城市轨道交通高架工程施工方案.doc

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1、城市轨道交通高架工程施工方案缺点: 1高架铁路无法隔离噪音，震动扰邻问题也比地下铁路严重，两旁必须有足够净空或隔音墙以隔离噪音。2铁路高架化无法有效解决两边发展的融合，只能减少隔阂。优点：1在绝大多数情况下，比铁路地下化的工程造价要低。2适用地点较地下化广泛。3养护成本低。4无通风疑虑。5不怕因淹水而导致列车停驶。6可以高速行驶。7扩充容易。8施工临时用地面积较地下化少。9城市本来就需要公园绿地，铁路高架化所保留的隔音绿带，是城市的必需品，因此铁路高架化并不会造成土地浪费。1. 高架车站1.1 高架车站由于线路高架化的原因，位于城市内的高速铁路车站，以高架方式设置，形成高架车站。1.2 高架车

2、站类型 按站址方案不同，高架车站有两种类型。1.2.1 第1 类型: 高速客站择地兴建或与既有客站平行并列兴建。在修建高速客站时不影响既有铁路正常运营, 但要拆迁被车站占用地面的各种建筑物与公用设施等。1. 2 . 2 第2 类型: 高速客站与既有客站重叠兴建。高速客站援盖或半覆盖于既有客站上，可以节省用地，减少拆迁工程。在修建高架站时影响既有铁路正常运营，施工干扰大，过渡较困难，可能引起既有客站改造工程。2 离架车站桥梁2.1架车站桥梁支撑高架车站的基本结构是桥梁, 称为高架( 车) 站桥(梁)。其平面布置应与高速车站股道、站台布置相适应, 它包括站内平行股道桥( 含站台) 及渡线道岔区桥。

3、2.2 高架站桥结构类型2.2.1类型I 简支梁与刚架墩组合结构沿线路方向( 纵向) 设置无数个刚架墩(及基础) ，在墩上架设承受活载的股道梁和站台梁,，在渡线区可以架设道岔梁,，形成全车站多线桥梁2.2.2 类型1 空间构架结构(见图）2.2.3 上述两种结构类型, 其建筑高度比较，空间构架结构低于简支梁与刚架墩组合结构。3 空间构架结构3.1 空间构架结构构造3.1.1 由桥面板、立柱及基础等构件组成空间构架结构。因高架站是一个顺线路方向( 纵向) 长达1km 的条形建筑物, 为克服因温度影响的结构变形, 需将建筑物分段建造。每段长度30一50 m 。在垂直线路方向( 横向) , 因股道布

4、置及站台位置,宽度达50 m , 为简化结构计算, 可视股道布置情况分隔为两幅或三幅。由纵向一段横向一幅划为平面上一个单元，即为一组空间构架。相邻组空间构架在纵向用跨度10 m 桥面板( 安装板式橡胶支座) 相连接。在横向分幅处设置S C m 断缝，互相脱离。在图2 中所示的左右两幅, 结构近似对称, 这是一种特殊情况, 一般是不对称的。在桥面板上, 铺设有碴桥面, 承受列车活载及轻站台等结构物恒载。桥面板的承载骨架是网格梁, 有纵向梁、横向梁及斜向梁。在网格梁交叉点下设立柱( 及基础) 。网格梁与立柱固接形成空间节点。立柱经过节点承托桥面板, 形成无梁板桥结构川。为使高架站桥空间构架工程造价

5、经济与结构安全, 发挥建筑材料的优势, 采用钢与混凝土组合结构( 钢骨混凝土结构闭及钢管混凝土结构民) 。3.1.2 网格梁中纵向梁、横向梁及斜向梁的跨度取决于各立柱间中心距离。网格梁平面形状, 在股道( 站台) 区的网格梁成正交网格, 而在渡线区因股道合并, 网格梁为斜交网格。纵梁跨度为每组空间构架纵向长度的等分长度, 如10 m 。横梁跨度, 视高速客站股道及站台布置决定, 尽量将立柱设于股道中心线处, 并使各立柱受力均匀, 一般为5 2 0 m 。根据网格平面尺寸( 如10 m x 28 m 等)和承受多股道高速列车活载情况, 可以在这个网格内再划分小网格加密网格, 即增加次纵向梁、次横

6、向梁及次斜向梁,网格梁采用钢骨混凝土结构, 钢骨截面为工字形，各钢骨间节点用摩擦型高强度螺栓连接, 配置钢筋, 灌注高强度混凝土, 做成桥面板。为增强混凝土抗拉性能, 减少桥面板构造裂缝, 可采用钢纤缝混凝土。钢骨材料为16 Mnq , 混凝土标号为C 50 以上。3 . 1. 3 在既有客站上建高速客站, 由于上与下两站平面布置的半重叠( 或重叠) , 致使高架站空间构架立柱设置增加难度。高架站桥, 桥下必须有满足既有线铁路建筑接近限界的空间, 而且还必须保证不中断行车运营及施工安全。股道桥包括站台) 立柱设于既有客站的站台和既有客站最外股道之外侧, 横向中心距18 28 m 。纵向中心距仍

