铁路客站工程造价影响因素敏感性研究

研究目的:铁路客运站结构体系中影响工程造价的因素繁多复杂,对同一结构形式,受面积、柱距、层高等因素的影响,其造价存在较大差异。按照中长期铁路网规划,尚未建设的铁路客运站数量和投资规模较大,在满足安全、功能和建筑要求的前提下,系统地研究影响铁路客运站结构体系工程造价的敏感因素及其敏感关系,对用好铁路客运站建设资金是十分必要和迫切的。研究结论:(1)本文依托大量已建铁路客运站的结构及造价数据,采用主成分分析方法,对影响侧式站房结构体系工程造价的诸多影响因素进行了分析研究,得到了影响工程造价的敏感因素为站房面积、站房结构高度、抗震设防烈度、楼盖结构体系类型、楼盖结构投影面积等。(2)在此基础上,应用多元线性逐步回归分析方法研究得到了主要敏感因素站房面积、楼盖柱结构高度及屋盖钢结构投影面积对工程造价的敏感程度,当站房面积变化+10%和-10%时,结构体系工程造价的变化幅度较大,分别为7.02%和-6.19%;当楼盖柱结构高度变化+10%和-10%时,工程造价的变化幅度分别为2.71%和-2.61%;当屋盖钢结构投影面积变化+10%和-10%时,工程造价的变化幅度分别为3.58%和-3.38%。(3)本研究成果从投资角度为铁路客站站房设计工作提供了优化方向,可为投资控制相关研究领域提供参考。     

钢混凝土组合梁在铁路旅客站房设计中的应用

钢混凝土组合梁目前在我国工程建筑领域的应用越来越多,并取得了良好的技术经济效益。结合工程实例以及现场实地检测,通过对大跨度楼屋(盖)结构设计的多方案比选,确认了钢混凝土组合楼盖结构方案的优越性。论述钢混凝土组合梁结构形式在当前铁路旅客站房中的应用;对钢混凝土弹塑性体结构特征进行理论分析,并且进行静力、动力试验等工程测试对比,认为采用钢混凝土组合梁结构能够较好地解决现代铁路旅客站房采用大柱网,且层净高不宜过低的难题。     

某铁路站房大跨屋盖钢结构设计与分析

铁路旅客站房为实现大跨空间,其下部常采用钢筋混凝土框架而屋面采用钢结构,形成上柔下刚的结构体系。本文针对某铁路站房大跨屋盖钢结构进行有限元分析,详细介绍了钢屋盖结构体系并阐明了结构设计思路。该屋盖采用正交正放管桁架结构体系,杆件采用圆钢管,节点采用相贯节点。采用MIDAS Gen软件对屋盖单体进行有限元分析且满足相关规范要求后,再与结构总装模型分析计算结果进行对比,最终设计结果为采用两者包络设计的方法,进一步验证了结构的安全合理性并提出了总装模型分析的必要性,可为今后类似工程设计提供参考。     

轨道交通车辆基地网架结构设计要点分析

车辆基地厂房的工程造价占基地总工程费用比重较大,其结构设计直接影响到车辆基地工程造价的经济性,为保证厂房结构安全、适用、经济,对轨道交通车辆基地厂房常用结构形式进行对比分析,选择目前常用的网架结构作为研究对象,分析支撑柱距、网格尺寸、简支或连续的选择、结构找坡、端部高度对其用钢量的影响,并对计算模型的选择进行分析。分析结果表明:车辆基地网架屋盖选用9 m支撑柱距、较大的网格尺寸、连续网架结构起坡排水、网架端部高度取其跨度的1/15~1/20时,结构经济合理、用钢量小;实际工程中可采用等代梁或等效弹性板法模拟网架结构;目前常用工程设计软件已有条件建立混凝土结构与网架的整体模型,此模型可准确反映网架与下部支撑结构的整体协同作用,计算结果更符合工程实际,建议推广使用。     

