無站台立柱式雨棚吧，創立於2014年6月，創建人為a619704247。已經從寥寥無幾的會員，成長為近200人互動、交流、分享無站台立柱雨棚美圖、傳播國內外無站台立柱雨棚相關知識的網路大舞台。
無站台立柱式雨棚吧的創建，旨在讓網民了解無站台立柱式雨棚這種新興的交通建築類型，認識並熱愛國內國外現代化鐵路車站建設，多一種視角去欣賞車站。
基本介紹
- 中文名：無站台立柱式雨棚吧
- 社區：百度貼吧
基本簡介,吧務團隊,產品簡介,
基本簡介
無站台立柱式雨棚與傳統的站台立柱、低舉架式、半幅封閉的老式車站站台雨棚相比較，站台乘車、行包運輸更加順暢，視野更加開闊，遮風擋雨的效果大幅提升。網民們在欣賞無站台立柱式雨棚這一現代的科學與藝術的結晶的同時，也表達了對現中國鐵路總公司過度地考慮了無站台立柱式雨棚這一新興的、既具有現代色彩的交通建築所謂的安全問題（比如桁架抗側風、焊接不良導致抗震性能不達標等）和成本問題（相比於傳統的低舉架站台立柱式雨棚，無站台立柱雨棚的用鋼量有所增加，且占地面積較大，設計計算較為複雜，施工組織較為嚴密，故成本較高）而使2012年之後的好多地級城市火車站站台改造改成使用了老式的有站台立柱式雨棚多多少少的遺憾！
吧務團隊
吧 主：不知名的矛盾體
小 吧 主：flyingshine3
圖片小編：暫無
視頻小編：暫無
語音小編：暫無
產品簡介
北京火車站無站台柱雨棚實現力與美的結合
針對法國戴高樂機場候機廳坍塌事件所引起的建築創新問題，北京火車站無站台柱雨棚改造工程總設計師、國家一級註冊結構師董城表示，新近交付使用的無站台柱雨棚，是國內首例大跨度鋼結構雨棚，實現了力與美的結合，並確保全全。
為方便旅客乘車，使車站站台空間明亮，促使站內空氣流通及站內煙氣的有效排出，鐵道部提出對大型既有客運站北京站、北京西站進行無站台柱雨棚改造，並由中鐵第三勘察設計院承擔設計任務。
董城說，一個好的建築設計，必須要有一個好的結構型式才能實現。單純追求藝術表現而忽視結構原理，設計出來的只能是雕塑作品，所以不能過份強調建築創新。但如果忽視造型魅力，就不能體現時代特點。
據介紹，北京站無站台柱雨棚首次採用全新型輕鋼結構，採用連續拱形桁架一次橫跨兩個站台，跨越距離41米，最大跨度達到46米，南北兩側各懸挑20.5米，從而實現包括基本站台在內的所有站台上無柱,雨棚覆蓋面積約7萬平方米。雨棚上弦最高處與軌頂距離15米，最低處為6米。雨棚表面採用全彩色鋼板吊頂，股道上方4米寬透空不封頂，使得站台視野寬闊，塑造出輕盈、通透、飄逸的交通建築新形象。
董城透露，為保證無站台柱雨棚設計合理，中鐵三院的有關設計人員多次深入現場，根據施工安裝情況隨時進行數據計算，並與天津大學鋼結構專家充分研討，從而保證設計合理。
關於無站台柱雨棚鋼結構設計中若
在鐵路跨越式發展的總體思路指引下 ,通過設計、 上搭和下掛兩種形式 ,其中每跨上搭 20～22 根 ,下掛
施工等各參建單位的努力拚搏 ,實現了部領導關於要 14根。由於拱曲面的結構要求 ,下掛檁條原設計為傾
把北京站無站台柱雨棚工程建成“標誌性、樣板性、示 斜放置 ,其工字截面豎軸與重力線間的傾斜角約 32°。
范性”工程和按期開通的目標 ,目前全路主要大型客站 所有現場拼接焊縫質量要求達到一級 ,非拼接處應達
也都在陸續啟動雨棚建設和改造。通過站台無柱化、 到2 級。焊縫採用超音波探傷。
少障礙化設計和空間結構的適度最佳化 ,不但使站台視
覺通透、結構美觀和環境敞亮 ,而且大大方便了旅客乘 2 有關今後類似設計的幾點建議
降和車站作業 ,進而提高了旅客使用的舒適性和車站
作業的安全性。在北京站這樣繁忙客運站進行大型鋼 211 桁架(或門架)間距和檁條跨度
桁架群的建設系路內首次 ,尤其是大跨度焊接工字鋼 桁架(或門架)間距和檁條跨度是車站無站台柱雨