7、是10 m 。此时网格呈矩形状。渡线道岔区桥立柱, 由于高速客站渡线道岔部分与既有客站渡线道岔部分在投影水平面几何图形出现不规则和杂乱, 因此必须在既有客站股道建筑限界以外选择最佳空间位置设定。此时, 空间构架立柱位置无序, 网格呈梯形和多边形状。各柱间中心距是不等的, 约在1 5 2 5 m 。必须研究既有客站行车过渡和高架站桥施工过渡方案。3.1.4立柱的基础选用钢筋混凝土钻孔桩, 直径1 . 0 一1 . sm , 在每个立柱下有1 2 根。桩与柱底完全固结形成节点。如是2根桩, 则通过承合与柱底固结。3 .1.5 立柱为圆形载面, 选用钢管混凝土结构, 充分发挥套箍作用, 保证破坏前具

8、有足够的延性。因为一般混凝土桥柱因箍筋配置对延性的影响很大, 在动力作用下, 延性变形能力较差, 易弯剪破坏以。为使柱上、下节点便于与梁、桩连接, 得到足够刚度, 必须在柱内竖向设置H 形钢骨。3.1.7 立柱与网格梁的空间节点, 柱脚与桩的固结节点,应构造简单、整体性好、传力明确、安全可靠、方便施工。2 设计荷载3.2.1 恒载, 结构自重、轻型站台结构自重、雨栅、人行天桥梯道、接触网立柱、站台附属设施等恒载。3.2.2二期恒载: 线路轨道结构及桥面设备重量。3.2.3活载: Z K 标准活载、站台上人行活载、雨雪活载、站台行驶轻型汽车活载等。3.2.4现行京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定规

9、定的其他设计荷载。3.2.5结构体系温度变化影响力; 并考虑由于地基立柱沉陷强迫位移的影响。3.3力学计算3.3.1计算模型空间构架属空间超静定结构, 见图3。用弹簧模拟地基对桩基础支承作用。3.3.2计算方法及计算程序采用空间结构有限单元法。使用S A P软件, 用电子计算机计算。3.4结构设计3.4.1桥面板、网格梁结构设计, 参考钢骨混凝土结构设计规程户J 。在加密网格内配置受力( 双向) 钢筋。由于采用无支架施工方法, 因此在设计时应分阶段进行。第一阶段是灌注高强混凝土阶段, 此时钢骨承受混凝土重量; 第二阶段是二期恒载加载, 第三阶段是列车活载加载,第二、三阶段, 则由钢骨与混凝土共

10、同承受3.4.2立柱按钢管混凝士结构设计, 参考钢管棍凝土结构设计与施工规程犷口3.4.3只空间节点. 其结构形式与构件设一计是空间构架安全的关键之一, 没计必须满足节点抗剪与抗拉性能要求。节点内门连接采用摩擦型高强度螺栓形式。3.4.4 高架站桥梁刚度应满足现行炙京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定的要求。3.5高架站桥梁动力响应高速高架站正线( 双线) 将有高速列车不停车高速通过, 引起桥梁有载振动圈。为保证列车运行的安全性和旅客乘坐的舒适性,必须进行高架站桥梁动力响应计算分析。列车运行安全性指标- 一脱轨系数、轮重减载率及轮对横向水平力。乘坐舒适度指标-一一斯佩林( S p e r h )指

11、标W: 、杰奈威( Janoway ) 指标J 、限制加速度最大值。3.6高架站桥结构模型试验及实桥试验3.6.1对高架站桥, 经结构模拟设计,做成缩尺模型( 包括节点单体) 。进行静载、动载试验及疲劳试验, 测试构件应力、应变、挠度等, 与计算值比较, 从而验证设计的可靠性。进行破坏试验, 验证结构安全度。3.6.2 实桥试验,在竣工后开通使用前对已选定的几组空间构架, 进行静载测试、实际列车动载测试。检验设计成果,评定结构的安全性。4 结语4.1研究的高架车站桥梁结构两种类型, 采用空间构架结构类型, 可使高速客站建筑线条简洁、外形轻盈、建筑高度较低, 工程量较少。4.2空间构架结构材料选用钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构。具有承载力高,刚度大, 变形能力强,抗震性能好, 耐久性与耐火性好, 便于施工和保证施工质量等优点。在既有客站上兴建高速客站,采用无支架施工方法, 可以降低高速客站的建筑高度。