成都地铁2号线林家大堰站结构设计
摘要：根据成都地铁2号线东延线高架车站工程设计实践和体会，深入分析了\"干\"字型独柱大悬臂盖梁高架车站在结构体系和受力性能上的特点，并运用Midas有限元软件建模进行整体性能分析，考虑了建筑规范和铁路桥梁规范中的荷载及荷载组合、主体结构墩柱底部桩基与土体间的弹性作用等因素，提出高架车站的分析计算方法、荷载组合选用及结构刚度选择等。
关键词：建桥合一，\"干\"字形，高架车站，结构设计，荷载组合
1前言
林家大堰站位于规划龙工北路道路中央绿化带内，西接经干院站，东接龙泉西站，为高架三层侧式车站，车站采用\"建桥合一\"结构。即将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注，形成空间框架体系。车站有效站台长120m,车站总长122.8m，标准段宽22m，地面一层为架空层，地上二层为站厅层，地上三层为行车道层。
车站下方龙工北路为双向八车道，中央绿化带宽约5m。本站周边现状地块以农田及桃梨园为主，基本无建筑物。
2车站结构方案
2.1主体结构形式
本站采用\"建桥合一\"的结构型式，即将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注，形成空间框架体系。
车站墩柱单榀结构采用\"T\"及\"干\"字型，两端盖梁悬挑最大长度为9.75m。\"T\"及\"干\"字型墩柱采用钢筋混凝土结构，站台层及站厅层盖梁采用预应力钢筋混凝土结构,轨道纵梁及车站纵横梁均采用钢筋混凝土结构。车站横剖面如图1。
图1车站横剖面图
2.2基础形式
根据地质勘察报告,车站内线路均以高架形式通过,墩柱基础均采用桩基础,以保证高架车站基础传力于基岩持力层,本设计高架车站基础型式采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩型为端承桩，桩端持力层为中风化岩，桩身混凝土强度等级为C35，设计桩径为1.2m。
2.3雨棚结构形式
本站雨棚结构采用外包轻钢雨棚钢结构体系，由主钢架，H型实腹梁，H型实腹檩条，水平圆钢，撑管及其他屋面系统组成，雨棚顺轨道方向典型柱距为15米及12米。屋面围护结构采用压型彩色钢板。
3结构分析与计算
3.1结构计算规定
车站主体结构设计使用年限为100年，结构安全等级为一级，结构的重要性系数是1.1，基本风压为0.35KN/m2.，建筑抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为7度（0.1g),按8度考虑抗震措施，在结构设计时采取相应的构造处理措施，以提高结构的整体抗震能力。建筑场地类别Ⅱ类，设计地震分组第一组，框架抗震等级为三级，基础的设计等级为甲级。
3.2主体结构计算
地铁\"建桥合一\"高架站的荷载工况、荷载组合及整体刚度均较为复杂，采用PKPM系列软件来模拟高架站不能完全适用，故本站采用MIDAS-Gen进行结构内力计算及结构整体抗震分析。同时由于建筑结构设计规范与铁路桥涵设计规范规定的计算方法不一致，本次计算采用两种方法分别计算，并相互校核，采用最控制的结果。上部结构的梁、板、柱均采用梁单元进行建模，钢筋混凝土楼板采用平面应力单元来模拟。桩土模拟采用节点弹性支撑来实现，在节点局部坐标系的各个方向输入选定节点的弹性刚度，并在柱底设置固接的一般支撑。节点弹性支撑水平向的刚度按照等效原则，即SDx、SDy由水平基床系数乘以相应节点的有效面积得出。
根据作用于每个墩上的外荷载值及其作用点位置，将结构外力加载到盖梁上，并根据轨道交通系统的外力，对两部分进行最不利组合后，进行车站桥墩柱及盖梁的计算。
盖梁、墩柱及桩基础设计均按容许应力法进行计算；墩柱按偏心受压构件计算，配筋按双向受力构件进行设计；盖梁按受弯构件进行计算；纵横梁按照受弯构件计算；桩基按嵌岩桩计算。
上部钢结构雨棚采用同济大学3D3S9.0进行计算分析，将最不利组合的节点荷载作用在盖梁端部，以此来模拟上部雨棚结构对车站的作用。
3.3荷载及荷载组合的选用
3.3.1主要设计荷载
①永久荷载
包括结构自重、附属设备和附属建筑自重（混凝土容重取25kN/m3；框架填充墙砌体容重不大于8kN/m3；建筑装修重量以实际为准）。
②可变荷载
车站均布活载标准值:站厅、楼梯为4.0kN/m2，站台、天桥为5.0kN/m2，综合电源室、信号电源室为8.0kN/m2，车站控制室、通信设备室、综合监控设备室、AFC票务室、信号设备室等设备区为6.0kN/m2，降压变电所、牵引降压混合所为15.0kN/m2，厕所、盥洗室为2.5kN/m2，其他设备用房楼面不得小于4kN/m2。
③温度荷载
温度变化的作用及混凝土收缩的影响，可按现行《铁路桥涵设计基本规范》的规定执行。
混凝土结构随温度升降宜用当地月平均气温为参照来确定，一般取±20℃。混凝土收缩应按照降温15℃考虑。
④地震荷载
本工程地震基本烈度为Ⅶ度，本线高架桥构造上考虑设置防落梁措施。
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