CN205153131U - 一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上，包括：承台、型钢混凝土组合柱以及框架横梁；型钢混凝土组合柱包括：型钢柱、排布在型钢柱外周的构造钢筋和箍筋以及包覆在型钢柱、构造钢筋和箍筋外部的混凝土包覆体，型钢柱包括：第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部；在型钢混凝土组合柱和框架横梁相连接的梁柱节点位置设置第一连接套筒；型钢混凝土组合柱和承台通过柱脚结构相连接。实施本实用新型的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，型钢混凝土柱具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好；既能满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。

Description

一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构

技术领域

本实用新型涉及工程领域，尤其涉及一种应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构。

背景技术

由于建筑空间规划需求和外形限制，型钢混凝土组合柱结构作为一种极具魅力的组合结构形式，与同等截面的钢筋混凝土柱结构相比，其承载力和刚度有明显的提高，并具备更好的延性，已经日益广泛地应用于各类建筑结构中，为顺应城市发展需求，确保结构安全，产生了很大的经济、社会和环境效益。

现有的型钢混凝土柱结构在桥建合一的桥梁结构和房建结构上的应用并不多见，且在承压性能、变形能力、耐疲劳以及抗冲击性上仍有很多不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，型钢混凝土柱具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好；既能满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上，包括：承台、紧固在承台上的型钢混凝土组合柱以及紧固在型钢混凝土组合柱上的框架横梁；型钢混凝土组合柱包括：型钢柱、排布在型钢柱外周的构造钢筋和箍筋以及包覆在型钢柱、构造钢筋和箍筋外部的混凝土包覆体，型钢柱包括：第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部；在型钢混凝土组合柱和框架横梁相连接的梁柱节点位置设置用以供框架横梁的横向主筋和纵向主筋穿过且进行紧固的第一连接套筒；型钢混凝土组合柱和承台通过柱脚结构相连接。

其中，柱脚结构包括：分别连接在第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部同一侧端部的底板，锚栓垫板以及柱脚锚栓，其中：锚栓垫板焊连在底板的四端角，柱脚锚栓穿过锚栓垫板和底板锁紧。

其中，柱脚结构还包括：用以供与第一翼缘板、第二翼缘板以及第三翼缘板相交的横向主筋和/或纵向主筋穿过且进行紧固的第二连接套筒。

其中，在第二连接套筒的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋。

其中，在第一连接套筒的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋。

其中，构造钢筋沿型钢混凝土柱的延伸方向设置，其包括：均匀排布在型钢柱的四端角位置上的第一构造钢筋和均匀排布在栓钉外侧对应位置上的第二构造钢筋。

其中，第一构造钢筋的直径尺寸大于第二构造钢筋的直径尺寸。

其中，箍筋套接在构造钢筋上，其沿型钢混凝土柱的延伸方向排布设置，其包括：套接在第一构造钢筋和第二构造钢筋外周的第一箍筋和设置在第一箍筋内侧的第二箍筋。

其中，第一箍筋和第二箍筋在型钢混凝土组合柱的顶部和底部的一定截面高度范围内设置加密。

本实用新型所提供的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，具有如下有益效果：

第一、通过第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部组装形成十字形型钢柱，周边配制钢筋和箍筋的框架柱构件，具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好。

第二、在型钢混凝土组合柱和框架横梁相连接的梁柱节点位置设置连接套筒，以供框架横梁的横向主筋和纵向主筋穿过并能进行紧固，一方面能够保证梁柱节点施工安全，降低施工风险，另一方面能够提升施工效率，节省工期。

第三、型钢混凝土组合柱和承台通过柱脚结构相连接，可以保证型钢混凝土组合柱的准确定位，能有效的承受城市轨道交通高架车站上部结构的自重和列车运动荷载，在抗震方面也有着良好性能。

第四、制备及施工方法合理，既能满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构的立面结构示意图。

图2是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构的侧面结构示意图。

图3是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构的型钢柱的放大结构示意图。

图4是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构的配筋的断面结构示意图。

图5是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构的梁柱节点的配筋构造示意图。

图6是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构如图6所示A-A的截面结构示意图。

图7是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构如图6所示B-B的截面结构示意图。

图8是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构的柱脚结构的放大结构示意图。

图9是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构如图9所示C-C的截面结构示意图。

图10是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构如图9所示D-D的截面结构示意图。

图11是本实用新型实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构如图9所示E-E的截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合参见图1-图11所示，为本实用新型城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构的实施例一。

本实施例中的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上。其中：桥建合一结构是指：桥梁和房建结构结合，桥梁的盖梁、墩柱、基础为桥梁结构和房建结构共有，桥梁的横向框架通过纵向房建结构梁板整体浇筑所形成的空间框架体系，如图1-2所示。