站房改造钢网架屋面柔性吊索支托法的研究

研究目的:为了加快施工进度、降低造价,同时也为了减少站房改造对社会的影响、体现绿色环保、保持老站房历史建筑风貌,有时需要在不拆除既有站房屋盖的前提下,对其下部结构进行局部改造和加固。本文根据钢网架屋面结构自重较轻的特点,以重庆江北龙头寺站既有站房改造为例,对用柔性吊索对既有站房屋盖进行支托,进而对下部结构进行改造的柔性吊索支托法进行研究。研究结论:(1)柔性吊索支托法,充分利用了钢网架屋面较轻的特点,对支撑网架支座的弧形梁采用主动加载的方式控制与调整屋面钢网架支座位移,辅以量测监控手段和反馈设计,能更有效的控制网架构件内力,避免了屋面钢网架结构的拆除与重建,可节约4个月工期和550万元造价;(2)更加符合绿色环保的理念,与传统临时立柱支托法相比,可节约645万元;(3)当需要保存老站房历史建筑风貌、或考虑到社会影响等其他原因而无法采用拆除站房屋面钢网架结构时,采用柔性吊索支托法可以实现在保留屋面钢网架结构的前提下对下部结构进行改造加固。     

中小型站房网架屋盖支座弹性刚度取值研究

结合沪昆高铁平坝南站站房结构这一具体工程实例,进行中小型站房网架屋盖支座弹性刚度取值的研究。通过下部框架结构位移函数值,拟合出下部X轴支承结构Y方向的支座水平刚度公式。根据公式计算得到下部支承结构的水平刚度,建立网架结构简化计算模型,并与整体模型的工作性能进行对比分析。计算结果显示,网架单独简化模型与整体模型相比,网架杆件轴力大小、跨中节点竖向位移和网架支座反力的大小相差较小,能够满足实际工程精度要求。运用本文提出的支座弹性刚度计算方法对网架单独建模计算,具有与整体模型计算相当的精度。     

福州南站房屋面钢结构性能化防火评估与设计

研究目的:福厦铁路福州南站建筑功能复杂,建筑结构选型独特.站房广厅和候车大厅采用超大空间的建筑布局,超出了国内现有建筑防火设计规范的有关规定.特别是对于屋盖体系这样重要的钢结构,套用国内现有规范方法难以满足抗火安全性与经济性要求.基于性能化设计思想,对南站站房工程钢屋盖主体结构的抗火安全性进行了评估.首先确定钢结构抗火性能目标,其次对整体结构在可能最不利火灾场景下的力学性能进行分析,最后根据结构的受火性能是否满足抗火性能目标来评估结构的抗火安全性及需要采取的防火保护措施.研究结论:通过性能化分析,确定了站房工程的防火设计和技术措施,研究结果也已获得消防评估专家组的认同和采纳,可供类似工程的结构抗火设计参考.     

西安火车站跨地裂缝高架候车室主体结构设计与分析

西安火车站是在既有南站房基础上改扩建的铁路客站,受城市规划影响,西安站新建高架候车室需要跨越西安f3地裂缝。为了适应地裂缝变形,满足建筑使用需求,需要使基础避让足够的距离,并将高架候车室沿地裂缝分割成两个独立的结构单元,两个单元间通过大跨钢桁架(高程10.0 m候车层)、跨层钢桁架(高程18.0 m商业层)及钢网架(高程30.0 m屋盖层)进行连接,形成弱连接的连体结构。针对场地条件与结构特点,确定了结构的抗震性能化目标,分别对结构进行设防地震及罕遇地震下的抗震性能化设计和动力弹塑性时程分析,结果表明,结构能满足预定的性能目标,抗震性能良好。     

清河站建桥合一结构的车致振动舒适度研究

清河站站房结构采用建桥合一的结构体系,列车高速通过时产生车致振动的舒适度问题需要重点研究。通过车辆—轨道模型得到列车对轨道的振动激励,将激励时程输入轨道—结构—环境土体模型,计算结构动力响应的研究方法,进行车致振动的舒适度评价,对清河站的研究得到:高铁列车在到发线进出站时,清河站候车层楼板最大预测Z振级满足规范要求;在正线高速通过时,候车层楼板最大预测Z振级超过规范限值,不满足要求,通过采取结构措施可达到舒适度要求。同时得出建桥合一结构体系在高铁列车通过时,正线位置的振动响应大于到发线,行车位置的响应大于其他位置,站台层的振动响应大于高架候车层和夹层的结论。     

