高效雨棚设计-线间立柱

2023-08-21 理论教育版权反馈

【摘要】：我国大型、特大型客站及高速铁路的雨棚大部分为线间立柱雨棚。基于对收集的高速铁路车站样本进行统计，线间立柱雨棚结构柱高最小值为8 m，最大值为26.3 m，平均高度为12.8 m；线间立柱雨棚为大跨结构，上部为钢结构屋盖体系，追求大空间，所以结构柱通常比站台柱雨棚的柱高要高一些。由于线间立柱雨棚利用大跨结构，将支撑雨棚的柱子设立在站台外、轨道间，形成覆盖整个站台通透的无柱空间。

线间立柱雨棚简称线间柱雨棚，俗称无站台柱雨棚（简称无柱雨棚），这种雨棚结构形式并不是没有雨棚柱，而是其结构柱设置在铁路股道之间，站台上不设置结构柱，故应称为线间柱雨棚，可为旅客提供更为开敞和舒适的候车与通过空间。例如北京站、北京南站、延安站、盐城站等车站都采用了线间立柱雨棚，如图4.21 所示。

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图4.21　线间立柱雨棚

线间立柱雨棚可以突出景观特点，设计新颖，造型别致，形成覆盖整个站台的通透的无柱空间。线间立柱雨棚与过去传统车站的站台立柱雨棚相比，站台上除了上下天桥地道的楼梯外没有一根柱子，可以最大限度给站台上的旅客留下活动空间，使旅客在站台上的通行和视线不受阻碍，给站台带来宽敞、通透的视觉美感。大跨度的雨棚解决了风雨对旅客、列车和站台的侵扰问题，同时无站台柱雨棚也使得车站的城市门户形象更为突出，给旅客以更深刻的印象。我国大型、特大型客站及高速铁路的雨棚大部分为线间立柱雨棚。

当然，线间立柱雨棚的造价比悬挑雨棚高。到底采用线间立柱还是站台立柱雨棚需要根据客站的等级、客运量的大小等因素综合考虑决定。

1）线侧式车站

我国大部分高速铁路采用线侧式站房、房侧式线间立柱雨棚。它是一个全开敞的窄长建筑，屋面会出现较大的负风压（吸力）；由于跨度大，通常还有较大的悬挑，风荷载体形系数大，风振效应明显，需对结构构件或体系进行调整。对于采用线侧式布局的中小型站房，由于站房体量相对较小且偏于一侧，相对来说线间立柱雨棚与站房的结合处理比较困难，与跨线天桥在高度上的配合较复杂。一般来说，应对跨线天桥上方的雨棚做局部处理，把雨棚局部抬高或逐步升起，避免出现为了完全覆盖天桥而将雨棚高度整体提升过高的情况。

相比之下，传统客站的有站台柱雨棚与跨线天桥之间一般来说只存在衔接问题，关系比较简单明了。而线间立柱雨棚由于采用全覆盖或半覆盖的大跨度结构，雨棚与跨线天桥之间的关系要复杂得多。

基于对收集的高速铁路车站样本进行统计，线间立柱雨棚结构柱高最小值为8 m，最大值为26.3 m，平均高度为12.8 m；线间立柱雨棚为大跨结构，上部为钢结构屋盖体系，追求大空间，所以结构柱通常比站台柱雨棚的柱高要高一些。这样的雨棚屋盖结构体系和增大的柱高都使得工程数量、工程造价不同程度地增加。

基于上述分析，对于中小型线侧式站房，应多选用传统的有站台柱雨棚结构，这样既可以简化设计和施工、节省工程用量，同时也可以满足中小型客站服务旅客上下车的空间要求。对于大型、特大型车站，应优先选用线间立柱雨棚。

2）高架车站

大型的客运枢纽站大多采用线上的跨线高架站站房、房翼式雨棚。主站房横跨在股道和雨棚之上，一般来说，这种站房形式对站棚一体化的处理比较容易，如上海虹桥站、武汉站、北京南站。石家庄站雨棚与高架站房的结合如图4.22 所示。

