長(zhǎng)江路站高架一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
摘 要:在高架道路和高架地鐵的一體化車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 需要解決大跨度、大懸臂以及無(wú)現(xiàn)成設(shè)計(jì)規(guī)范可供指導(dǎo)等難題,介紹采取的設(shè)計(jì)原則、計(jì)算方法和技術(shù)措施。
1 工程概況
長(zhǎng)江路站是上海市共和新路高架工程的高架車站,自上而下為寬25 m 的6 車道高架道路、地鐵1 號(hào)線北延伸的高架車站、6 快2 慢的地面道路, 是一座高架地鐵與高架道路相結(jié)合的一體化高架車站。
車站按6 節(jié)編組為150 m 長(zhǎng), 預(yù)留8 節(jié)編組190 m 長(zhǎng)的建設(shè)條件( 后已實(shí)施), 站位呈南北向, 座落在長(zhǎng)江西路與共和新路交叉口的路中, 該2 條道路都是50 m 寬的城市主干道。為保證地面道路的暢通, 車站中段的地面架空作為長(zhǎng)江西路車行道, 站廳和管理設(shè)備用房設(shè)在南北兩端共和新路路中10 m 寬的綠化帶內(nèi), 底層和半地下室作設(shè)備用房, 夾層作站廳, 二層通長(zhǎng)為站臺(tái)層, 頂部是25 m 寬的高架道路。
2 車站結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)
根據(jù)站址的特定條件和車站的功能要求,確定了以下的結(jié)構(gòu)形式。
(1) 主結(jié)構(gòu)采用二層雙柱二階雙懸臂現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu), 第一階懸臂長(zhǎng)5. 6 m , 第二階懸臂長(zhǎng)4. 8 m , 結(jié)構(gòu)模板橫剖面見(jiàn)圖1 。由于懸臂長(zhǎng)、荷載大, 框架橫梁采用后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 以提高結(jié)構(gòu)的抗裂度。
(2) 縱向柱距自南向北:20 m + 40 m + 30 m + 30 m + 30 m , 第2 跨和第5 跨的底層和夾層內(nèi)插10 m 跨度的小柱作站廳結(jié)構(gòu)。由于跨度大, 又承受公路、地鐵和建筑結(jié)構(gòu)等不同荷載,因而構(gòu)件形式較多,分別為:頂層高架道路的承重結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T 梁, 簡(jiǎn)支在主框架的上蓋梁上, 20 m 和30 m 跨的軌道梁和站臺(tái)梁都采用鋼筋混凝土箱梁,10 m 跨的軌道梁采用鋼筋混凝土板梁, 簡(jiǎn)支在下蓋梁上, 其余10 m 跨度的 Set lineObj = ThisDrawing. ModelSpace . AddLine ( start Point , end2 Point) 式中, start Point 是指直線的起點(diǎn)坐標(biāo), endPoint 是指直線的終點(diǎn)坐標(biāo)。
在開(kāi)發(fā)過(guò)程中, 還可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建各類設(shè)計(jì)元素。如在6502 電氣集中的設(shè)計(jì)中需要將各類信號(hào)機(jī)、道岔、設(shè)備、組合定型圖等事先定義成塊, 再使用Add 方法添加對(duì)象到模型空間, 對(duì)象創(chuàng)建后, 可通過(guò)開(kāi)發(fā)工具程序更改對(duì)象的圖層、顏色和線型等屬性; 也可添加文本以注釋圖形。當(dāng)然, 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)涉及到諸如數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)等關(guān)鍵技術(shù), 限于篇幅, 不再贅述。
3 結(jié)論
鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)具有準(zhǔn)確率高、設(shè)計(jì)周期短、經(jīng)濟(jì)效益明顯等諸多優(yōu)點(diǎn), 是未來(lái)信號(hào)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。而ActiveX Automation 技術(shù)的完全具有面向?qū)ο蠡幊痰奶攸c(diǎn), 可以與AutoCAD 方便地集成, 而且開(kāi)發(fā)工具的選擇也具有很大的靈活性。所以, 利用ActiveX Automation 技術(shù)對(duì)鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行符合其自身特點(diǎn)的二次開(kāi)發(fā)不僅是可能的, 而且具有深遠(yuǎn)的意義。筆者在此僅提出了一個(gè)初步的框架和一種思路, 具體的開(kāi)發(fā)過(guò)程尚需做更多的工作。參考文獻(xiàn):
[1 ] 徐有政. 車站信號(hào)設(shè)計(jì)中的CAD 系統(tǒng)( Internet) .
