《高速铁路站房结构研究与设计》赵鹏飞主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《高速铁路站房结构研究与设计》

【作　者】赵鹏飞主编

【丛书名】铁路科技图书出版基金

【页 数】 342

【出版社】 北京：中国铁道出版社 , 2020.07

【ISBN号】978-7-113-26970-8

【价 格】95.00

【分 类】高速铁路-铁路车站-站房-结构设计-研究-中国

【参考文献】 赵鹏飞主编. 高速铁路站房结构研究与设计. 北京：中国铁道出版社, 2020.07.

图书封面：

图书目录：

《高速铁路站房结构研究与设计》内容提要：

本书是各参编单位对高速铁路站房结构设计、科研成果的总结，目的是使读者对这一新兴大型公建结构有比较系统、全面和清晰的了解。内容包括高速铁路站房结构体系、计算分析关键技术、结构设计关键技术、试验与测试技术等方面。全书立足于高速铁路站房结构，突出其特点及技术难题展开论述，体系完整；力图做到既有一定的理论深度又注重与工程实例的结合，使其能够成为解决工程设计、科研实际问题的帮手。本书可供从事高速铁路站房及其它公建结构设计、科研的技术人员学习、参考。

《高速铁路站房结构研究与设计》内容试读

第I篇结构体系

高速铁路站房结构体系不是简单地将桥梁结构（或承轨层结构）与框架结构、大跨结构进行叠加，而是应该在充分研究和掌握各种结构基本特点的基础上，通过对不同结构方案的比选和论证，寻求符合国情、科学合理且满足实际工程需要的“桥一建”合一整体结构体系和结构形式，并对其进行优化设计（包括合理的柱网、结构布置、桥梁结构与建筑结构的连接传力关系等)。

本篇按照屋盖层、高架层与高架夹层、承轨层的划分方法，分别根据各层的结构及支承特点，研究适宜的结构形式及其受力特点。

(1)屋盖层：通过梳理各种大跨结构形式，结合站房建筑特点及实际工程，详细研究了新型拱壳体系一树枝状拱支网壳结构、预应力立体拱架、联方网格变截面单层网壳、新型双曲抛物面拱系结构等具有杂交性质的新型大跨结构形式，重点剖析了各自的受力机理及特点。

(2)高架层及高架夹层：汇总了站房结构常用的柱网、构件形式及截面，重点研究了其常见的技术难题。

(3)承轨层：按照支承条件的不同，承轨层分为“梁桥式”及“框架式”两种形式，主要研究内容包括其构件形式、分析方法及受力特性。

1概

述

1.1研究背景

铁路是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程。根据2016年7月国家批准的《中长期铁路网规划(2016年版)》，为适应全面建设小康社会的目标要求，铁路网要扩大规模，完善结构，提高质量，快速扩充运输能力，迅速提高装备水平。到2025年，全国铁路网规模将达到17.5万km左右，其中高速铁路3.8万km左右，形成“八纵八横”高速铁路主通道。

随着我国经济持续快速健康的发展，铁路作为国家交通运输主动脉的地位日益显现，铁路旅客车站作为铁路的重要节点、城市的门户、直接服务于旅客的窗口，其影响愈来愈大。随着人民物质生活水平和精神文化水平的提高、流动人口数量的持续增长，传统意义上的铁路站房已无法满足人们的要求。

2003年以来，为适应新时期发展的需要，中国铁路掀起了以客运专线和高速铁路为主的铁路建设高潮，设计和建成了一批具有鲜明时代特征和中国特色的高速铁路站房，例如北京南站、上海虹桥站、武汉站、南京站、南京南站、广州北站、天津西站、青岛北站、济南东站等大中型现代化的客站，令人耳目一新，已成为新时期铁路旅客车站的范例。大型铁路枢纽客站作为客运专线和高速铁路关键节点，一方面发挥着铁路运输载体功能，迅速而高效地集结和疏散旅客；另一方面还要完成铁路与城市其他交通体系的顺利衔接，实现无缝转换。目前高速铁路站房建设已经成为国家基本建设的重要组成部分；而规模宏大、体型复杂的高速铁路枢纽站房的成功建设和安全运行不仅体现了我国现代科学和技术的发展水平，同时也是我国社会和经济发展的重要标志，对加速我国铁路建设的现代化进程发挥着极为重要的作用。