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图4.22　高架式车站雨棚与高架站房的结合（石家庄站）

（1）柱高

雨棚高度方面需要考虑列车通行以及与站房、天桥等高程和形体的协调，其高度达到十几米乃至二三十米。由于线间立柱雨棚利用大跨结构，将支撑雨棚的柱子设立在站台外、轨道间，形成覆盖整个站台通透的无柱空间。一般情况下，线间立柱雨棚结构的立柱较高，结构造型较复杂。除去柱顶端复杂结构部分，柱高主要集中于12 ～16 m。

（2）顺股跨度

目前，我国高速铁路线间立柱雨棚的顺股跨度集中分布在18 m、20 m、23 m 和24 m，说明雨棚结构的设计参数取值规律性强。钢管混凝土柱结构形式的雨棚柱设计的顺股跨度目前集中在22 ～24 m。而顺股跨度大于30 m 的样本大多采用钢结构柱。

（3）垂股跨度

雨棚垂直轨道方向的雨棚柱跨度为垂股跨度。由于受到站台布置的影响，故分布规律性较强。目前，我国高速铁路雨棚大多数样本对应的垂轨跨度集中于42 ～47 m，还有为数不多样本的垂轨跨度集中于20 ～22 m。目前采用钢管混凝土柱的样本较多，且垂轨跨度集中在42 ～50 m。垂股跨度短于40 m 的多采用钢结构柱；而垂股跨度长于50 m 的多采用钢管混凝土柱结构。

3）桥式车站

在城市轨道交通和城际铁路车站中，较多采用桥式车站，即轨道层和候车厅均建于桥上。目前高速铁路、客运专线的桥式车站中，当股道数量较多时，其雨棚采用线间立柱结构形式。

（1）雨棚结构高度与柱高

桥式站房的线间立柱雨棚结构高度变化范围较大，主要集中在10 ～20 m。因为雨棚结构高度的变化范围较大，雨棚柱的高度范围变化也较大，主要集中在6 ～16 m。由于轨道层在车站顶部，这使得雨棚贯穿站房顶部成为可能，如图4.16（c）、图4.23 所示。

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图4.23　桥式车站雨棚贯穿站房顶部（苏州北站）

（2）雨棚柱跨度

目前，我国铁路桥式车站雨棚柱的顺股道跨度主要为10.9 m 和32.7 m 两种布置方式。

雨棚柱垂直股道跨度为5 ～70 m，变化较大。其中采用较多的两种跨度为17 m 和30 m。雨棚柱垂直股道的跨度布置主要考虑车站到发线和站台的布置。由于站场规模不同，故变化范围较大。

（3）雨棚柱类型

目前，我国高速铁路、客运专线、城际铁路中，桥式车站的雨棚柱主要有钢柱、钢管混凝土柱、钢筋混凝土柱、钢管柱和钢筋混凝土柱相结合4 种类型。其中钢柱为桥式车站雨棚柱的主要类型，占数据样本总数的70%以上；其次为钢管混凝土柱，占数据样本总数的15%左右；其他类型柱的数据样本较少。

钢筋混凝土柱的工程用量相对较小，但采用这种结构形式的例子并不多。与其他结构形式比较，钢筋混凝土结构柱在用于大跨度结构时优势不明显；钢管混凝土结构在承载力等方面优势明显，但其施工复杂，应用这种形式的样本也较少；钢结构柱相对于钢管混凝土结构柱自重小、承载力强，大部分桥式雨棚柱结构大量选用这种结构形式。

4）形式与尺寸举例

客运站的雨棚应与站台等长，站台地道出入口处应设雨棚。雨棚的宽度应与站台的宽度相适应，且不应小于中间站台的宽度。

影响雨棚形式和尺寸的主要因素是股道和站台的布置及数量，以及站房、地道的位置。股道和站台的布置及数量影响雨棚的横向跨度，如站房和地道与雨棚柱结合，将直接影响雨棚的纵向跨度。作为案例，图4.24 至图4.26 给出了几种主要的线间立柱雨棚的结构形式与相应尺寸。

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图4.24　雨棚与站房分离

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图4.25　雨棚与站房结合

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图4.26　北京南站线间立柱雨棚（单位：m）

高效雨棚设计-线间立柱

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