[2 ] AutoCAD 二次開(kāi)發(fā)工具綜述( Internet) .
6 4 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)采用一般鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)。
(1) 人行天橋跨度為21 m , 結(jié)構(gòu)高度受嚴(yán)格控制, 因而采用鋼結(jié)構(gòu)。
(2) 由于高架軌道交通的沉降要求相當(dāng)高,且站址范圍的地下管線復(fù)雜, 車站柱基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
3 設(shè)計(jì)原則與計(jì)算方法
一體化車站上層為高架道路, 下層(中間) 為高架地鐵和車站,梁部結(jié)構(gòu)各自獨(dú)立,受力是明確的;但是, 橋墩為超靜定二層框架,同時(shí)承受上層道路、下層地鐵以及車站荷載的作用。現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范系列中,建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)法,公路橋涵規(guī)范采用三系數(shù)表達(dá)的半概率極限狀態(tài)法,而軌道交通橋梁設(shè)計(jì)目前尚無(wú)規(guī)范。這樣,一體化車站橋墩采用何種規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì), 是設(shè)計(jì)中首要解決的問(wèn)題。同時(shí),作用在一體化車站橋墩上的軌道交通長(zhǎng)鋼軌附加力( 伸縮力、撓曲力、斷軌力) 的取值和組合,以及抗震設(shè)計(jì)都是必須解決的重大問(wèn)題。為此,車站一體化橋墩各部位采用了不同的設(shè)計(jì)計(jì)算方法, 具體做法如下。
(1) 上蓋梁及上立柱, 主要承受上層高架道路荷載,受下層地鐵和車站荷載的影響較小,直接采用公路規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(2) 下蓋梁及下立柱同時(shí)承受上層道路、下層軌道交通及車站建筑荷載,分別采用公路、鐵路和建筑結(jié)構(gòu)3 種規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),取其安全者,以確保結(jié)構(gòu)安全。
(3) 站廳、站臺(tái)、夾層的框架縱梁和樓板采用建筑規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(4) 地震基本烈度按7 度考慮,并根據(jù)高架道路可能產(chǎn)生的幾種不同工況, 采用PKPM 計(jì)算程序進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算。地震力計(jì)算按振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行,按最不利情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋,并對(duì)砌體部分按規(guī)定設(shè)置了鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱。
4 結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算
4 . 1 一體化車站橋墩結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算
一體化車站高架橋墩上層承受高架道路荷載, 下層承受地鐵和建筑荷載, 結(jié)構(gòu)受力大, 錯(cuò)綜復(fù)雜。因此,分析一體化車站高架橋墩所受的荷載及其合理組合是整個(gè)設(shè)計(jì)的第一步。
(1) 荷載分析
根據(jù)受力分析, 車站一體化橋墩除一般的鐵路和城市道路橋梁荷載外,還有建筑荷載、設(shè)備荷載和鋼軌縱向附加力。其中, 建筑設(shè)備荷載和鋼軌伸縮力T1 、鋼軌撓曲力T2 屬主力, 而鋼軌斷軌力則屬于特殊荷載, 因此,設(shè)計(jì)根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的永久荷載、可變荷載及偶然荷載進(jìn)行組合,以求得結(jié)構(gòu)的最不利工況。對(duì)于預(yù)應(yīng)力蓋梁,還根據(jù)施工程序及預(yù)應(yīng)力束的張拉順序,分階段分批進(jìn)行組合。