本实施例中的城市轨道交通高架车站采用横向单跨三层钢筋混凝土框架结构型式，车站的总长为186m，宽18.2m。其中：地面一层设为设备用房，地上二层为站厅层，地上三层为站台层，站厅层设有立柱、框架横梁，纵向框架梁以及电缆夹层等结构，站台层设有行车道层框架横梁、轨道梁以及纵向框架梁等结构，实际应用时，可进行调整。同时，上述结构中中受列车荷载影响较大的轨道梁及其支承结构可以按现行铁路桥涵规范进行设计，受列车荷载影响较小以至不受影响的一般建筑结构构件可以按现行建筑规范进行设计。

进一步的，本实施例中的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，包括：承台2、紧固在承台2上的型钢混凝土组合柱1以及紧固在型钢混凝土组合柱1上的框架横梁3。

其中，如图3所示，型钢混凝土组合柱1包括：型钢柱11、排布在型钢柱11外周的构造钢筋和箍筋以及包覆在型钢柱11、构造钢筋和箍筋外部的混凝土包覆体14.

型钢柱11包括：第一型钢部111、第二型钢部112以及第三型钢部113，第一型钢部111包括第一腹板111a和分别连接在第一腹板111a相对两端部的第一翼缘板111b，第二型钢部112包括第二腹板112a和连接在第二腹板112a一端部的第二翼缘板112b，第三型钢部113包括第三腹板113a和连接在第三腹板113a一端部的第三翼缘板113b，其中：

第二型钢部112的第二腹板112a和第三型钢部113的第三腹板113a分别连接第一型钢部111第一腹板111a的相对两侧。

本实施例中，第一型钢部111呈H形，第二型钢部112和第三型钢部113分别呈T形。在具体实施时，第二型钢部112以及第三型钢部113可由切割所述第一型钢部111得到。具体地，第一型钢部111可以选用宽翼缘热轧H型钢或焊接H型钢；第二型钢部112以及第三型钢部113可以把第一型钢部111从第一腹板111a中间剖分而成，也可以直接采用钢板焊接成T型。

本实施中，首先制备形状结构相同的两块第一型钢部111，把钢板焊接成H型钢，然后把其中一块H型钢切割成两块T型钢，形成第二型钢部112和第三型钢部113，最后把第二型钢部112和第三型钢部113与第一型钢部111的第一腹板111a焊接起来，从而得到呈十字形的型钢柱。本实施例中，型钢柱11采用Q345B级钢，如此能够减少误差，降低成本，使装配更为便捷。

进一步的，在第一型钢部111第一翼缘板111b的外侧、第二型钢部112第二翼缘板112b的外侧以及第三型钢部113第三翼缘板113b的外侧上分别焊接有栓钉T，本实施例中，每块翼缘板自上而下设有两排栓钉T，且其上下之间均匀等距设置。也就是说，每个型钢柱11的断面上设置8个栓钉T，并与翼缘板焊牢。栓钉T的作用是为了保证型钢柱11与外部混凝土包覆体14间的传力可靠和共同工作而设置的抗剪切件，为了将型钢柱1承担的节点荷载顺利的传递给型钢构件。

优选的，本实施例中，经抗剪切计算确定，相邻两栓钉T之间的纵向（沿型钢柱11的延伸方向）间距按不大于150mm进行设置，以最大限度的发挥其抗剪性能。

如图4所示，排布在型钢柱11外周的构造钢筋沿型钢混凝土柱1的延伸方向设置，其包括：均匀排布在型钢柱11的四端角位置上的第一构造钢筋121和均匀排布在栓钉T外侧对应位置上的第二构造钢筋122。本实施例中，第一构造钢筋121的直径尺寸为28mm，其截面连线呈角状，第二构造钢筋122的直径尺寸为22mm，其截面连线呈直线。设置构造钢筋，并将第一构造钢筋121的直径尺寸设置大于第二构造钢筋122的直径尺寸的作用是：约束混凝土包覆体14，保证构造钢筋与型钢柱11能较好地共同作用，防止混凝土包覆体14在破坏阶段严重剥落，保证型钢柱11的塑性变形能力。

套接在构造钢筋上的箍筋沿型钢混凝土柱1的延伸方向排布设置，其包括：套接在第一构造钢筋121和第二构造钢筋122外周的第一箍筋131和设置在第一箍筋131内侧的第二箍筋132，第一箍筋131和第二箍筋132在型钢混凝土组合柱的顶部和底部的一定截面高度范围内设置加密区域。