檁條的設計亦屬國內、外罕見。為確保使用安全 ,鐵道 棚設計的兩個最重要的參數。在客運繁忙的車站雨棚
部建設司多次召開有關單位和全路各設計院專家參加 設計時 ,對上述參數的選用 ,結構設計的規定、客觀環
的現場會議 ,部工程設計鑑定中心也多次組織對設計 境與使用者的期望往往有較大的差距。從使用的角度
方案進行研究。同時 ,我們也特別委託了中國建築科 考慮 ,為增加空間美感和通透感 ,一般都希望儘量減少
學研究院的專家對結構安全進行了評估。為了使這種 線路間支柱 ,增大桁架(或門架)間距。北京站的雨棚
新型雨棚結構更好地推廣 ,筆者結合建設管理中的體 除了因旅客地道位置影響 ,桁架間距有 32 m 和 34 m
會 ,對今後雨棚結構設計的進一步最佳化提出若干建議。 各1 孔外 ,其餘均為 33 m；H 截面鋼檁條跨度約達到
30 m。而另一方面 ,技術規範各項條文和控制參數都
1 結構設計的基本情況 是經過對大量類似試驗結構的研究、理論計算和吸取
大量成功的經驗及失敗的教訓後加以確定的 ,因而規
北京站無站台柱雨棚主體結構是由 14 榀 3 孔連 范內在的適用範圍是有局限性的。建議今後設計中應
續全焊接鋼管拱加兩端懸挑的桁架結構組成的。桁架 當把握住兩點 ,其一是任何一項設計都必須充分考慮
的截面為三角形 ,矢高為 715 m,跨度為(41 + 46 + 41) 規範總的規定 ,結構形式的選定應比照規範推薦的范
m,兩端懸挑為2015 m。鋼桁架間距除32 m和34 m各 圍辦理。例如對於桁架(門架)《門式剛架輕型房屋鋼,
1孔外 ,其餘均為 33 m。柱是由 3 根鋼管組成的組合 結構技術規程》(CECS102:2002) 第 41212 條規定:“門
柱。桁架和柱的材料均採用高頻焊接鋼管或無縫鋼 式剛架的間距宜採用 6～9 m,最大可採用 12 m”。對
管。各榀桁架間通過鋼檁條連線 ,檁條採用高度為 45 於檁條的跨度 ,該規程第 61311 條說明“當檁條跨度:
cm的焊接工字鋼 ,腹板厚度為 415 mm,蓋板寬度為 22 >9 m時 ,檁條宜採用格構式”。又例如《鋼結構設計
cm。檁條間原設計用 <16 mm 的鋼筋連線 ,後變更為 手冊》第 21312 條中提到“檁條的跨度不宜過大: ,一般
用角鋼做成水平和橫向聯接系。檁條與拱架的連線分 為6 m,當屋架間距 ≥18 m時 ,宜用縱、橫方向的次桁
架(或梁)來支撐檁條較為合適”。其二 ,規範是已有工 力和溫度變形的影響。就雨棚檁條而言 ,它的使用條
程實踐和技術成果的總結 ,隨著社會需求的提升 ,結構 件不屬於以上情況 ,而是一個具有遮陽條件的桿件 ,因
設計的創新也是工程技術人員必然要攀登的台階。因 而其溫度區段長度亦應有所不同。
而從長遠來看 ,規範不適應工程實踐發展也是客觀存 21313 吊裝施工時的溫度範圍
在的。所以 ,為滿足用戶的需要 ,當結構設計與規範所 溫度拉(壓) 應力σ的大小取決於鋼結構材料溫
規定的範圍產生矛盾時 ,如本工程的超長檁條 ,作為特 度變化度數Δt 的大小 ,Δt 的最大值等於夏季的材料
殊設計 ,要經過嚴密的論證和科學試驗 ,其設計要通過 最高溫度 T 與冬季的材料最低溫度 t 之差。也就是
業內專家審查 ,確認其安全性後方可批准其設計。 說 ,如果吊裝施工在嚴寒的冬季 ,則結構在夏季將產生
212 檁條的結構形式 最大的溫度壓應力；反之將產生最大的溫度拉應力。
選用檁條的結構形式 ,不同的跨度規範都有相應 因而 ,如果在介於 T 和 t 兩者間的一個適當的溫度范
的說明。但不管採用何種結構 ,除滿足強度、剛度和便 圍進行吊裝施工 ,溫度應力將大大減少。同時 ,這也為