(2) 結(jié)構(gòu)分析計(jì)算模式
車站一體化橋墩受上述各種荷載的組合作用, 為空間受力狀態(tài),為簡(jiǎn)化計(jì)算, 可將其分為縱向、橫向及水平扭轉(zhuǎn)3 種受力狀態(tài)進(jìn)行分析。縱向作用力按站內(nèi)每個(gè)橋墩的縱向水平剛度及扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行分配。每個(gè)橋墩在豎向、橫向力的作用時(shí)按平面剛架進(jìn)行分析,由豎向力偏心產(chǎn)生的影響又按偏心壓桿構(gòu)件進(jìn)行分析。同樣,蓋梁也按3 個(gè)受力狀態(tài)進(jìn)行分析。最后, 進(jìn)行3 個(gè)方向受力的合成,算出上下蓋梁和上下立柱的內(nèi)力。
(3) 上蓋梁設(shè)計(jì)
按公路全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì),計(jì)算時(shí)考慮溫度、混凝土收縮與徐變的影響。由于上蓋梁跨中彎矩與上立柱處負(fù)彎矩比例適中,預(yù)應(yīng)力束按連續(xù)方式布置, 如圖2 所示。
但上蓋梁張拉順序有兩種情況, 一種預(yù)應(yīng)力束在架梁前一次張拉完成,另一種分兩批張拉,架梁前張拉第一批, 架梁后張拉第二批。預(yù)應(yīng)力筋采用ASTM16 90a 標(biāo)準(zhǔn)270 級(jí)<15. 24 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 Ryb = 1 860 MPa , E= 1. 95 ×105MPa ,張拉控制應(yīng)力σk = 0. 75 Ryb ,錨具為OVM 型群錨。
(4) 下蓋梁設(shè)計(jì)
下蓋梁雖高,但頂層高架道路橋墩全部作用在下蓋梁的雙懸臂上, 為防止裂縫, 也按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì);同時(shí)參考規(guī)范中有關(guān)深梁的構(gòu)造要求,加密箍筋和水平鋼筋,并將下層縱向鋼筋全部穿過(guò)立柱伸至梁端, 預(yù)應(yīng)力束布置如圖3 所示。
預(yù)應(yīng)力束分3 批張拉, 混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉第一批,澆筑上柱上蓋梁后張拉第二批,架設(shè)軌道梁和站臺(tái)梁后張拉第三批, 然后才架設(shè)上層道路梁和施工車站建筑結(jié)構(gòu)。
(5) 站臺(tái)以下框架縱梁、樓板、次梁設(shè)計(jì)
采用PKPM 計(jì)算程序, 按普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)不同跨度的框架梁采用了不同的設(shè)計(jì)斷面,特別對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)與建筑連接處框架斷面進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
(6) 墩柱配筋設(shè)計(jì)
墩柱配筋由縱向和橫向雙向偏心受壓控制設(shè)計(jì)。如果簡(jiǎn)單地按縱向偏心受壓和橫向偏心受壓各自計(jì)算然后相加是錯(cuò)誤的。然而, 目前公路和鐵路橋規(guī)上尚缺少有關(guān)矩形截面構(gòu)件雙向偏心受壓的計(jì)算規(guī)定, 所以設(shè)計(jì)時(shí)按建規(guī)N . V . Nikitin 公式計(jì)算, 適當(dāng)予以擴(kuò)大,使配筋較為合理。
4. 2 人行天橋的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算
長(zhǎng)江路站共設(shè)4 座跨越共和新路的人行天橋, 橋面凈寬5 m , 沿共和新路一側(cè)各布置2 座3 m 寬人行扶梯和自動(dòng)扶梯, 與地面相接。跨路的梁跨21 m , 懸臂伸長(zhǎng)4. 5 m 。梁一端支承在由鋼柱和鋼蓋梁構(gòu)成的橋墩上,另一端支承在站廳的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁上。
