间中心， 与主立柱相连， 每根 ZL1 边（ 一般相距 4. 8 m ） 布置 2 根次纵梁 ZL2 ， 保证列车靠停时结构受力的合 理性。立柱、 横梁及纵梁交叉连接， 在型钢混凝土浇筑 完成， 与 桥 面 板 一 起 形 成 了 空 间 格 构 体 系， 如图 2 所示。
Structure Design of Works under Track in Hangzhou East Station
WEN Gongqi
（ China Railway Siyuan Survey and Design Group Co． ，Ltd． ，Wuhan430063 ，China）
Abstract： Buildingbridge integrated system was used in Hangzhou East Station，adopting the steelreinforced concrete for the main girders and concretefilled steel tube for the pillars． This paper introduces in details the engineering design idea，main girders，pillars，panel point structures and the construction methods． And then the static force calculation， panel point structure calculation are analyzed． The results show that this structure system is in a state of reasonable stresses and meets the requirements of the standards． Key words： Hangzhou East Station； buildingbridge integrated system； longitudinal and horizontal beam system； steelreinforced concrete； concretefilled steel tube
铁道标准设计
RAILWAY
STANDARD
DESIGN 2012 （ 11 ）
·桥
梁·
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图2
部分结构横断面（ 单位： cm）
竖向加劲肋， 肋宽 300 mm， 环形布置。在通道面以上、 梁底以下范围内设置 2 块厚 36 mm 的横隔板。柱脚深 埋入承台， 预埋深度 4. 2 m， 并通过环向设置的 4 根牛 腿保证柱与承台间共同受力。在承台一次浇筑线内设 置预埋锚栓。柱脚设计要保证一定的预埋深度， 锚栓 及预埋底板的强度及稳定满足相关要求 ， 且柱周边混 凝土的抗压强度在设计容许范围内 。 2. 3 纵横梁构造 受通道净空≥6 m 的影响， 梁高要尽可能地小， 除 满足强度、 疲劳的要求外， 还要满足消防及结构耐久性 等要求。综合考虑各种因素， 纵、 横梁选用了型钢混凝 土组合构件。 以主纵梁为例， 该型钢 － 混凝土构件纵向位于轨 行区的正中间， 梁高在梁端为 3. 0 m， 通过 2. 0 m 过渡 段， 梁高渐变为 2. 5 m， 梁宽 1. 8 m。型钢翼缘板宽 1. 2 m， 厚 50 mm； 腹板厚 40 mm。 梁外包混凝土上顶面与 型钢上翼缘顶距离 130 mm， 下底面距下 翼 缘 底 120 mm， 混凝土中主筋 25 mm， 双筋布置， 在梁侧面按构 造要求设置 16 mm 纵向架立筋； 箍筋 16 mm， 在梁 端加密区间距 100 mm， 其他间距 100 ～ 120 mm， 横断 面如图 3 所示。
小于 2 倍柱高的构造要求。 2. 4 梁柱节点构造
［ 2］
