铁路中小型高架车站站台雨棚结构选型

摘要：作为高架车站必不可少的建筑之一，站台雨棚的正确选型对于车站的立面造型、建筑效果、工程投资、施工工期影响很大。而设计人员如何结合各个车站的具体情况选择合理的雨棚结构形式是设计过程中至关重要的一步，也是雨棚设计前必不可缺少的重要环节。文章介绍了成灌铁路沿线中小型高架车站的雨棚选型过程，并对无配线高架站雨棚及有配线单岛式高架站雨棚2种典型高架站雨棚进行了综合选型分析，对不同结构形式雨棚的主要受力杆件截面，用钢量，对高架桥梁、施工、接触网的影响等方面进行了分析比较，得出了不同结构形式雨棚的优缺点，在雨棚结构选型时应充分考虑车站规模、站型布置、周围环境、城市规划、投资与施工周期等诸多因素的影响。

1 引言

站台雨棚即修建在旅客站台上为旅客上下车时遮风避雨的棚子，是旅客车站必不可少的重要建筑之一。过去因受制于整个国民经济和铁路建设的发展，站台雨棚多为低矮多柱的钢筋混凝土柱加石棉板或预制板，设施陈旧、形式单一、外观笨重。过密的雨棚柱立于站台，减少了站台的有效面积，影响了站台上进出站人流和各类作业车辆的通行。

近年来，随着城市现代化水平的不断提高，经济的快速发展，人们大力提倡可持续发展，努力构建和谐社会，我国铁路建设也迎来了新的发展机遇。而旅客车站不仅是城市发展的一个重要标志，也是整个铁路建设的重要组成部分，我国铁路总公司对站房建设的重视亦提高到了一个新的高度，对车站设计也提出了更高的要求:“车站要建筑造型结合城市规划、地域文化、景观要求，合理定位建筑形象，且能为旅客提供方便的出行条件和人性化的服务。”站台雨棚不仅造型丰富多彩，结构形式也各式各样:有柱雨棚、无柱雨棚;有单侧悬挑雨棚、双侧悬挑雨棚;有实腹式雨棚、格构式雨棚、桁架式雨棚、网架式雨棚、桁架与网壳结合式雨棚等。轻型钢结构雨棚、大跨度无柱雨棚等站台雨棚的设计，增加了站台的有效面积，方便站台上进出站人流和各类作业车辆的通行，改善了站台上的候车环境，也减少了站台上柱的数量，使车站的整体性、美观性更加完整统一。

2 工程概况

成灌铁路是成都市捷运系统中投入运营的第1条线路，亦是中国第1条市域铁路。线路起于成都站(火车北站)，正线经成都铁路西环线，之后沿国道317线向西延伸，至都江堰后向南延伸，止于青城山站。线路全长67 km，正线近期除成都站外共建车站11座，其中新建站10座，改建站1座(安靖站)。其中高架站7座分别为:金牛、红光、犀浦、郫县东、郫县、郫县西、都江堰站。

3 高架站雨棚结构选型

红光站为新建中间站，按全高架设计，规模为2台2线(含正线)，设置450 m×4.8 m×1.25 m侧式站台2座，如图1所示。

图1 红光站平面布置

根据建筑方案要求，该站雨棚建筑效果力求通透、简洁、明亮。结合站场规模，车站雨棚结构形式初步定为实腹式的单侧悬挑雨棚或无柱雨棚2种，下面就这2种结构形式进行分析比较。

由图2、图3可以看出，采用无柱雨棚的梁、柱构件截面要比单侧悬挑雨棚小得多，雨棚不仅轻巧灵活，也不失简洁明亮(纵向柱距均为10.9 m)。

图2 无柱雨棚主要受力杆件截面(mm)

图3 单侧悬挑雨棚主要受力杆件截面(mm)

经计算统计，采用无柱方案时，车站雨棚用钢量为75 kg/m2，采用有柱方案，该站雨棚用钢量为81 kg/m2(面积均采用屋面板投影面积)。

在(恒荷载+活荷载+风荷载)组合工况下，2种雨棚结构形式的柱底反力如表1所示。

表1 各工况雨棚柱底反力表

由表1可知，在同种工况下，无柱雨棚的柱底反力(主要为顺桥方向的弯矩，该反力对站台梁为侧向扭矩)明显小于单侧悬挑雨棚的柱底反力，采用无柱雨棚方案对高架桥及站台梁的影响较小。

成灌铁路一般为无配线高架站，线间距为4.4 m，不具备接触网线间立柱条件。若选用无柱雨棚，接触网吊柱可连接于线路上方的实腹式雨棚横梁上;选用单侧悬挑雨棚，则需在接触网吊柱悬挂处增设连梁。

高架站雨棚柱立于高架桥上，在桥梁结构施工时需提前预埋柱脚插筋、柱脚锚栓等预埋件。由于单侧悬挑雨棚的柱底反力远大于无柱雨棚方案，其柱脚插筋及锚栓等预埋件无论是规格还是数量均较大，高架站台梁内分布着较多的预应力筋、普通筋及构造筋，钢筋间距较小;如果再增加较多的雨棚柱脚预埋件，无疑给预埋施工从工艺及技术上均增加了较大难度。

综上所述，红光站在设计时选用无柱雨棚方案，用钢量较省，结构形式合理。

郫县西站为新建中间站，紧邻成都市郫县汽车客运中心，新建成都至都江堰铁路彭州支线在本站与成灌铁路接轨，自车站大里程端站后折返线直接引出。车站全高架布置，设单岛式站台1座450 m×12 m× 1.25 m，到发线4条(含正线)，并于车站大里程端设置折返线2条。站场布置如图4所示。