(1) 鋼梁設(shè)計(jì)車站站廳面高程和天橋下機(jī)動(dòng)車道凈高限制,天橋上部結(jié)構(gòu)建筑高度僅有50 cm , 經(jīng)研究, 將上承式全焊鋼板梁中間過(guò)渡為半穿下承式全焊鋼板梁, 鋼梁因此設(shè)計(jì)成S 形曲梁,見(jiàn)圖4 。
摘 要:在高架道路和高架地鐵的一體化車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 需要解決大跨度、大懸臂以及無(wú)現(xiàn)成設(shè)計(jì)規(guī)范可供指導(dǎo)等難題,介紹采取的設(shè)計(jì)原則、計(jì)算方法和技術(shù)措施。
1 工程概況
長(zhǎng)江路站是上海市共和新路高架工程的高架車站,自上而下為寬25 m 的6 車道高架道路、地鐵1 號(hào)線北延伸的高架車站、6 快2 慢的地面道路, 是一座高架地鐵與高架道路相結(jié)合的一體化高架車站。
車站按6 節(jié)編組為150 m 長(zhǎng), 預(yù)留8 節(jié)編組190 m 長(zhǎng)的建設(shè)條件( 后已實(shí)施), 站位呈南北向, 座落在長(zhǎng)江西路與共和新路交叉口的路中, 該2 條道路都是50 m 寬的城市主干道。為保證地面道路的暢通, 車站中段的地面架空作為長(zhǎng)江西路車行道, 站廳和管理設(shè)備用房設(shè)在南北兩端共和新路路中10 m 寬的綠化帶內(nèi), 底層和半地下室作設(shè)備用房, 夾層作站廳, 二層通長(zhǎng)為站臺(tái)層, 頂部是25 m 寬的高架道路。
2 車站結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)
根據(jù)站址的特定條件和車站的功能要求,確定了以下的結(jié)構(gòu)形式。
(1) 主結(jié)構(gòu)采用二層雙柱二階雙懸臂現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu), 第一階懸臂長(zhǎng)5. 6 m , 第二階懸臂長(zhǎng)4. 8 m , 結(jié)構(gòu)模板橫剖面見(jiàn)圖1 。由于懸臂長(zhǎng)、荷載大, 框架橫梁采用后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu), 以提高結(jié)構(gòu)的抗裂度。
(2) 縱向柱距自南向北:20 m + 40 m + 30 m + 30 m + 30 m , 第2 跨和第5 跨的底層和夾層內(nèi)插10 m 跨度的小柱作站廳結(jié)構(gòu)。由于跨度大, 又承受公路、地鐵和建筑結(jié)構(gòu)等不同荷載,因而構(gòu)件形式較多,分別為:頂層高架道路的承重結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T 梁, 簡(jiǎn)支在主框架的上蓋梁上, 20 m 和30 m 跨的軌道梁和站臺(tái)梁都采用鋼筋混凝土箱梁,10 m 跨的軌道梁采用鋼筋混凝土板梁, 簡(jiǎn)支在下蓋梁上, 其余10 m 跨度的 Set lineObj = ThisDrawing. ModelSpace . AddLine ( start Point , end2 Point) 式中, start Point 是指直線的起點(diǎn)坐標(biāo), endPoint 是指直線的終點(diǎn)坐標(biāo)。
在開(kāi)發(fā)過(guò)程中, 還可根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建各類設(shè)計(jì)元素。如在6502 電氣集中的設(shè)計(jì)中需要將各類信號(hào)機(jī)、道岔、設(shè)備、組合定型圖等事先定義成塊, 再使用Add 方法添加對(duì)象到模型空間, 對(duì)象創(chuàng)建后, 可通過(guò)開(kāi)發(fā)工具程序更改對(duì)象的圖層、顏色和線型等屬性; 也可添加文本以注釋圖形。當(dāng)然, 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)涉及到諸如數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)等關(guān)鍵技術(shù), 限于篇幅, 不再贅述。