於施工等要求外 ,減少工程投資則是必須優先考慮的 大大減少裝配誤差提供了前提條件。這一溫度範圍不
重點。本工程採用跨度為 30 m、H形截面薄鋼板焊接 是簡單的 T 和t 代數和的平均值 ,其值的大小可在結
鋼檁條 ,薄腹板 H形焊接鋼檁條在製作和安裝時的加 構的強度、穩定性計算的基礎上根據實際和可能來加
工工藝繁瑣、焊點較多 ,不但影響質量和外觀 ,加工費 以確定。這樣還有一個更好的作用是從安全、質量和
也很高。本工程的 H形焊接鋼檁條腹板與上下蓋板 技術條件上 ,為有關部門確定一個合理的工期 ,為吊裝
的高頻焊接工藝是在上海完成的 ,其路途遠、周期長、 作業確定一個作業的環境禁區。
費用高。建議今後設計選擇檁條結構形式時 ,要根據 21314 結構處理措施的問題
有關規範的要求對結構要進一步最佳化。例如必須選擇 為了避免溫度應力的影響或減少其所帶來的一系
H形截面時 ,要儘量採用國家標準軋制工字鋼 ,若工字 列問題和影響 ,在工程實踐中一般有以下幾種選擇:
鋼截面高度不夠 ,可採用兩節重疊使用；若翼緣寬度不 (1)在結構上去掉產生溫度力的約束條件 ,避免溫
夠 ,可採用加焊蓋板的方法來解決。 度應力的產生。此時對結構影響最大的是伸縮變形的
213 應力計算 大小。理論上1 根自由伸縮的桿件 ,當溫度變化時 ,其
在繁忙的大型客站內大跨度的空間棚架的施工工 伸縮量ΔL 按下式計算:
藝複雜 ,不可預見的因素很多。值得注意的有兩點 ,一 ΔL = αLΔt
是在結構計算時允許應力不宜用足用滿 ,以應對一些 式中 L ———桿件長度。
不可預見的因素造成的應力增加和臨時施工荷載的需 從式中可以看出 ,在一定的氣候環境下 ,制約ΔL
要；二是對溫度力的影響要處理好 ,對此作如下建議: 大小的是桿件長度L。通過將固定支座和活動支座的
21311 溫度應力問題 布置兩者結合起來 ,可以做到儘量減少桿件的自由伸
在建築結構設計中 ,為保證結構物的整體形狀不 縮長度 ,進而減少其伸縮變形對結構整體形狀的影響。
發生較大變化 ,一般要對桿件兩端予以約束固定。這 (2)在結構上將數個固定支座(或檁托)所組成的
樣 ,因桿件不能隨環境溫度的變化自由伸長(縮短)而 溫度區段和以活動支座(或檁托)所組成的不產生溫度
使桿件內產生溫度拉(壓)應力。應力σ為: 力的活動區段的布置結合起來考慮 ,可滿足規範關於
σ = EαΔt (MPa) , “溫度區段”的規定 ,減少桿件的自由伸縮長度 ,從而減
5
式中 E ———鋼的彈性模量 ,其值為211 ×10 MPa； 少伸縮變形對結構整體的影響。
Δt ———鋼結構材料的溫度變化度數( ℃) ； (3)按照規範關於“溫度區段”的長度規定 ,將超長
α———鋼的線膨脹係數 ,α=01000 011 8Π℃。 檁條斷開 ,形成相鄰並獨立的溫度區段。這一辦法的
從上式可以看出 ,影響溫度應力大小的唯一因素 關鍵是選擇“斷開”的位置。本工程的檁條跨度 30 m,
是鋼結構材料溫度變化度數Δt ,而Δt 的大小與環境 工字截面高度僅 45 cm,單根總長度約 200 m,可按多
溫度有關。對於北方鐵路站台雨棚來說 ,由於冬、夏環 跨連續梁計算。檁條在吊裝過程中就已出現嚴重側
境溫差較大 ,溫度應力對結構的影響亦很大 ,建議應將 彎 ,如再在該跨間受力部位斷開形成“伸縮”縫 ,則該跨
溫度力作為重點。 的受力和變形將變得極為複雜 ,對安全也十分不利 ,如
21312 溫度區段長度 在主拱架下邊的兩主拱桿間斷開的話效果會好些。
規範規定 ,當溫度區段長度 ≯120 m(露天結構)和 (4)由於檁條的溫度力最終要傳遞到拱架、墩台
180 m(採暖地區非採暖房屋)時 ,一般可不考慮溫度應 (立柱)和基礎上 ,提高此部分結構的強度、剛度和穩定
