铁路房钢结构建设过程监管与分析

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1、铁路房钢结构建设过程监管与分析第1章绪论1.1大型铁路站房结构发展概述铁路站房是伴随铁路的诞生而应运而生，随着铁路在经济社会中作用的日益增强，铁路站房的功能特点和建筑形式的演变日新月异。近年来，随着铁路建设的不断开展，铁路站房的建设已成为我国大规模基础建设的重要组成部分。截止2012年，我国开工新建或扩建铁路客站达到1000余座，建成800余座⑴。新时期铁路站房是集铁路、轨道交通、公交、出租车等多种交通方式于一体的综合交通枢纽，建筑形式多样，跨度规模大，体型体系复杂。为满足铁路站房独特的空间形态和建筑功能需求，需要采用大跨度、大柱网的

2、空间结构体系来实现[2]。如图1.1是近年来新建铁路站房的典型工程实例。新时期铁路站房建筑形式新颖，结构体系构思巧妙，实现了建筑空间形态与结构空间的完美结合。在借鉴发达国家铁路站房发展历程的基础上新时期站房结构运用了新的高强轻质材料，新的结构设计技术和新的施工工艺等。这些新的方法和技术使得站房结构具有更轻更柔、空间跨度和悬挑越来越大、支撑结构越来越复杂、楼面形状越来越不规则等特点。其次，新时期铁路站房采用桥建合一的建筑形式[3，4]。所谓桥建合一是指站房结构中间层架设轨道桥梁，支撑于直接伸入地面的桥墩上，上层结构（包括候车大厅楼面、雨

3、棚、屋盖结构等）通过轨道桥梁上的竖向结构来支撑，下层（轨道以下）设置出站广场、出租车及地铁等。这祥的设计满足了以人文本、以流为主的设计要求，同时也实现了上层进下层出、零换乘的目标。综上所述，铁路站房建设将在一段时间内蓬勃发展，其结构形式将朝着大跨度、大面积及结构复杂性方向发展，与此同时，相应的设计和施工技术也将不断革新，以满足铁路站房不断发展的需求。1.2铁路站房钢结构施工方法及监测技术研究现状文献[2]指出，铁路站房结构跨度大，平面尺寸超长，为了满足这样的建筑规模需求，站房结构一般都采用大跨度的空间钢结构。针对铁路站房这类大跨度空间

4、结构，如何更真实地对结构的整个成形过程进行施工模拟并进行健康监测是近年来发展起来的一门新兴学科。下面分别对铁路站房钢结构的施工方法、分析理论以及监测技术的研究现状进行详细的介绍。1.2.1铁路站房钢结构施工方法研究现状近年来，铁路站房钢结构的迅猛发展不仅对其结构形式的创新和结构设计提出了新的挑战，与此同时，对其相应的施工技术也提出了越来越高的要求，传统空间钢结构的施工方法已难以满足新型结构的发展要求。合理选择施工方法是施工过程中的重点和难点，它不仅关心到结构本身的安全性能和施工质量，同时也决定了施工进度和施工成本。目前，应用在铁路站房

5、钢结构的施工方法主要有整体提升法、滑移法、吊装法以及尚空散装拼接法等。整体提升法施工过程如图1.2所示，其特点是利用巳安装部分结构作为后续安装的工作平台，在巳安装结构上设置提升吊点，将地面拼装完成的结构提升至设计位置。在施工过程中，结构体系、边界约束条件以及施工荷载都在不断改变，结构在施工过程中表现出与竣工后不同的受力状态。第2章铁路站房钢结构特点及其监测方法2.1铁路站房钢结构基本组成分析铁路站房建设具有功能性、系统性、先进性、文化性和经济性原则其建设呈现出许多新趋势和新特点，这些特点主要体现在：(1)综合立体的交通枢纽：把铁路站房

6、作为城市交通的中心，实现铁路与地铁、公交、出租车等其他交通工具的无缝对接。为了满足乘客零距离换乘，减小城市占地面积，桥建合一的结构体系应运而生。桥建合一体系是将桥梁轨道与房屋建筑组合为一体的综合结构体，实现了轨道层跨越地下地铁层之上，同时支承上部高架候车层及屋盖层。这种结构形式不仅最大限度地利用了股道上下空间，同时又营造出舒适大方的候车、乘车环境，是站房功能化的必然选择。(2)空间筒洁：筒化建筑空间设计，追求效率，使站房空间干净利落，提供给旅客最大的空间、最便捷的通道和最好的环境。与此对应，对大跨度空间的要求不仅局限在屋盖上，候车室等

7、空间也朝着高、宽等方向发展，这就对柱网间距、截面形状和尺寸提出更高的要求。根据新时期站房建设的特点，站房主体结构在站台层以上，包括站台层中的站场桥梁结构，主要采用钢结构，兼顾钢管混凝土结构或钢骨混凝土结构；而站台层以下，除部分柱为钢管或钢骨混凝土柱以外，一般均为钢筋混凝土结构[4，46]。铁路站房结构中站台层以上的钢结构，包括高架层大跨度钢框架结构和屋盖钢结构，是站房结构设计和施工难点，其施工工序复杂，把握其施工阶段的受力成为一个重要的课题。本文仅以铁路站房钢结构屋盖体系为研究对象，对其施工阶段的受力进行跟踪监测，研究其受力特性。2.

8、1.1高架层结构体系对于铁路站房高架层结构，一般都采用钢框架结构体系其原因主要是轨道层有列车行驶，要求视觉通透性较好，横轨和纵轨方向均不能设置剪力墙或支承，框剪、框架-支承结构均不适合，框架结构体系成为铁路站房高架层最适