CN110777685A - 一种采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构，该结构由站房建筑结构、高架桥结构、消能减震阻尼器和型钢连接件等组成。通过消能减震阻尼器和型钢连接件，实现站房建筑结构和高架桥结构连接。该消能减震连接的桥建混合式高架车站结构不仅抗震变形能力好，能使消能减震阻尼器和型钢连接件两者协同受力、充分发挥各自的优点、提供额外的刚度、各自构造简单合理，而且较传统的“桥建分离”型高架车站可减少用地面积，较传统的“桥建合一”型高架车站可减小高架桥的梁柱构件截面尺寸，进而缩短施工工期，降低工程造价，具有良好的推广前景。

Description

一种采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构

技术领域

本发明涉及桥建混合式高架车站结构，特别涉及采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构。

背景技术

根据高架车站站房建筑与高架桥部分之间的关系，传统高架车站主要分为“桥建分离”和“桥建合一”两种。

传统高架车站的“桥建合一”型式，如图1所示，房建结构架设在高架桥结构之上，桥梁盖梁、墩柱、基础为桥梁结构和房建结构共有，桥梁横向框架通过纵向房建结构梁板整体浇筑，形成空间框架体系。虽然结构整体性、稳定性好，车站建筑布置灵活，柱网布置合理的优点，但列车振动对站房影响明显，结构计算较为复杂，空间框架结构构件必须同时满足桥梁规范和房建规范，往往导致结构梁柱构件尺寸较大。同时，框架结构受荷载不均匀，特别是在地质条件不好地段，易造成基础不均匀沉降。一旦发生基础不均匀沉降将损坏结构，且修复困难。

传统高架车站的“桥建分离”形式，如图2所示，车站范围内行车部分结构与区间桥梁一致，属桥梁结构体系；其余部分结构采用框架结构，站台、站厅均在框架结构内布置，属房建结构体系。虽然存在结构传力途径明确、受力简单，基础不均匀沉降、车站振动和噪音对周围环境影响小，便于处理同区间接口问题的优点，但站厅层由于存在截面较大柱墩，不仅造成站房建筑结构平面布局不灵活，站房建筑结构内部的空调设备、手扶电梯、无障碍电梯等车站设备设施布置困难，而且站房建筑部分与高架桥部分各自独立，占用土地较多、工程成本较高。

因此，亟需研发适用于城市轨道高架车站的结构形式，能够降低工程费用，对建造工期影响小，同时使得车站建筑布置更加灵活。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种抗震变形能力好、构造更加简单合理、施工经济快捷的采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构。

一种采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构，包括站房建筑结构和高架桥结构，所述的高架桥结构包括在设定的高架桥结构处打入地下的左右两列高架桥桩，在每两个左右彼此对应设置的高架桥桩的顶部分别沿横向支撑固定有一根高架桥基础梁，在每根高架桥基础梁的左右两侧分别设置有L形支撑台，在每一侧所述的L形支撑台上分别沿竖直方向预留埋有钢筋，在每根高架桥基础梁的顶壁的左右两侧分别沿竖直方向固定有一根高架桥柱墩，在位于同一根高架桥基础梁上的两根高架桥柱墩的顶壁上分别沿横向固定有一根高架桥盖梁，在每一根高架桥盖梁的左右两侧分别沿竖直方向左右间隔设置有两根支撑柱，在同侧且位于同一列的支撑柱上分别通过全螺栓连接固定有一根工字钢梁；

所述的站房建筑结构包括分别设置在左右两列高架桥桩外侧的左右两列站房桩，所述的左右两列高架桥桩打入地下设置，在每一根高架桥桩的顶部均浇筑有L形站房基础梁，所述的L形站房基础梁长边侧沿水平方向设置且支撑在同侧的L形支撑台上并与钢筋固定相连，所述的L形站房基础梁的短边侧沿竖直方向与站房基础梁固定相连；

在每一根所述的L形站房基础梁的短边侧的顶部预埋有多个基础螺栓，沿竖直方向设置的左右两列预埋站房钢柱的底部分别通过基础螺栓与对应设置的L形站房基础梁固定相连，屋盖钢梁的左右两侧分别搭设固定在左右两侧的站房钢柱上；