受结构受力特点的影响， 梁柱节点处有很大的双 向负弯矩， 疲劳问题突出， 应力集中现象明显。梁柱节 点特别是主立柱与主纵梁、 主横梁的连接节点的设计 构造是本结构关键点之一。 节点钢结构采用栓、 焊连接的方式， 即腹板采用高 ， 、 ， 强螺栓连接 上 下翼缘采用焊接 此种构造的优点在 于： （ 1 ） 大大减少了现场焊接工作量， 避开腹板较长的 立焊缝， 利于提高现场工效； （ 2 ） 有利于型钢混凝土构 件节点区上翼缘钢筋布置。 在立柱上焊接外环板， 板 厚与纵、 横梁翼缘板相对应； 在两板环板之间设置竖向 板厚与纵、 横梁腹板对应。整个节点钢结构部 加劲板， 分在工厂加工， 与立柱段整体加工并发送。 为保证节点受力的整体性， 与型钢 － 混凝土梁相 对应， 环柱周边设置了混凝土外包， 外包混凝土中设置 2 ～ 3 层环向钢筋网， 钢筋网穿过型钢的腹板。 梁体主 钢筋 在 通 过 节 点 时， 焊 接 在 环 向 加 强 板 上， 板宽 120 mm， 厚 50 mm， 通过双面角焊缝与塞焊的形式与翼 缘板可靠连接。 2. 5 施工方法 在基础施工完成后， 梁柱节点就位， 泵送灌注钢管 混凝土， 然后拼装轨道层纵、 横梁， 支架立模现浇桥面 型钢混凝土梁及桥面。 由于桥面属超长大面积结构， 每隔 40 m 左右设计 1 道后浇带， 以减少温度荷载作用 的内力。 3 结构计算 主体结构静力计算 “建桥合一” 目前国内针对新型 结构体系设计仍没
［1 ］
2
结构构造设计 柱网布置
2. 1
基于杭州东站规模大， 空间布局复杂的特点， 在结 构选型与布置上要充分考虑站房、 线路以及地铁的影 响， 最终确定线下工程主体结构采用建桥合一的结构 体系， 即型钢混凝土（ SRC ） 纵横梁格构结构。 其中， 宁 杭（ 7 \8 线） 、 沪杭 （ 19 \ 20 线 ） 及浙赣绕行 （ 28 \ 29 线 ） 正线采用独立的梁式桥方案， 以减少正线列车通过对 结构动力性能的影响。 纵横梁格构体系顺线路方向跨度为 （ 21. 7 + 21. 7 + 24. 8 + 21. 7 + 21. 7 ） m， 柱纵向中心跨度 111. 6 m， 柱 横向（ C － Q 柱 ） 宽 330. 1 m。 轴编号为数字 11 ～ 16 。 “大柱网 ” 到发线横向采用 布置， 即取消一般站台梁下 立柱， 横向跨度 21. 5 ～ 25. 5 m， 轴编号由字母 C ～ Q 组 C 轴到 D 轴（ 基本站台处） 的跨度 25. 5 m， P 成。其中， 轴到浙赣绕行线跨度为 26. 5 m， 浙赣绕行线到 Q 轴为 20. 05 m， 其他均为 21. 5 m。 沪杭正线处的柱网在 27 线附近考虑下地铁楼梯口的布置作了局部调整 。 在 E、 H、 N 轴处设置了出租车通道， 考虑通道宽度对边柱 位置进行了调整。图 1 给出宁杭正线到沪杭正线间的 柱网布置情况（ 13 轴与 14 轴对称） 。
［ 1］ 周丽华． 既有立交桥梁结构综合利用及改造工程设计［J］． 中AY
STANDARD
DESIGN 2012 （ 11 ）
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的设计理念发生了很大的变化 。 作为城市的综合交 通枢纽 ， 按照以人为本的宗旨 ， 直上型高架站房成为 了设计的 首 选 。 上 海 虹 桥 站 、 南京南站以及西安站 采用了建桥 合 一 的 结 构 形 式 ， 此种结构与轨道层以 上的建 筑 相 呼 应 ， 整 体 性 好， 且能充分利用空间布 局， 视觉简洁通透 ， 成为了近年来大型车站轨道层结 构方案的首选 。 杭州铁路枢纽是“四纵四横 ” 客运网中沪昆快速 客运通道和沪杭甬深沿海快速通道上的重要节点 ， 同 在 时也是长江三角洲城际铁路网上的省会车站之一 ， 杭州综合交通运输体系中有举足轻重的作用 。站场范 围内有宁杭甬场、 沪杭长场、 浙赣改 3 个车场， 共 15 台 30 线（ 含正线） 。车场之上设车站站房， 车场下面设地 4 号线车站及部分 下通道， 通道下面为杭州地铁 1 号、 区间。 杭州东站线路采用直线平坡设计 ， 均为有砟轨道， 采用 60 kg / m 钢轨； 采用的设计活载除浙赣上、 下绕行 线采用“中 － 活载 ” 外， 其他如宁杭甬、 沪杭长正线及 “ZK 活载 ” ， 各到发线均为铁路 地震抗震烈度为 6 度， 按 7 度设防； 结构使用年限为 100 年。 站址所处地层 主要为粉土、 粉砂、 粉质黏土、 细砂， 下伏基岩为凝灰质 砂岩
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