基于GA-BPNN的铁路站房结构工程投资估测研究

研究目的:近年来,随着我国客运专线、城际铁路的迅速发展,一大批现代化的铁路客站也已建成或者在建中。为更好适应今后铁路客站发展趋势及客站建设工作需要,进一步加强铁路客站工程投资控制方面的研究,对新建铁路客站站房工程投资的估测进行研究是十分有必要的。研究结论:本文通过对铁路客站站房结构工程投资的影响因素及估测模型进行研究,得到以下结论:(1)基于收集到的大量铁路客站站房结构及工程投资基础数据,分析得到铁路客站站房结构工程投资的主要影响因素为站房面积、基底面积、站房建筑高度、抗震设防烈度、楼盖柱的结构高度、楼盖结构投影面积,并将其作为输入向量建立了BP神经网络估测模型;(2)应用GA遗传算法对BP神经网络模型的初始权值阈值进行了优化,通过估测结果对比,估测模型的精度及泛化能力都得到了显著提高;(3)通过工程实例对模型进行验证,估测模型得到的结果同概算值相对误差为1.19%,符合工程项目前期估算的精度要求,进一步验证了铁路客站站房结构工程投资估测模型的工程实用性;(4)本文研究内容可为相关研究领域提供一定的借鉴,同时对铁路客站站房结构工程投资控制研究具有一定的参考意义。     

立交桥与地铁车站共站位条件下施工顺序对车站变形及受力的影响

为了解立交桥与地铁车站共站位条件下地铁车站在施工全过程中的力学特性,探索站桥施工顺序对地铁车站结构变形及受力的影响。通过拟设标准工程案例,借助有限元软件建立较为精细的三维模型,明确不同施工顺序下车站结构力学特性的差异。研究结果表明:先桥后站施工车站楼板竖向位移在每一跨内均表现为梁柱支座大跨中小,整体呈弓形的变化趋势,而先站后桥施工车站楼板位移表现为不同规律;先站后桥施工引起车站顶板及中板竖向位移较先桥后站有一定程度的升高,且中板增幅较顶板增幅大。站桥施工顺序对车站楼板横向弯矩影响较大,最大达到92.15%,发生在顶板侧墙处;纵向弯矩最大差异为55.05%,发生在顶板位置。先桥后站施工钢管柱水平位移及柱端弯矩大于钢筋混凝土柱,而先站后桥施工表现恰好相反。两种施工顺序下钢管柱与钢筋混凝土柱的轴力相差不大,最大的差异发生在钢管柱位置,仅为8.53%。     

铁路桥式车站轻型站台雨棚设计要点分析

简述我国铁路站房站台雨棚的发展历程。随着西部铁路的快速发展,出现了越来越多的高架站站房,桥式车站轻型站台雨棚便应运而生。针对桥式车站轻型站台雨棚特殊的边界条件,讨论雨棚风荷载、列车风及地震作用的合理计算方式,并给出合理取值建议;作为桥上结构,提出整体式雨棚柱柱脚构造,既方便雨棚柱后期的安装,又保证雨棚柱柱脚的嵌固刚度;通过优化屋面檩条体系、细化单层压型钢板屋面构造及大样,有效地提升了桥式车站轻型站台雨棚的美观和安全性,对推动铁路站台有柱雨棚标准化建设具有积极的意义。     

西宁站站房倾斜框架柱和拱形钢桁架结构设计研究

为了满足建筑功能和立面造型的要求,西宁站站房主体结构采用向站房两侧倾斜的钢筋混凝土框架体系,倾斜柱的倾角为18°,屋面采用79m大跨拱形钢桁架支撑于倾斜柱柱顶。由于独特的结构形态,倾斜框架柱受竖向荷载的二阶效应明显,导致结构各个施工阶段的内力状态不同,为了更准确、合理地确定结构的最不利受力状态,设计中采用了施工阶段模拟分析方法,并对计算结果进行了对比分析。为了有效控制倾斜框架柱的截面裂缝和侧向变形,设计中采用了预应力钢筋混凝土倾斜柱,并根据其受力特点对预应力束的束型和矢高进行了合理确定。     