性 ,使之足以抵抗溫度力的作用。 和損壞。解決的辦法是在每跨間沿檁條橫向按拱架設
以上 4 種辦法 ,第(1)種雖簡化 ,但畢竟經合理布 計曲度設定1～3 條工字鋼作為參照物 ,用螺栓將檁條
置後桿件自由伸縮長度仍達 100 m,且結構有部分下 與工字鋼連線 ,使所有檁條上表面符合拱架設計曲度
掛檁條 ,活動檁托的結構設計趨於複雜 ,安全性較差； 的要求 ,這樣做可圓滿解決此類問題。
第(2)種雖能大大減少桿件自由伸縮長度 ,但仍存在活 215 工廠鋼結構組合件的工地連線工藝
動檁托問題；第(3)種施工工藝複雜 ,投資較大 ,工期亦 當今大型鋼結構的施工 ,一般情況下多採用(組合
有制約；第(4)種應當是較為妥當的解決辦法。從現場 件)工廠焊接、工地栓接或工廠焊接、工地焊連的施工
的使用情況看 ,北京站在最冷的時候施工 ,經今夏高溫 工藝。北京站大型鋼結構就採用後一種的施工方法。
的考驗 ,尚未發現因溫度力的原因而引發問題的產生。 實踐表明 ,對於大型繁忙客運站此種施工工藝弊病較
214 局部結構構思 多: ①在高空及夜間作業條件下 ,多達萬米的堆焊等各
總的來看 ,限於北京站特殊的環境和市規劃部門 類焊縫焊接工作量大 ,工期長 ,運輸封鎖時間長； ②為
的限制 ,設計部門對北京站雨棚的鋼結構設計是十分 確保結構尺寸的正確及焊接的進行 ,需要在站台上搭
嚴謹的。通過實踐 ,筆者認為在同類結構設計中的局 設臨時支墩對主桁支撐 ,並需要在站內大面積搭設腳
部結構構思上還須進一步完善。 手架 ,這樣對車站正常運輸作業干擾大； ③跨越多股道
21411 關於鋼拱架縱向剛性連線問題 和數個站台的大跨度的結構在施工中需要較大範圍的
長度約達200 m的檁條將產生較大的溫度力和溫 封鎖 ,這在客運緊張的情況下難以滿足 ,因而對工位進
度變形 ,且作用點在桁架的最高處 ,桁架的縱向力對承 行必要的防護後就放行旅客的作法也是不可避免的 ,
台底的彎矩也會有較大的增加。如果以提高鋼桁架、 旅客的安全不易保證； ④裝配質量控制難度大 ,一般說
立柱和基礎結構的強度、剛度、穩定性來抵抗溫度力以 來 ,在工廠內的平台或胎具上進行組合件焊接拼裝誤
減少實際變形 ,可以採取設定獨立簡支剛性連線桿的 差易控制。所以控制誤差的關鍵是控制組合件在工地
辦法 ,將一定數量的獨立桁架成組地剛性連線在一起 , 上的拼裝誤差 ,恰恰在這一點上 ,工地缺乏控制手段。
可有效地分散溫度應力。這樣做還有一個作用 ,在進 若採用高強螺栓的連線方法或高強螺栓與焊接相結合
行棚架結構桿件調整時 ,還可以作為“地籠”使用。 的方法 ,可以緩解這類問題。
21412 雙U形螺栓加強檁托問題 216 預留維修作業條件的考慮
為確保結構長期使用安全 ,按結構設計 ,北京站的 在跨空結構設計時 ,為設備的安全使用 ,截面尺寸
約一半檁條是吊掛在主桁拱桿下邊 ,檁條與拱桿的連 的選定必須為檢查維修提供方便。大跨度 H 形截面
接靠焊接在拱桿下沿的檁托來完成 ,檁條與檁托的連 薄腹板焊接鋼檁條橫向剛度較差 ,必須採用上、下水平
接為栓接。這樣做使作用在雨棚上所有的靜、活荷載 聯接系和橫向聯接系以確保其結構剛度 ,為此必須加
實際上最終由檁托與拱桿間的幾條焊縫來承受。考慮 焊角鋼做水平及橫向聯接系桿件；同時大量的電線路
到長期使用時的鏽蝕、冬夏溫差造成的溫度拉、壓應力 也置放在屋架上 ,這樣既不安全 ,空間又雜亂 ,需吊頂
的交變作用以及裝配應力等 ,為安全計 ,我們在實施中 美化。所以 ,高度 >10 m的吊頂板 ,雖然起到了美化的
採用雙U形螺栓加強檁托的方法予以補強 ,U 形螺栓 效果 ,但必然會造成將來對焊縫和電線路檢查的困難。