图4 郫县西站平面布置

车站线间距为5.0 m，具备接触网线间立柱条件，根据站场布置，结合建筑方案，雨棚设计前初选了实腹式有柱雨棚和无柱雨棚2种结构形式进行系统的分析比选。

通过以上2方案(如图5、图6所示)的比较分析，采用无柱雨棚方案时，站台上无雨棚立柱，视野开阔、一览无余，能最大限度地方便旅客在站台上的通行;采用有柱雨棚方案，虽然在站台上立有雨棚柱，但因站台较宽，雨棚柱立于站台中部两侧净宽仍然可达5.69 m，且雨棚柱间距多为10.9 m，间距较大，不会对旅客上下车时构成影响。

图5 郫县西站有柱雨棚主要受力杆件截面(mm)

采用无柱雨棚时主要受力杆件截面(梁、柱)尺寸较大，经计算统计，采用有柱方案时，雨棚用钢量为75 kg/m2，采用无柱雨棚方案时，雨棚用钢量为85 kg/m2(面积均采用屋面板投影面积)。

图6 郫县西站无柱雨棚主要受力杆件截面(mm)

在(恒荷载+活荷载+风荷载)组合工况下，2种雨棚结构形式的柱底反力如表2所示。

表2 各工况雨棚柱底反力表

由表2可知，在同种工况下，无柱雨棚柱底竖向反力明显小于有柱雨棚的柱底反力(主要是因为在荷载总量相当的情况下，无柱雨棚由2根柱子承受，而有柱雨棚由1根柱子承受);由于无柱雨棚跨度偏大，荷载集中在跨度中间，导致弯矩比有柱雨棚大很多(该反力对站台梁为侧向扭矩)，这就意味着有柱雨棚对高架桥的影响较小。若选用有柱雨棚方案，高架桥门式梁仅需29.5 m即可满足雨棚立柱支撑条件;若选用无柱雨棚方案，高架桥门式梁需35.5 m方能满足门式梁上雨棚立柱要求。选用有柱雨柱方案跨中雨棚支柱可以结合高架站台设置，而无柱雨棚方案跨中雨棚需在两榀门式梁间单独增设2道支撑雨棚立柱的横梁(高架桥门式梁间距32.7 m)，增加了高架桥的工程量。

采用无柱雨棚方案时，雨棚结构外围投影尺寸达33.25 m，现有的征地规划范围无法满足其要求，需扩大征地范围，车站位于生产生活较为发达的城镇，不仅增加了征地拆迁工作量，也对土地资源造成了极大的浪费。

综上所述，郫县西站选用有柱方案，用钢量较省，结构方案合理。

4 结束语

不同车站的雨棚选型受车站规模、站型布置、周围环境、城市规划、投资与施工周期等诸多因素的影响，如何统筹考虑并有效地分析这些因素，达到车站建筑与铁路站场设计密切融合、有机统一是对设计人员的一大挑战。而同一车站选择不同的雨棚结构形式，不仅影响立面造型、建筑效果、周围环境、工程投资、施工周期、交通组织，也制约着其他相关专业的设计，如高架桥，路基挡墙，地道天桥，接触网、动态显示屏等。设计时如何结合各个车站的具体情况统筹规划、系统分析选择合理雨棚结构形式，是设计整个过程中至关重要的一步，也是雨棚设计前必不可缺少的重要环节。

［1］GB 500017－2003钢结构设计规范［S］.GB 500017－2003 Code for Design of Steel Structures［S］.

［2］GB 50009－2012建筑结构荷载规范［S］.GB 50009－2012 Building structural Load Code［S］.

［3］GB 50011－2010建筑抗震设计规范［S］.GB 50011－2010 Code for Seismic Design of Buildings［S］.

［4］CECS 102－2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程［S］.CECS 102－2002 Technical specification for Steel Structure of Light－Weight Buildings with Gabled Frames［S］.

［5］李星荣.钢结构连接节点设计手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2004.LI Xingrong.Design Manual for Steel Structure Connection Node［M］.Beijing:China Building Industry Press，2004.

［6］《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2003.Editorial Board of Steel Structure Design ManualSteel Structure Design Manual［M］.Beijing:China Building Industry Press，2003.

［7］孙玉珍.现代钢管混凝土结构技术［M］.北京:中国建筑工业出版社，2004.SUN Yuzhen.Modern encased Structure Technology［M］.Beijing: China Building Industry Press，2004.

Structure Selection of Canopy of Small and Medium Elevated Railway Station Platform

LUO Jing
(China Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031，China)

Abstract：Appropriate type selection of platform canopy，which is indispensable to elevated station，can considerably influence the elevation molding，architectural effect，engineering investment and construction period of railway station.It is not only a crucial step in the design process but also an important process prior to the canopy design that how the designers choose reasonable canopy structure form according to the specific situation.In this paper，the type selection process of canopy of small and medium-sized elevated station along Chengdu-Dujiangyan Intercity Railway is introduced，the comprehensive type selection analysis on two typical kinds of canopies of the elevated station without affiliated track and single island type elevated station with affiliated track is conducted，the main stressed member section，steel consumption，the influence on viaduct，construction and overhead catenary system of canopies with various structural forms are compared and analyzed and the merits and demerits of various canopies are concluded.The station scale，station layout，surroundings，urban planning，investment，construction cycle and many other factors should be taken into full consideration in the structure selection of canopy.

Key words：small and medium railway stations;elevated station;platform canopy;structure selection