3 結(jié)論
鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)具有準(zhǔn)確率高、設(shè)計(jì)周期短、經(jīng)濟(jì)效益明顯等諸多優(yōu)點(diǎn), 是未來(lái)信號(hào)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。而ActiveX Automation 技術(shù)的完全具有面向?qū)ο蠡幊痰奶攸c(diǎn), 可以與AutoCAD 方便地集成, 而且開(kāi)發(fā)工具的選擇也具有很大的靈活性。所以, 利用ActiveX Automation 技術(shù)對(duì)鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行符合其自身特點(diǎn)的二次開(kāi)發(fā)不僅是可能的, 而且具有深遠(yuǎn)的意義。筆者在此僅提出了一個(gè)初步的框架和一種思路, 具體的開(kāi)發(fā)過(guò)程尚需做更多的工作。參考文獻(xiàn):
[1 ] 徐有政. 車站信號(hào)設(shè)計(jì)中的CAD 系統(tǒng)( Internet) .
[2 ] AutoCAD 二次開(kāi)發(fā)工具綜述( Internet) .
6 4 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)采用一般鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)。
(1) 人行天橋跨度為21 m , 結(jié)構(gòu)高度受嚴(yán)格控制, 因而采用鋼結(jié)構(gòu)。
(2) 由于高架軌道交通的沉降要求相當(dāng)高,且站址范圍的地下管線復(fù)雜, 車站柱基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
3 設(shè)計(jì)原則與計(jì)算方法
一體化車站上層為高架道路, 下層(中間) 為高架地鐵和車站,梁部結(jié)構(gòu)各自獨(dú)立,受力是明確的;但是, 橋墩為超靜定二層框架,同時(shí)承受上層道路、下層地鐵以及車站荷載的作用。現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范系列中,建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)法,公路橋涵規(guī)范采用三系數(shù)表達(dá)的半概率極限狀態(tài)法,而軌道交通橋梁設(shè)計(jì)目前尚無(wú)規(guī)范。這樣,一體化車站橋墩采用何種規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì), 是設(shè)計(jì)中首要解決的問(wèn)題。同時(shí),作用在一體化車站橋墩上的軌道交通長(zhǎng)鋼軌附加力( 伸縮力、撓曲力、斷軌力) 的取值和組合,以及抗震設(shè)計(jì)都是必須解決的重大問(wèn)題。為此,車站一體化橋墩各部位采用了不同的設(shè)計(jì)計(jì)算方法, 具體做法如下。
(1) 上蓋梁及上立柱, 主要承受上層高架道路荷載,受下層地鐵和車站荷載的影響較小,直接采用公路規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(2) 下蓋梁及下立柱同時(shí)承受上層道路、下層軌道交通及車站建筑荷載,分別采用公路、鐵路和建筑結(jié)構(gòu)3 種規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),取其安全者,以確保結(jié)構(gòu)安全。