在每一根高架桥盖梁的左右两端的外壁上分别固定有一个第一铰支座，在与每一个第一铰支座相对位置的站房钢柱内壁上分别固定有一个第二铰支座，在每一个第二铰支座上方的站房钢柱内壁上分别通过螺栓固定有一个站房钢柱牛腿，在每一个站房钢柱牛腿的内壁上均固定有一个第三铰支座，每一根高架桥盖梁的左右两侧和对应设置的站房钢柱之间的连接结构相同，分别为：在同侧彼此相对设置的第一铰支座和第二铰支座之间分别铰接连接有一个沿水平方向设置的消能减震阻尼器，在第三铰支座和第一铰支座之间沿斜向铰接连接有一根型钢连接件，一块沿水平方向设置的预制站台梁板一侧与两根工字钢梁螺栓连接，预制站台梁板另一侧简支在站房钢柱牛腿顶壁上，在高架桥盖梁顶面上铺设有枕木及钢轨。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

本发明的高架车站中，站房建筑结构并不建造在高架桥结构之上，也并非与高架桥结构完全分离，而是通过消能减震阻尼器和型钢连接件，连接站房建筑结构和高架桥结构。站房建筑结构在承受风荷载和地震作用等外部荷载的同时，也将其承受的部分荷载通过消能减震阻尼器和型钢连接件传递到高架桥结构。站房建筑结构和高架桥结构两者协同受力，充分发挥各自的优点。相对较“柔”的站房建筑通过消能减震连接，为高架桥部分提供额外的阻尼，辅助其耗散输入的地震能量；相对较“刚”的高架桥结构，通过消能减震连接，为站房结构提供额外的刚度，避免站房建筑在地震作用下位移响应过大，同时为站房建筑立柱提供侧向支撑，提高其承载力。这样，使得各自部分构造更加合理，变形能力好。相比传统的“桥建合一”型高架车站，由于高架桥部分不需要承担站房建筑结构的重力荷载，可减小构件如高架桥桩、柱墩、基础梁、盖梁等设计截面尺寸。高架桥部分为站房建筑结构所完全覆盖，可增加站房建筑结构内部空间，从而站房建筑结构内部的空调设备、手扶电梯、无障碍电梯等车站设备设施布置更加灵活。相比“桥建分离”型高架车站，采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构减少了车站的占地面积，门式框架的站房建筑结构同时作为站台层和站厅层的屋盖结构，节省了结构造价和空间。

站房建筑结构和高架桥结构可以同时施工，克服了传统“桥建合一”型高架车站必须依次施工下部高架桥结构、上部的站房结构的缺点。从而缩短了施工工期，节约工程成本。

工字钢梁与高架桥盖梁全螺栓连接，预制站台梁板一侧与工字钢梁交接区域全螺栓连接，预制站台梁板另一侧简支在站房钢柱牛腿上表面，便于安装拆卸、灾后恢复。

综上，采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构不仅提升抗震性能和灾后可恢复性，而且两者同时施工及构件设计截面尺寸的减小，有效地缩短施工工期，降低工程造价，具有良好的推广前景。

附图说明

图1为传统高架车站的“桥建合一”型式示意图；

图2为传统高架车站的“桥建分离”型式示意图；

图3为采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构的示意图；

图4为图3所示桥建混合式高架车站结构的站房建筑结构示意图；

图5为图3所示桥建混合式高架车站结构的高架桥结构示意图；

图6为图3所示桥建混合式高架车站结构的A-A节点详图；

图7为图3所示桥建混合式高架车站结构的B-B节点详图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图3～图7所示，本发明的一种采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构，包括站房建筑结构和高架桥结构。

