广深铁路石龙站站房结构设计
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广深铁路石龙站站房结构设计
摘要：本文简要介绍了广深铁路石龙站的站房结构设计，重点介绍了站房的一些大跨度结构，根据不同部位，不同受力特点分别灵活采用了不同的结构形式，实现结构安全与经济的合理平衡。
关键词：结构设计，站房，大跨度结构
1.工程概况
广深铁路石龙站位于东莞市东北部，石龙、茶山两镇交界处。
客运站站房包括主站房、站台雨棚、行包到达库及行包装卸货场，站房建筑面积18377.30m2、站台雨棚建筑面积19570.68m2。
主站房由东、西站房组成，东、西站房之间通过高架天桥及地下出站通道联通。
地下层底板面标高-7.000m；首层为售票大厅；夹层主要功能为铁路内部办公用房，楼面标高4.00m；二层为高架候车厅，采用大空间设计，楼面标高8.00m；东侧站房下部有城市轨道交通R2线（地铁），站房跨R2线采用预应力托换大梁将站房主体结构与R2线主体结构完全分离。
场地岩土层按其成因类型自上而下可划分为：第四系人工填土层、冲积层、残积层、白垩系泥质粉砂岩、砂岩及震旦系花岗片麻岩5层。
场地地处地震基本烈度6度区，设计地震分组为第一组。
本工程按设防烈度提高一度（7度）计算地震作用和采取抗震措施，钢筋砼框架抗震等级为二级。
本工程的结构设计基准期为50年，结构耐久性按100年设计，建筑结构安全等级为一级，结构重要性系数为γ0=1.1。
2.结构设计
a.基坑
本基坑支护采用土钉墙和放坡结构形式。
靠近既有线路一侧采用土钉墙支护型式，坡高约8米，采用二级放坡，放坡角度1:0.75，土钉长度10米，另在第二级坡顶设一道预应力锚索；其余部分采用放坡的基坑支护型式，放坡角度均采用1:0.75，坡面采用60mm厚喷射混凝土保护，内设 @250钢筋网片。
b.基础
地基基础设计等级为甲级。
根据岩土工程勘查报告及本工程的结构特点，主站房采用柱下独立基础，持力层为残积粘土层，地基承载力特征值200KPa。
桩径为1200mm、1400mm，桩端持力层中风化花岗片麻层，设计单桩抗压承载力特征值1200桩径11000KN，1400桩径15000KN。
地下室底板采用平板结构，板厚为500mm，东侧（石龙侧）主站房地下室底板布置抗浮锚杆，抗浮锚杆间距2500X2500，锚杆的抗拔承载力特征值为350kN，锚杆成孔直径φ150，锚筋为425（HRB400级钢）。
c.主站房结构
主站房采用框架结构，主要包括以下部分：
1）、轨道两侧东西站房采用普通钢筋混凝土框架结构体系，局部地下室层高7.0m，地上楼面标高分别为8.00m、16.50m、21.40m；柱网主要为10m×10m、10m×20m、10m×30m、10m×40m、20m×40m，柱截面一般为800×800；梁布置在保证结构传力合理前提下，满足建筑功能的要求，做到安全经济，截面一般为300×700、350×1000、400×1200。
为了满足首层作为进出站大厅大空间的建筑功能要求，东侧站房高架层在进站大厅70米面宽范围仅设两根立柱，使得结构跨度为20米，30米，20米，设置H型钢组合楼盖，工字钢主梁500×2000×40×20，次梁400×1000×25×14焊接H型钢，楼板厚度150mm。
2)、屋盖平面尺寸东侧40.8m×185.6m，西侧36m×105.5m，立柱采用钢筋混凝土柱，屋面采用焊接H型钢，40米主跨方向梁截面400×2000×25×20 ，10米主跨方向梁截面300×700×20×10，悬挑10米跨部分采用密布（两米间距）300×700×20×10热轧H型钢。
d 跨R2线托换结构
跨R2线托换梁共四条其中YL1,YL2跨度37.55m, YL3跨度38.10m,YL4跨度28.10m；YL1,YL2采用箱型截面,梁高2800mm，梁宽2000mm；YL3，YL4采用T型截面梁高2500mm，梁宽900mm,翼缘宽1600mm，厚500mm。
由于净空要求，跨R2线托换梁梁高受限，梁刚度偏小，如不采取措施，托换梁变形过大将导致上部结构附加内力过大，影响上部结构安全，因此对托换梁均张拉预应力。
同时施工工期要求站房上部结构与地下的R2线主体结构同时施工。
根据实际情况，在满足站房上部结构与地下的R2线主体结构同时施工的条件下，托换梁YL1,YL2,YL3的结构设计分两个阶段，第一阶段为托换梁与R2线完全脱开阶段，在R2两侧做人工挖孔桩→施工托换梁→施工上部结构(同时R2线开挖基坑)；第二阶段在R2线主体结构施工完成后，利用R2线基坑围护结构（地下连续墙），在其上立柱，使得YL1,YL2,YL3托换梁跨度减小为24.3m，
其后再施工站房砖墙、楼面装修层、站房外部围护结构等。
托换梁共张拉124根 15.2预应力钢绞线，由于托换梁上荷载较大，预应力张拉需分两次进行，在托换梁施工完成后先张拉一半的预应力钢筋，施工完二层楼面结构后张拉另一半预应力钢筋。
3.三种大跨度结构形式
对于一般大跨度结构，自重占结构承担荷载的比重较高，采用自重轻、材料强度高的钢结构是比较经济的，屋面一般采用轻钢结构；楼面一般采用钢梁与混凝土楼板共同工作的组合楼盖结构；对于载重较大的大跨度结构，常常采用预应力混凝土结构。
石龙站站房采用了三种大跨度结构形式。
大跨度屋面由于自重轻，活荷载小，采用型钢梁较为经济；跨R2线托换结构，位于地面以下，荷载很大，采用承载能力高，刚度大，耐久性好的预应力混凝土结构是最优选择。
4.结论
石龙站站房有多处大跨度结构，根据不同部位，不同受力特点分别采用了不同的结构形式。
根据不同受力情况灵活采用不同大跨度结构形式，实现结构安全与经济的合理平衡。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