(3) 站廳、站臺(tái)、夾層的框架縱梁和樓板采用建筑規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(4) 地震基本烈度按7 度考慮,并根據(jù)高架道路可能產(chǎn)生的幾種不同工況, 采用PKPM 計(jì)算程序進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算。地震力計(jì)算按振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行,按最不利情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋,并對(duì)砌體部分按規(guī)定設(shè)置了鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱。
4 結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算
4 . 1 一體化車站橋墩結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算
一體化車站高架橋墩上層承受高架道路荷載, 下層承受地鐵和建筑荷載, 結(jié)構(gòu)受力大, 錯(cuò)綜復(fù)雜。因此,分析一體化車站高架橋墩所受的荷載及其合理組合是整個(gè)設(shè)計(jì)的第一步。
(1) 荷載分析
根據(jù)受力分析, 車站一體化橋墩除一般的鐵路和城市道路橋梁荷載外,還有建筑荷載、設(shè)備荷載和鋼軌縱向附加力。其中, 建筑設(shè)備荷載和鋼軌伸縮力T1 、鋼軌撓曲力T2 屬主力, 而鋼軌斷軌力則屬于特殊荷載, 因此,設(shè)計(jì)根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的永久荷載、可變荷載及偶然荷載進(jìn)行組合,以求得結(jié)構(gòu)的最不利工況。對(duì)于預(yù)應(yīng)力蓋梁,還根據(jù)施工程序及預(yù)應(yīng)力束的張拉順序,分階段分批進(jìn)行組合。
(2) 結(jié)構(gòu)分析計(jì)算模式
車站一體化橋墩受上述各種荷載的組合作用, 為空間受力狀態(tài),為簡(jiǎn)化計(jì)算, 可將其分為縱向、橫向及水平扭轉(zhuǎn)3 種受力狀態(tài)進(jìn)行分析。縱向作用力按站內(nèi)每個(gè)橋墩的縱向水平剛度及扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行分配。每個(gè)橋墩在豎向、橫向力的作用時(shí)按平面剛架進(jìn)行分析,由豎向力偏心產(chǎn)生的影響又按偏心壓桿構(gòu)件進(jìn)行分析。同樣,蓋梁也按3 個(gè)受力狀態(tài)進(jìn)行分析。最后, 進(jìn)行3 個(gè)方向受力的合成,算出上下蓋梁和上下立柱的內(nèi)力。
(3) 上蓋梁設(shè)計(jì)
按公路全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì),計(jì)算時(shí)考慮溫度、混凝土收縮與徐變的影響。由于上蓋梁跨中彎矩與上立柱處負(fù)彎矩比例適中,預(yù)應(yīng)力束按連續(xù)方式布置, 如圖2 所示。
但上蓋梁張拉順序有兩種情況, 一種預(yù)應(yīng)力束在架梁前一次張拉完成,另一種分兩批張拉,架梁前張拉第一批, 架梁后張拉第二批。預(yù)應(yīng)力筋采用ASTM16 90a 標(biāo)準(zhǔn)270 級(jí)<15. 24 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 Ryb = 1 860 MPa , E= 1. 95 ×105MPa ,張拉控制應(yīng)力σk = 0. 75 Ryb ,錨具為OVM 型群錨。
(4) 下蓋梁設(shè)計(jì)
下蓋梁雖高,但頂層高架道路橋墩全部作用在下蓋梁的雙懸臂上, 為防止裂縫, 也按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì);同時(shí)參考規(guī)范中有關(guān)深梁的構(gòu)造要求,加密箍筋和水平鋼筋,并將下層縱向鋼筋全部穿過(guò)立柱伸至梁端, 預(yù)應(yīng)力束布置如圖3 所示。
預(yù)應(yīng)力束分3 批張拉, 混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉第一批,澆筑上柱上蓋梁后張拉第二批,架設(shè)軌道梁和站臺(tái)梁后張拉第三批, 然后才架設(shè)上層道路梁和施工車站建筑結(jié)構(gòu)。
(5) 站臺(tái)以下框架縱梁、樓板、次梁設(shè)計(jì)