单轨"T"型独柱墩高架车站结构设计若干问题探讨

研究目的:单轨交通系统在国内系首次采用,通过对规范的选用、站台雨棚结构、结构计算简图、位移与挠度限值的确定、结构整体动力特性等若干结构问题的探讨,可供制定相关规范规程时借鉴、参考。研究方法:结合国内首次采用跨座式单轨交通方式的重庆轻轨较新线高架车站工程实例,进行研究探讨。研究结果:提出高架车站的分析计算方法、构造要求、位移与挠度限值及旅客舒适度要求等。研究结论:高架车站需同时满足建筑结构设计规范和铁路桥涵设计规范;站台雨棚宜采用轻钢结构;“T”型独柱墩高架车站应进行结构整体动力特性分析。     

排桩支护结构内支撑优化设计

针对石家庄地区的地质水文情况,对于排桩内支撑基坑支护体系,于基坑中部增加一道格构柱作为钢支撑支点的设计方案,相比无格构柱的钢支撑设计方案,可以起到减少深基坑钢支撑道数、避免出现倒换支撑、节约投资、便于施工等作用。为详细说明排桩钢支撑支护体系增加格构柱支点设计方案的优势,通过结合石家庄地铁3号线一期工程小灰楼站的设计方案,采用深基坑设计软件FRWS7.1进行支护体系验算和技术、经济比对分析,从而验证了该方案的可行性和经济性。     

交通中心下方合建地铁车站主体受力特点分析

近年来,越来越多的地铁车站选择与城市交通枢纽建筑合建,以期节省投资和缩短工期。以我国西北某市一座与机场交通中心合建的地铁车站为研究对象,对其主体结构受力特点进行研究,以期为实际工程设计提供依据。交通中心通过转换梁和隔震支座,将上部结构荷载以点荷载的形式作用在车站框架柱和侧墙上,荷载数值差别大,因而选择Midas Gen进行车站整体三维建模,分析得到结构构件的内力和变形情况。通过分析结果可知,该车站内力除数值较常规标准车站偏大外,分布形式也有其鲜明特点;变形方面,因受力差异,车站两侧存在差异沉降,但满足规范要求。通过本文的分析,可以看出该地铁车站整体可视为上部结构的条形基础。     

简易门架吊装的暗挖地铁车站钢管柱施工技术研究

近年来,越来越多的地下多层暗挖地铁车站采用钢管柱结构,施工中不仅要保证施工进度、质量和安全,又要严格控制车站周边重要建筑物的安全。本文依托某暗挖地铁车站钢管柱施工,阐述了钢管柱制作与拼装、钢管柱放线定位、钢管柱吊装、钢管柱定位及钢管柱周边细砂回填等工艺流程,并设计了钢管柱吊装的简易门架,利用软件模拟检算了简易门架的承载力及安全性。通过工程实践表明,简易门架安全可靠,施工效率高,在钢管柱吊装中具有很强的推广意义。     

轨道交通高架车站钢结构与混凝土结构协同分析

基于成都轨道交通高架车站钢结构雨棚方案比选和结构设计,围绕高架车站站台钢结构雨棚与下部混凝土结构考虑协同作用对比分析。通过对不同高架车站下部混凝土结构和相同上部钢结构,采用有限元软件MIDAS建立整体和独立模型,对结构分别采用反应谱分析、屈曲分析进行对比计算。找出结构整体模型计算在周期模态、最大层间位移、最大层间位移角、柱底反力、屈曲临界荷载等方面与下部混凝土结构独立计算存在的差异。分析结果表明,高架车站独立模型计算的周期均小于整体模型计算;两种模型的层间位移和柱底反力均存在差异,其中单墩柱整体模型计算不能忽视;整体模型比独立模型计算的屈曲临界荷载值大。     

北京动车段转向架检修间维护结构及基础设计

研究目的：对砌体维护墙采用带形窗及抗风柱与屋架的连接在设计中应该考虑的问题提出看法,并提供范例,为垃圾填埋场基础设计采用载体桩提供示图,供今后同类建筑结构设计参考。研究方法：综合介绍北京动车段转向架检修间的设计,从而总结概括出此类建筑的若干设计要点。研究结果：在预制柱牛腿与现浇梁的接触面预埋型钢抗剪,使梁与牛腿在同一平面内浇为一体。载体桩可穿过垃圾填筑层,挤密土体,提高桩的承载力。研究结论：采用型钢抗剪是提高现浇与预制接触面抗剪能力的有效措施;抗风柱应将风荷载传到横向水平支撑节点处;复杂地质情况的基础设计应结合具体情况采用不同的基础形式降低工程造价。