在檁條吊裝時還能起到臨時固定作用 ,所以實際上是 另外 ,由於焊接鋼檁條的建築高度僅有 45 cm 及聯接
一項永久和臨時相結合的措施。 系的密集 ,在檢查、維修時 ,如不拆除吊頂和屋面板 ,人
21413 鋼檁條仿拱型腰帶箍的設定問題 員將無法作業。所以 ,建議在檁條截面尺寸設計時 ,一
規範規定 ,檁條跨中撓度不得大於一定的限值 ,如 定要考慮結構檢查維修的需求作出最佳化 ,特別是對人
對於“支承壓型金屬板”的屋蓋檁條 ,其撓度允許值為 員密集地帶的大型跨空結構設計必須以滿足檢查維修
跨度的1Π200。也就是說 ,撓度小於跨度的 1Π200 的檁 的空間作為前提。
條均符合規定。但實際上 ,在不同檁條加工過程中 ,由 217 採用定額問題
於材質、焊接環境、焊工水平等客觀因素的影響 ,實際 實現科學地管理施工必須實事求是地確定勞動定
撓度差別很大 ,該差別對屋面板的安裝質量影響很大。 額和預算定額。北京站擴能改造和雨棚的施工 ,是中
屋面板一般很薄 ,北京站使用的是從澳大利亞進口的 國鐵路網上規模一流的地下行包庫和無站台柱式鋼結
厚0147 mm的專用彩色鋼板 ,靠自攻螺釘與檁條擰緊固 構雨棚 ,施工準備正值非典型肺炎流行期間 ,在 10 個
定。如果相鄰檁條間高度差過大 ,則必然造成屋面板 月的施工期內跨越5 個全國性的黃金周、暑運、專運和
無法牢固擰緊在檁條上或使屋面造成一定程度的變形 重大國務活動期 ,其設計和施工技術沒有經驗可借鑑。
施工等各參建單位的努力拚搏 ,實現了部領導關於要 14根。由於拱曲面的結構要求 ,下掛檁條原設計為傾
把北京站無站台柱雨棚工程建成“標誌性、樣板性、示 斜放置 ,其工字截面豎軸與重力線間的傾斜角約 32°。
范性”工程和按期開通的目標 ,目前全路主要大型客站 所有現場拼接焊縫質量要求達到一級 ,非拼接處應達
也都在陸續啟動雨棚建設和改造。通過站台無柱化、 到2 級。焊縫採用超音波探傷。
少障礙化設計和空間結構的適度最佳化 ,不但使站台視
覺通透、結構美觀和環境敞亮 ,而且大大方便了旅客乘 2 有關今後類似設計的幾點建議
降和車站作業 ,進而提高了旅客使用的舒適性和車站
作業的安全性。在北京站這樣繁忙客運站進行大型鋼 211 桁架(或門架)間距和檁條跨度
桁架群的建設系路內首次 ,尤其是大跨度焊接工字鋼 桁架(或門架)間距和檁條跨度是車站無站台柱雨
檁條的設計亦屬國內、外罕見。為確保使用安全 ,鐵道 棚設計的兩個最重要的參數。在客運繁忙的車站雨棚
部建設司多次召開有關單位和全路各設計院專家參加 設計時 ,對上述參數的選用 ,結構設計的規定、客觀環
的現場會議 ,部工程設計鑑定中心也多次組織對設計 境與使用者的期望往往有較大的差距。從使用的角度
方案進行研究。同時 ,我們也特別委託了中國建築科 考慮 ,為增加空間美感和通透感 ,一般都希望儘量減少
學研究院的專家對結構安全進行了評估。為了使這種 線路間支柱 ,增大桁架(或門架)間距。北京站的雨棚
新型雨棚結構更好地推廣 ,筆者結合建設管理中的體 除了因旅客地道位置影響 ,桁架間距有 32 m 和 34 m
會 ,對今後雨棚結構設計的進一步最佳化提出若干建議。 各1 孔外 ,其餘均為 33 m；H 截面鋼檁條跨度約達到
30 m。而另一方面 ,技術規範各項條文和控制參數都
1 結構設計的基本情況 是經過對大量類似試驗結構的研究、理論計算和吸取
大量成功的經驗及失敗的教訓後加以確定的 ,因而規
北京站無站台柱雨棚主體結構是由 14 榀 3 孔連 范內在的適用範圍是有局限性的。建議今後設計中應
續全焊接鋼管拱加兩端懸挑的桁架結構組成的。桁架 當把握住兩點 ,其一是任何一項設計都必須充分考慮
的截面為三角形 ,矢高為 715 m,跨度為(41 + 46 + 41) 規範總的規定 ,結構形式的選定應比照規範推薦的范