采用PKPM 計(jì)算程序, 按普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)不同跨度的框架梁采用了不同的設(shè)計(jì)斷面,特別對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)與建筑連接處框架斷面進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
(6) 墩柱配筋設(shè)計(jì)
墩柱配筋由縱向和橫向雙向偏心受壓控制設(shè)計(jì)。如果簡(jiǎn)單地按縱向偏心受壓和橫向偏心受壓各自計(jì)算然后相加是錯(cuò)誤的。然而, 目前公路和鐵路橋規(guī)上尚缺少有關(guān)矩形截面構(gòu)件雙向偏心受壓的計(jì)算規(guī)定, 所以設(shè)計(jì)時(shí)按建規(guī)N . V . Nikitin 公式計(jì)算, 適當(dāng)予以擴(kuò)大,使配筋較為合理。
4. 2 人行天橋的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算
長(zhǎng)江路站共設(shè)4 座跨越共和新路的人行天橋, 橋面凈寬5 m , 沿共和新路一側(cè)各布置2 座3 m 寬人行扶梯和自動(dòng)扶梯, 與地面相接。跨路的梁跨21 m , 懸臂伸長(zhǎng)4. 5 m 。梁一端支承在由鋼柱和鋼蓋梁構(gòu)成的橋墩上,另一端支承在站廳的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁上。
(1) 鋼梁設(shè)計(jì)車站站廳面高程和天橋下機(jī)動(dòng)車道凈高限制,天橋上部結(jié)構(gòu)建筑高度僅有50 cm , 經(jīng)研究, 將上承式全焊鋼板梁中間過(guò)渡為半穿下承式全焊鋼板梁, 鋼梁因此設(shè)計(jì)成S 形曲梁,見(jiàn)圖4 。
圖4 S 形曲梁示意(單位: mm)
根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn),S 形曲線半徑取8. 4 m , 使按曲梁計(jì)算與按直梁計(jì)算的結(jié)果接近。為保證鋼梁主梁的受壓翼緣穩(wěn)定得到滿足, 橫梁間距取2. 5 m 。經(jīng)計(jì)算, 鋼梁主梁最大剪應(yīng)力考慮楔形影響時(shí)為123 MPa , 主梁上翼緣彎曲正應(yīng)力考慮穩(wěn)定時(shí)為118 MPa , 在人群活載作用下,主梁豎向最大撓度f(wàn)= 17. 4 mm ,撓跨比為1/ 1150 , 鋼梁主跨豎向自振頻率為4. 2 Hz , 懸臂跨為
11. 8 Hz ,以上均滿足有關(guān)規(guī)范的各項(xiàng)要求。
(2) 雙排雙懸臂蓋梁的分析與計(jì)算為支承人行天橋,車站在軸之間各設(shè)置了1 組2 排Π 形剛架,2 排剛架蓋梁橫向相連呈井字形, 蓋梁懸臂長(zhǎng)6. 5 m , 21 m 跨的人行天橋S 形鋼梁就固定在蓋梁的懸臂端。為保證結(jié)構(gòu)安全可靠,特將剛架進(jìn)行空間桿系受力分析,并用ANSYS 有限元分析軟件進(jìn)行校核,由于懸臂長(zhǎng),又受建筑高度限制,故此方向蓋梁必須設(shè)預(yù)應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力束布置見(jiàn)圖5 。分2 批張拉,第二批束在架梁后張拉,同時(shí),懸臂端還按牛腿計(jì)算,局部加強(qiáng)鋼筋。
圖5 雙排雙懸臂蓋梁預(yù)應(yīng)力束布置示意(單位: mm)
5 施工技術(shù)措施
在車站一體化結(jié)構(gòu)施工中,由于預(yù)應(yīng)力的作用,蓋梁會(huì)發(fā)生上下?lián)锨冃?而建筑結(jié)構(gòu)又與蓋梁固接,故有可能引起樓面梁板產(chǎn)生裂縫。因此在施工過(guò)程中, 將相距較近、預(yù)應(yīng)力蓋梁撓曲變形相差較大的兩蓋梁之間的樓面梁、板在1/ 3 處暫時(shí)斷開(kāi),待預(yù)應(yīng)力蓋梁變形大部分結(jié)束后再二次灌筑混凝土連接。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明效果良好,沒(méi)有引起梁板產(chǎn)生裂縫。