城市与社会的发展使铁路站房，特别是高速铁路站房的设计理念发生了重大变革。现代城市形态需要建立包括铁路、公路、城市轨道交通、航空乃至水运等多种交通方式在内的综合交通体系：而现代综合交通体系的建立显著提升了高速铁路客站尤其是枢纽客站在交通体系中的地位和作用，使其不仅是铁路交通的交换载体，更成为集多种交通体系于一体的综合交通枢纽。综合交通枢纽的定位需要满足以下需求：

(1)功能集成化与立体化：以铁路客站为中心，实现铁路与城市地铁、公交、出租车等其他交通工具的无缝衔接：实现人员零距离换乘，而且要尽量减少对土地的占用。为了适应承轨层跨越地面及地下地铁层，同时又支承高架层（候车层）及屋盖的功能需要，“桥一建”合结构体系应运而生。

“桥一建”合一铁路站房结构体系的具体形式为：上部高架层（候车层）、高架夹层（商业夹层)及屋盖层与下部承轨层形成同一建筑，即承轨层的桥梁结构和上部的建筑结构（也称“房建结构”)合二为一。它是将桥梁与建筑结构组合一体的综合结构体系。这种结构形式既有效地利用了股道上下空间，又营造出宽敞的候车、换乘环境，是站房集成化布置的必然

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高速铁路站房结构研究与设计

选择。

(2)空间简约通透：简化建筑空间设计，追求效率，使建筑形式日趋简洁，站内空间干净利落。要把最大的空间、最便捷的通道、最好的环境留给旅客。与此对应，对大跨度的要求不仅局限在屋盖上，高架层（候车层）等建筑空间也向高、宽、大方向发展；而且建筑、设备等专业对结构构件的截面形状、尺寸也提出了更为严格的要求。

(3)兼顾先进性与经济性：先进性是要保证高速铁路站房在未来较长的时期内能够满足运输服务的需求，规模、布局与标准要有一定的前瞻性；经济性是要系统考虑建筑全寿命成本，合理把握客站规模及建设标准，把铁路客站建设成为资源节约型、环境友好型车站。

从近几年的设计实践来看，高速铁路站房的建筑布置、规模均为今后的发展预留了一定的空间，而且在建筑造型上注重与地域文化的完美结合，努力做到形神兼备，和而不同，体现了“文化性”的要求。

高速铁路站房的横空出世，对结构专业带来新的挑战及一系列新课题。为了安全、经济地满足站房的建筑功能及对美观的要求，迫切需要对一系列关键问题进行深入研究。

1.2高速铁路站房的建筑特点

高速铁路站房建筑，特别是采用“桥一建”合一的站房建筑，在功能布局上有许多相似之处：上部高架层、高架夹层及屋盖层与下部承轨层形成同一建筑。

下面以一典型的“桥一建”合一高速铁路站房建筑功能布局（图1.2-1）为例进行说明。

一般地，此类站房建筑自下向上主要由以下几部分组成：

雨棚

高架层（侯车层】

屋盖层

高架夹层

承轨层（站台层

出站层

地铁站台层

地铁站厅层■

图1,2-1典型高速铁路站房的建筑功能布局

(1)地铁站台层与地铁站厅层：如有地铁，均设置在建筑的最下部。地铁与上部结构可以共用支承构件，也可以在结构上完全独立。

(2)出站层：一般设置有换乘大厅和出站口，旅客可以在此换乘其他交通工具或直接出站。

(3)承轨层：也称“站台层”，列车到发与通行、旅客上下车均在此层进行。

-4

1概述

(4)高架层：也称“候车层”，旅客集散的主要区域，进站口一般也设在此层。通过高架车道，旅客可直达此层

(5)高架夹层：也称“商业夹层”，站房商业集中布置的区域，一般设置在高架层上方。

(6)屋盖层：整个建筑的最大亮点与显著标志，一般上覆金属屋面或采光屋面。

(7)雨棚：一般位于站房建筑两侧，主要功能是避免旅客在露天环境上下车。

采用“桥一建”合一体系的站房建于车站站场范围内，承轨层属于站房建筑的一部分，列车在此层到发或高速通过站房。承轨层下部为城市交通换乘、候车和通行功能的建筑空间，承轨层上部为候车空间。高速铁路车站向着集高速铁路、地铁、市郊铁路、公交、出租等各种交通方式于一体的综合交通枢纽的趋势发展。