m,兩端懸挑為2015 m。鋼桁架間距除32 m和34 m各 圍辦理。例如對於桁架(門架)《門式剛架輕型房屋鋼,
1孔外 ,其餘均為 33 m。柱是由 3 根鋼管組成的組合 結構技術規程》(CECS102:2002) 第 41212 條規定:“門
柱。桁架和柱的材料均採用高頻焊接鋼管或無縫鋼 式剛架的間距宜採用 6～9 m,最大可採用 12 m”。對
管。各榀桁架間通過鋼檁條連線 ,檁條採用高度為 45 於檁條的跨度 ,該規程第 61311 條說明“當檁條跨度:
cm的焊接工字鋼 ,腹板厚度為 415 mm,蓋板寬度為 22 >9 m時 ,檁條宜採用格構式”。又例如《鋼結構設計
cm。檁條間原設計用 <16 mm 的鋼筋連線 ,後變更為 手冊》第 21312 條中提到“檁條的跨度不宜過大: ,一般
用角鋼做成水平和橫向聯接系。檁條與拱架的連線分 為6 m,當屋架間距 ≥18 m時 ,宜用縱、橫方向的次桁
架(或梁)來支撐檁條較為合適”。其二 ,規範是已有工 力和溫度變形的影響。就雨棚檁條而言 ,它的使用條
程實踐和技術成果的總結 ,隨著社會需求的提升 ,結構 件不屬於以上情況 ,而是一個具有遮陽條件的桿件 ,因
設計的創新也是工程技術人員必然要攀登的台階。因 而其溫度區段長度亦應有所不同。
而從長遠來看 ,規範不適應工程實踐發展也是客觀存 21313 吊裝施工時的溫度範圍
在的。所以 ,為滿足用戶的需要 ,當結構設計與規範所 溫度拉(壓) 應力σ的大小取決於鋼結構材料溫
規定的範圍產生矛盾時 ,如本工程的超長檁條 ,作為特 度變化度數Δt 的大小 ,Δt 的最大值等於夏季的材料
殊設計 ,要經過嚴密的論證和科學試驗 ,其設計要通過 最高溫度 T 與冬季的材料最低溫度 t 之差。也就是
業內專家審查 ,確認其安全性後方可批准其設計。 說 ,如果吊裝施工在嚴寒的冬季 ,則結構在夏季將產生
212 檁條的結構形式 最大的溫度壓應力；反之將產生最大的溫度拉應力。
選用檁條的結構形式 ,不同的跨度規範都有相應 因而 ,如果在介於 T 和 t 兩者間的一個適當的溫度范
的說明。但不管採用何種結構 ,除滿足強度、剛度和便 圍進行吊裝施工 ,溫度應力將大大減少。同時 ,這也為
於施工等要求外 ,減少工程投資則是必須優先考慮的 大大減少裝配誤差提供了前提條件。這一溫度範圍不
重點。本工程採用跨度為 30 m、H形截面薄鋼板焊接 是簡單的 T 和t 代數和的平均值 ,其值的大小可在結
鋼檁條 ,薄腹板 H形焊接鋼檁條在製作和安裝時的加 構的強度、穩定性計算的基礎上根據實際和可能來加
工工藝繁瑣、焊點較多 ,不但影響質量和外觀 ,加工費 以確定。這樣還有一個更好的作用是從安全、質量和
也很高。本工程的 H形焊接鋼檁條腹板與上下蓋板 技術條件上 ,為有關部門確定一個合理的工期 ,為吊裝
的高頻焊接工藝是在上海完成的 ,其路途遠、周期長、 作業確定一個作業的環境禁區。
費用高。建議今後設計選擇檁條結構形式時 ,要根據 21314 結構處理措施的問題
有關規範的要求對結構要進一步最佳化。例如必須選擇 為了避免溫度應力的影響或減少其所帶來的一系
H形截面時 ,要儘量採用國家標準軋制工字鋼 ,若工字 列問題和影響 ,在工程實踐中一般有以下幾種選擇:
鋼截面高度不夠 ,可採用兩節重疊使用；若翼緣寬度不 (1)在結構上去掉產生溫度力的約束條件 ,避免溫
夠 ,可採用加焊蓋板的方法來解決。 度應力的產生。此時對結構影響最大的是伸縮變形的
213 應力計算 大小。理論上1 根自由伸縮的桿件 ,當溫度變化時 ,其
在繁忙的大型客站內大跨度的空間棚架的施工工 伸縮量ΔL 按下式計算:
藝複雜 ,不可預見的因素很多。值得注意的有兩點 ,一 ΔL = αLΔt