设置箍筋的作用是：约束混凝土包覆体14，保证构造钢筋与型钢柱11能较好地共同作用，防止混凝土包覆体14在破坏阶段严重剥落，保证型钢柱11的塑性变形能力。

优选的，加密区域中第一箍筋131和第二箍筋132之间的间距大于第一箍筋131和第二箍筋132在其它区域中的间距。本实施例中，第一箍筋131和第二箍筋132的直径分别为14mm，第一箍筋131和第二箍筋132之间间距为100mm-200mm；型钢柱11顶部和底部距离端部1.5倍截面高度的范围内实施箍筋加密，加密部分第一箍筋131和第二箍筋132之间的间距为200mm/300mm，其作用是考虑抗震的需要，增强刚度。

进一步的，如图5-7所示，在型钢混凝土组合柱1和框架横梁3相连接的梁柱节点位置设置用以供框架横梁的横向主筋31和纵向主筋32穿过且进行紧固的第一连接套筒4。第一连接套筒4的作用是在保证型钢柱11强度的基础上，兼顾减少型钢截面损失，且便于施工。

优选的，在第一连接套筒4的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋5，其能够增强梁柱节点的刚度。

进一步的，如图8-11所示，型钢混凝土组合柱1和承台2通过柱脚结构相连接，其中，柱脚结构包括：分别连接在第一型钢部111、第二型钢部112以及第三型钢部113同一侧端部的底板61，锚栓垫板62以及柱脚锚栓63，其中：锚栓垫板62焊连在底板61的四端角，柱脚锚栓63穿过锚栓垫板62和底板61锁紧。

优选的，柱脚结构还包括：用以供与所述第一翼缘板111b、第二翼缘板112b以及第三翼缘板113b相交的横向主筋和/或纵向主筋穿过且进行紧固的第二连接套筒64。第二连接套筒64的作用是在保证柱脚结构强度的基础上，兼顾减少型钢截面损失，且便于施工。

优选的，在第二连接套筒64的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋65，其能够增强柱脚结构的刚度。

实施本实用新型所提供的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，具有如下有益效果：

第一、通过第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部组装形成十字形型钢柱，周边配制钢筋和箍筋的框架柱构件，具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好。

第二、在型钢混凝土组合柱和框架横梁相连接的梁柱节点位置设置连接套筒，以供框架横梁的横向主筋和纵向主筋穿过并能进行紧固，一方面能够保证梁柱节点施工安全，降低施工风险，另一方面能够提升施工效率，节省工期。

第三、型钢混凝土组合柱和承台通过柱脚结构相连接，可以保证型钢混凝土组合柱的准确定位，能有效的承受城市轨道交通高架车站上部结构的自重和列车运动荷载，在抗震方面也有着良好性能。

第四、制备及施工方法合理，既能满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。

Claims (9)

1.一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上，其特征在于，包括：承台、紧固在所述承台上的型钢混凝土组合柱以及紧固在所述型钢混凝土组合柱上的框架横梁；

所述型钢混凝土组合柱包括：型钢柱、排布在所述型钢柱外周的构造钢筋和箍筋以及包覆在所述型钢柱、构造钢筋和箍筋外部的混凝土包覆体，所述型钢柱包括：第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部；

在所述型钢混凝土组合柱和所述框架横梁相连接的梁柱节点位置设置用以供所述框架横梁的横向主筋和纵向主筋穿过且进行紧固的第一连接套筒；

所述型钢混凝土组合柱和所述承台通过柱脚结构相连接。

2.如权利要求1所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，所述柱脚结构包括：分别连接在第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部同一侧端部的底板，锚栓垫板以及柱脚锚栓，其中：所述锚栓垫板焊连在所述底板的四端角，柱脚锚栓穿过所述锚栓垫板和所述底板锁紧。

3.如权利要求2所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，所述柱脚结构还包括：用以供与所述第一翼缘板、第二翼缘板以及第三翼缘板相交的横向主筋和/或纵向主筋穿过且进行紧固的第二连接套筒。

4.如权利要求3所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，在所述第二连接套筒的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋。

5.如权利要求1所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，在所述第一连接套筒的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋。

6.如权利要求1所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，所述构造钢筋沿所述型钢混凝土柱的延伸方向设置，其包括：均匀排布在所述型钢柱的四端角位置上的第一构造钢筋和均匀排布在所述栓钉外侧对应位置上的第二构造钢筋。

7.如权利要求6所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，所述第一构造钢筋的直径尺寸大于所述第二构造钢筋的直径尺寸。

8.如权利要求6或7所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，所述箍筋套接在所述构造钢筋上，其沿所述型钢混凝土柱的延伸方向排布设置，其包括：套接在所述第一构造钢筋和所述第二构造钢筋外周的第一箍筋和设置在所述第一箍筋内侧的第二箍筋。

9.如权利要求8所述的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱结构，其特征在于，所述第一箍筋和所述第二箍筋在所述型钢混凝土组合柱的顶部和底部的一定截面高度范围内设置加密。