所述的高架桥结构包括在设定的高架桥结构处打入地下的左右两列高架桥桩6，在每两个左右彼此对应设置的高架桥桩6的顶部分别沿横向支撑固定有一根高架桥基础梁7，在每根高架桥基础梁7的左右两侧分别设置有L形支撑台，在每一侧所述的L形支撑台上分别沿竖直方向预埋钢筋9，在每根高架桥基础梁7的顶壁的左右两侧分别沿竖直方向固定有一根高架桥柱墩10，在位于同一根高架桥基础梁7上的两根高架桥柱墩10的顶壁上分别沿横向固定有一根高架桥盖梁11，在每一根高架桥盖梁11的左右两侧分别沿竖直方向左右间隔设置有两根支撑柱，在同侧且位于同一列(纵桥向)的支撑柱上分别通过全螺栓连接固定有一根工字钢梁15。

所述的站房建筑结构包括分别设置在左右两列高架桥桩6外侧的左右两列站房桩1，所述的左右两列高架桥桩6打入地下设置，在每一根高架桥桩6的顶部均浇筑有L形站房基础梁2，所述的L形站房基础梁2长边侧沿水平方向设置且支撑在同侧的L形支撑台上与预埋钢筋9固定相连。所述的L形站房基础梁2的短边侧沿竖直方向与站房桩1固定相连。

在每一根所述的L形站房基础梁2的短边侧的顶部预埋有多个基础螺栓，沿竖直方向设置的左右两列预埋站房钢柱3的底部分别通过基础螺栓与对应设置的L形站房基础梁2固定相连。屋盖钢梁5的左右两侧分别搭设固定在左右两侧的站房钢柱3上。

在每一根高架桥盖梁11的左右两端的外壁上分别固定有一个第一铰支座16，在与每一个第一铰支座16相对位置的站房钢柱3内壁上分别固定有一个第二铰支座17，在每一个第二铰支座17上方的站房钢柱3内壁上分别通过螺栓固定有一个站房钢柱牛腿4，在每一个站房钢柱牛腿4的内壁上均固定有一个第三铰支座18，每一根高架桥盖梁11的左右两侧和对应设置的站房钢柱3之间的连接结构相同，分别为：在同侧彼此相对设置的第一铰支座16和第二铰支座17之间分别铰接连接有一个沿水平方向设置的消能减震阻尼器12。在第三铰支座18和第一铰支座16之间沿斜向铰接连接有一根型钢连接件13，一块沿水平方向设置的预制站台梁板14一侧与两根工字钢梁15螺栓连接，预制站台梁板14另一侧简支在站房钢柱牛腿4顶壁上。在高架桥盖梁11顶面上铺设有枕木及钢轨19。

所述消能减震阻尼器12通过高强螺栓(高强螺栓中的高强是指高强度的螺栓，属于一种标准件。)连接高架桥盖梁11上的第一铰支座16并通过高强螺栓连接站房钢柱3上的第二铰支座17，连接站房建筑结构和高架桥结构，使两者协同受力，提供额外的刚度。

所述型钢连接件13通过高强螺栓连接高架桥盖梁11上的铰支座16并通过高强螺栓连接站房钢柱牛腿4上的第三铰支座18，连接站房建筑结构和高架桥结构，使两者协同受力，提供额外的刚度。

所述站房基础梁2通过在高架桥基础梁牛腿8上预埋钢筋9实现站房基础梁2与高架桥基础梁7搭接。

具体施工时，同时分别施工站房建筑结构和高架桥结构。

在施工站房建筑结构时，施工工序如下：打站房桩1，砍桩至设计标高，预留钢筋进入站房基础梁2。在站房桩1上表面支站房基础梁2模板，绑扎站房基础梁2钢筋，预埋站房钢柱3基础螺栓，浇筑混凝土。站房钢柱3与预埋的基础螺栓连接。站房钢柱3与站房钢柱牛腿4螺栓连接。屋盖钢梁5搭设在站房钢柱3上。