是在結構計算時允許應力不宜用足用滿 ,以應對一些 式中 L ———桿件長度。
不可預見的因素造成的應力增加和臨時施工荷載的需 從式中可以看出 ,在一定的氣候環境下 ,制約ΔL
要；二是對溫度力的影響要處理好 ,對此作如下建議: 大小的是桿件長度L。通過將固定支座和活動支座的
21311 溫度應力問題 布置兩者結合起來 ,可以做到儘量減少桿件的自由伸
在建築結構設計中 ,為保證結構物的整體形狀不 縮長度 ,進而減少其伸縮變形對結構整體形狀的影響。
發生較大變化 ,一般要對桿件兩端予以約束固定。這 (2)在結構上將數個固定支座(或檁托)所組成的
樣 ,因桿件不能隨環境溫度的變化自由伸長(縮短)而 溫度區段和以活動支座(或檁托)所組成的不產生溫度
使桿件內產生溫度拉(壓)應力。應力σ為: 力的活動區段的布置結合起來考慮 ,可滿足規範關於
σ = EαΔt (MPa) , “溫度區段”的規定 ,減少桿件的自由伸縮長度 ,從而減
5
式中 E ———鋼的彈性模量 ,其值為211 ×10 MPa； 少伸縮變形對結構整體的影響。
Δt ———鋼結構材料的溫度變化度數( ℃) ； (3)按照規範關於“溫度區段”的長度規定 ,將超長
α———鋼的線膨脹係數 ,α=01000 011 8Π℃。 檁條斷開 ,形成相鄰並獨立的溫度區段。這一辦法的
從上式可以看出 ,影響溫度應力大小的唯一因素 關鍵是選擇“斷開”的位置。本工程的檁條跨度 30 m,
是鋼結構材料溫度變化度數Δt ,而Δt 的大小與環境 工字截面高度僅 45 cm,單根總長度約 200 m,可按多
溫度有關。對於北方鐵路站台雨棚來說 ,由於冬、夏環 跨連續梁計算。檁條在吊裝過程中就已出現嚴重側
境溫差較大 ,溫度應力對結構的影響亦很大 ,建議應將 彎 ,如再在該跨間受力部位斷開形成“伸縮”縫 ,則該跨
溫度力作為重點。 的受力和變形將變得極為複雜 ,對安全也十分不利 ,如
21312 溫度區段長度 在主拱架下邊的兩主拱桿間斷開的話效果會好些。
規範規定 ,當溫度區段長度 ≯120 m(露天結構)和 (4)由於檁條的溫度力最終要傳遞到拱架、墩台
180 m(採暖地區非採暖房屋)時 ,一般可不考慮溫度應 (立柱)和基礎上 ,提高此部分結構的強度、剛度和穩定
性 ,使之足以抵抗溫度力的作用。 和損壞。解決的辦法是在每跨間沿檁條橫向按拱架設
以上 4 種辦法 ,第(1)種雖簡化 ,但畢竟經合理布 計曲度設定1～3 條工字鋼作為參照物 ,用螺栓將檁條
置後桿件自由伸縮長度仍達 100 m,且結構有部分下 與工字鋼連線 ,使所有檁條上表面符合拱架設計曲度
掛檁條 ,活動檁托的結構設計趨於複雜 ,安全性較差； 的要求 ,這樣做可圓滿解決此類問題。
第(2)種雖能大大減少桿件自由伸縮長度 ,但仍存在活 215 工廠鋼結構組合件的工地連線工藝
動檁托問題；第(3)種施工工藝複雜 ,投資較大 ,工期亦 當今大型鋼結構的施工 ,一般情況下多採用(組合
有制約；第(4)種應當是較為妥當的解決辦法。從現場 件)工廠焊接、工地栓接或工廠焊接、工地焊連的施工
的使用情況看 ,北京站在最冷的時候施工 ,經今夏高溫 工藝。北京站大型鋼結構就採用後一種的施工方法。
的考驗 ,尚未發現因溫度力的原因而引發問題的產生。 實踐表明 ,對於大型繁忙客運站此種施工工藝弊病較
214 局部結構構思 多: ①在高空及夜間作業條件下 ,多達萬米的堆焊等各
總的來看 ,限於北京站特殊的環境和市規劃部門 類焊縫焊接工作量大 ,工期長 ,運輸封鎖時間長； ②為
的限制 ,設計部門對北京站雨棚的鋼結構設計是十分 確保結構尺寸的正確及焊接的進行 ,需要在站台上搭