高速铁路站房建筑和使用功能的特点可以总结为：

一则建筑造型多样化，平面布置复杂，夹层及错层较多，建筑外形波浪起伏，结构形式复杂：

二则为节省用地，高速铁路站房向空中和地下同时发展，接入新建高速铁路、既有铁路、市内地铁、公交出租等多种交通工具，形成一个多层化、开放化的城市交通枢纽中心；

三则业务功能综合化，高速铁路站房不仅是旅客旅行集散的场所，而且是集旅行、商业、服务业、金融、社交和交通为一体的综合服务建筑。

1.3高速铁路站房的结构特点

“桥一建”合一体系是一种包含轨道工程且具有大跨房屋特征的特殊结构，其具有如下结构特点：

(1)结构的重要性：高速铁路站房不仅是人群旅行的聚散地、商业服务中心、城市交通的枢纽中心，而且是城市的生命线工程，结构的破坏是重大的社会灾难，将带来巨大的经济损失和政治负面影响。

(2)结构领域的跨界性：高速铁路站房不仅有地面站，还有高架站和地下站，是一个集建筑结构工程、桥梁结构工程、地下空间结构工程以及轨道工程为一体的复杂结构形式，需要兼顾多领域的限制与要求。

(3)结构形式的复杂性：“桥一建”合一体系本身就是一个新生事物，同时高速铁路站房需要满足多种建筑功能，结构普遍超长超宽；建筑造型的地标性及特殊的定位，对屋盖、楼面结构设计提出了更高的要求。

(4)动力激励的多元性：站房除了对地震作用产生动力响应外，列车高速通行、制动、启动、列车风以及人群等都会对结构产生动力作用。

高速铁路站房结构是一种现代结构技术、构造新理念、施工新工艺的综合载体，作为一种多学科交叉的复杂新型结构形式，需要对此结构体系进行深入研究。

注：全书插图中，标高的单位为m,其他未标注尺寸单位的均为mm;其他处，构件截面尺寸单位未标注的均为mm。

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2高速铁路站房新型屋盖体系

2.11站房屋盖结构的支承特点

高速铁路站房屋盖的建筑形式与结构形式多样，也往往是结构设计的重中之重。屋盖结构的支承位置受制于铁路线路的布置。一般而言，为了高架候车层尽可能通透，必然要求支承屋盖的竖向构件尽量少；为了避免屋盖竖向支承构件直接落于高架候车层的梁上，形成结构转换，使力的传递不直接、不明确，高架候车层的支承构件常常往上延伸进而成为屋盖的支承构件，从而使得竖向传力通畅直接，建筑外形也更为流畅美观。

考虑到以上建筑、结构的要求，屋盖垂轨向的支承间距往往为高架层支承间距的整数倍，如武汉站为64.5m、广州站为68m、济南东站为21.5m、南京南站为43m(图2.1-1)，均是结合高架候车层的支承构件设置的。

同样为了得到空港式的建筑效果，给高架层更多的使用空间及布置的自由度，屋面层在顺轨向的跨度较之垂轨向更大。比如武汉站为116m,而济南东站则达到了156m。屋面层的另外一个特点是体量巨大，而且一般不设缝，总体上为大跨空间屋盖结构体系。表2.11是部分站房的屋面平面尺寸及结构形式。

表2.1-1部分站房的屋面平面尺寸及结构形式

站名

屋面平面（垂轨向×顺轨向）(m)

跨度(m)

屋盖结构形式

武汉站

308×183

116

树枝状拱支网壳结构

天津西站

398×114

114

联方网格变截面单层网壳

青岛北站

352×213

141

预应力立体拱架

郑州东站

491×240

56

矩形空间管桁架

广州南站

索拱36-90

341×222

预应力索拱、素壳

索壳34~58

南京南站

456×216

72

正放四角锥网架结构

济南东站

406×156

156

新型双曲抛物面拱系结构

朝阳站

245×180

72

钢桁架

2.2屋盖结构的主要形式

目前大跨屋盖结构常用的形式如图2.2-1所示。图2.2-1中杂交结构的内容比较丰富，可以是前面四种形式的组合。比如，张弦梁可以认为是第一种实腹梁结构和第三种索结构的组合。

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···试读结束···