在施工高架桥结构时，施工工序如下：打高架桥桩6，砍桩至设计标高，预留钢筋进入高架桥基础梁7。在高架桥桩6上表面支高架桥基础梁7模板，绑扎高架桥基础梁7钢筋，在高架桥柱墩10底面与高架桥基础梁7交接区域预留钢筋进入高架桥柱墩10，在高架桥基础梁牛腿8上预埋钢筋9，浇筑混凝土，如图5所示，实现站房基础梁2与高架桥基础梁7搭接。绑扎高架桥柱墩10钢筋，在高架桥柱墩10上表面预留钢筋进入高架桥盖梁11，支高架桥柱墩10模板，浇筑混凝土。在高架桥柱墩10上表面支高架桥盖梁11模板，绑扎高架桥盖梁11钢筋，在工字钢梁15与高架桥盖梁11交接区域预埋螺栓，浇筑混凝土。工字钢梁15与高架桥盖梁11全螺栓连接。预制站台梁板14一侧与工字钢梁15交接区域全螺栓连接，预制站台梁板14另一侧简支在站房钢柱牛腿4上表面。在高架桥盖梁11上表面相应位置铺设枕木及钢轨19。

消能减震阻尼器12通过高强螺栓连接高架桥盖梁11上的第一铰支座16，并通过高强螺栓连接站房钢柱3上的第二铰支座17。型钢连接件13通过高强螺栓连接高架桥盖梁11上的铰支座16，并通过高强螺栓连接站房钢柱牛腿4上的第三铰支座18。实现站房建筑结构和高架桥结构的连接。

上述对本发明的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉该领域技术的人员显然可以容易地对本发明做出各种修改，并应用到其他实施例中去而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种采用消能减震连接的桥建混合式高架车站结构，包括站房建筑结构和高架桥结构，其特征在于：

所述的高架桥结构包括在设定的高架桥结构处打入地下的左右两列高架桥桩(6)，在每两个左右彼此对应设置的高架桥桩的顶部分别沿横向支撑固定有一根高架桥基础梁(7)，在每根高架桥基础梁的左右两侧分别设置有L形支撑台，在每一侧所述的L形支撑台上分别沿竖直方向预埋钢筋(9)，在每根高架桥基础梁的顶壁的左右两侧分别沿竖直方向固定有一根高架桥柱墩(10)，在位于同一根高架桥基础梁上的两根高架桥柱墩的顶壁上分别沿横向固定有一根高架桥盖梁(11)，在每一根高架桥盖梁的左右两侧分别沿竖直方向左右间隔设置有两根支撑柱，在同侧且位于同一列的支撑柱上分别通过全螺栓连接固定有一根工字钢梁(15)；

所述的站房建筑结构包括分别设置在左右两列高架桥桩外侧的左右两列站房桩(1)，所述的左右两列高架桥桩打入地下设置，在每一根高架桥桩的顶部均浇筑有L形站房基础梁(2)，所述的L形站房基础梁长边侧沿水平方向设置且支撑在同侧的L形支撑台上并与预埋钢筋(9)固定相连，所述的L形站房基础梁(2)的短边侧沿竖直方向与站房桩(1)固定相连；

在每一根所述的L形站房基础梁的短边侧的顶部预埋有多个基础螺栓，沿竖直方向设置的左右两列预埋站房钢柱(3)的底部分别通过基础螺栓与对应设置的L形站房基础梁固定相连，屋盖钢梁(5)的左右两侧分别搭设固定在左右两侧的站房钢柱上；

在每一根高架桥盖梁的左右两端的外壁上分别固定有一个第一铰支座(16)，在与每一个第一铰支座相对位置的站房钢柱内壁上分别固定有一个第二铰支座(17)，在每一个第二铰支座上方的站房钢柱内壁上分别通过螺栓固定有一个站房钢柱牛腿(4)，在每一个站房钢柱牛腿的内壁上均固定有一个第三铰支座(18)，每一根高架桥盖梁的左右两侧和对应设置的站房钢柱之间的连接结构相同，分别为：在同侧彼此相对设置的第一铰支座(16)和第二铰支座之间分别铰接连接有一个沿水平方向设置的消能减震阻尼器(12)，在第三铰支座和第一铰支座之间沿斜向铰接连接有一根型钢连接件(13)，一块沿水平方向设置的预制站台梁板(14)一侧与两根工字钢梁(15)螺栓连接，预制站台梁板(14)另一侧简支在站房钢柱牛腿(4)顶壁上，在高架桥盖梁顶面上铺设有枕木及钢轨(19)。

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