嚴謹的。通過實踐 ,筆者認為在同類結構設計中的局 設臨時支墩對主桁支撐 ,並需要在站內大面積搭設腳
部結構構思上還須進一步完善。 手架 ,這樣對車站正常運輸作業干擾大； ③跨越多股道
21411 關於鋼拱架縱向剛性連線問題 和數個站台的大跨度的結構在施工中需要較大範圍的
長度約達200 m的檁條將產生較大的溫度力和溫 封鎖 ,這在客運緊張的情況下難以滿足 ,因而對工位進
度變形 ,且作用點在桁架的最高處 ,桁架的縱向力對承 行必要的防護後就放行旅客的作法也是不可避免的 ,
台底的彎矩也會有較大的增加。如果以提高鋼桁架、 旅客的安全不易保證； ④裝配質量控制難度大 ,一般說
立柱和基礎結構的強度、剛度、穩定性來抵抗溫度力以 來 ,在工廠內的平台或胎具上進行組合件焊接拼裝誤
減少實際變形 ,可以採取設定獨立簡支剛性連線桿的 差易控制。所以控制誤差的關鍵是控制組合件在工地
辦法 ,將一定數量的獨立桁架成組地剛性連線在一起 , 上的拼裝誤差 ,恰恰在這一點上 ,工地缺乏控制手段。
可有效地分散溫度應力。這樣做還有一個作用 ,在進 若採用高強螺栓的連線方法或高強螺栓與焊接相結合
行棚架結構桿件調整時 ,還可以作為“地籠”使用。 的方法 ,可以緩解這類問題。
21412 雙U形螺栓加強檁托問題 216 預留維修作業條件的考慮
為確保結構長期使用安全 ,按結構設計 ,北京站的 在跨空結構設計時 ,為設備的安全使用 ,截面尺寸
約一半檁條是吊掛在主桁拱桿下邊 ,檁條與拱桿的連 的選定必須為檢查維修提供方便。大跨度 H 形截面
接靠焊接在拱桿下沿的檁托來完成 ,檁條與檁托的連 薄腹板焊接鋼檁條橫向剛度較差 ,必須採用上、下水平
接為栓接。這樣做使作用在雨棚上所有的靜、活荷載 聯接系和橫向聯接系以確保其結構剛度 ,為此必須加
實際上最終由檁托與拱桿間的幾條焊縫來承受。考慮 焊角鋼做水平及橫向聯接系桿件；同時大量的電線路
到長期使用時的鏽蝕、冬夏溫差造成的溫度拉、壓應力 也置放在屋架上 ,這樣既不安全 ,空間又雜亂 ,需吊頂
的交變作用以及裝配應力等 ,為安全計 ,我們在實施中 美化。所以 ,高度 >10 m的吊頂板 ,雖然起到了美化的
採用雙U形螺栓加強檁托的方法予以補強 ,U 形螺栓 效果 ,但必然會造成將來對焊縫和電線路檢查的困難。
在檁條吊裝時還能起到臨時固定作用 ,所以實際上是 另外 ,由於焊接鋼檁條的建築高度僅有 45 cm 及聯接
一項永久和臨時相結合的措施。 系的密集 ,在檢查、維修時 ,如不拆除吊頂和屋面板 ,人
21413 鋼檁條仿拱型腰帶箍的設定問題 員將無法作業。所以 ,建議在檁條截面尺寸設計時 ,一
規範規定 ,檁條跨中撓度不得大於一定的限值 ,如 定要考慮結構檢查維修的需求作出最佳化 ,特別是對人
對於“支承壓型金屬板”的屋蓋檁條 ,其撓度允許值為 員密集地帶的大型跨空結構設計必須以滿足檢查維修
跨度的1Π200。也就是說 ,撓度小於跨度的 1Π200 的檁 的空間作為前提。
條均符合規定。但實際上 ,在不同檁條加工過程中 ,由 217 採用定額問題
於材質、焊接環境、焊工水平等客觀因素的影響 ,實際 實現科學地管理施工必須實事求是地確定勞動定
撓度差別很大 ,該差別對屋面板的安裝質量影響很大。 額和預算定額。北京站擴能改造和雨棚的施工 ,是中
屋面板一般很薄 ,北京站使用的是從澳大利亞進口的 國鐵路網上規模一流的地下行包庫和無站台柱式鋼結
厚0147 mm的專用彩色鋼板 ,靠自攻螺釘與檁條擰緊固 構雨棚 ,施工準備正值非典型肺炎流行期間 ,在 10 個
定。如果相鄰檁條間高度差過大 ,則必然造成屋面板 月的施工期內跨越5 個全國性的黃金周、暑運、專運和
無法牢固擰緊在檁條上或使屋面造成一定程度的變形 重大國務活動期 ,其設計和施工技術沒有經驗可借鑑。
