高速铁路房侧式雨棚结构统计

2023-08-21 理论教育版权反馈

【摘要】：对我国近些年建成的高速铁路房侧式雨棚进行统计，若采用钢桁架结构体系，顺股跨度比普通铁路大，一般均大于14 m，目前主要跨度有14.4 m 和15 m 两种；钢箱梁结构体系雨棚较少，且顺股跨度主要为13.5 m；型钢梁是雨棚采用较多的结构形式，其顺股跨度较小，为12 m 左右，通常在小跨度布置的情况下选用型钢梁的结构形式。其长度根据悬挑方向、雨棚柱数量、站台宽度等因素确定。

站台立柱雨棚亦称悬挑雨棚，过去常称为有柱雨棚。该种雨棚一般在站台上设置一排或两排立柱来支撑雨棚，如图4.17、图4.18 所示。雨棚宽度为站台宽度，高度也尽量低些，满足铁路限界要求即可，一般在4.55 m 左右，完全是为旅客上下车遮雨而设置，属于功能型雨棚。中小型车站一般采用该种站台立柱雨棚。

我国铁路大部分采用线侧式站房、房侧式雨棚。我国铁路车站雨棚大部分为该种雨棚。

1）按悬挑方向

根据功能与结构的不同，站台立柱雨棚可以只向一个方向悬挑，也可以向双侧悬挑，前者称为单侧悬挑雨棚，后者称为双侧悬挑雨棚。

（1）单侧悬挑雨棚

单侧悬挑雨棚向左或向右单侧悬挑，如图4.19（a）、（b）所示。

单侧悬挑结构简单，单榀雨棚的造价低，但因为雨棚向单侧悬挑，雨棚左、右侧受力不均，雨棚柱承受的弯矩较大。故这类雨棚适合于股道数量少的车站，或者设在站场两侧的侧式站台上。

（2）双侧悬挑雨棚

双侧悬挑雨棚既向左也向右悬挑，如图4.19（c）、（d）所示。

相比于单侧悬挑雨棚，双侧悬挑结构单榀雨棚的造价较高，但因为雨棚向双侧悬挑，雨棚左、右侧受力比较均匀，雨棚柱承受的弯矩较小。故这类雨棚适合于股道数量较多的车站，或者设在站场中间的岛式站台上。

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图4.19　悬挑雨棚

2）按有无雨棚拉杆

根据雨棚上方是否设置斜向拉杆，雨棚又分为无拉杆雨棚和有拉杆雨棚。

（1）无拉杆雨棚

当雨棚悬挑长度不太长且雨棚结构刚度较大时，雨棚上方可不设拉杆结构，如图4.19（a）、（c）及图4.20（a）、（b）、（e）、（f）所示。目前，钢筋混凝土结构雨棚大多采用这种无拉杆雨棚，如图4.18 所示。

（2）有拉杆雨棚

当雨棚悬挑长度较长且雨棚结构刚度不大时，为了增强雨棚悬挑部分的抗弯性能，可在雨棚悬挑部分的中部设置斜拉杆，斜拉杆的另一端固定在立柱上方，这种雨棚称为有拉杆雨棚，如图4.19（b）、（d）所示。目前，钢结构雨棚大多采用这种有拉杆雨棚，如图4.19（b）、（d）及图4.20（c）、（d）、（g）、（h）所示。

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图4.20　雨棚计算模型

3）檩条结构

檩条在雨棚屋面之下，既承受雨棚屋面的荷载，又将荷载传递到雨棚立柱，如图4.18 所示。檩条结构既要有足够的强度和刚度，又要考虑经济因素及美观因素。目前，铁路雨棚檩条广泛采用钢结构。

钢结构檩条又可分为实腹、平面桁架等形式。与前述的单侧、双侧、有拉杆、无拉杆组合后，共有8 种计算模型，如图4.20 所示。

实腹檩条采用实腹钢板制作，如图4.20（a）、（c）、（e）、（g）所示，平面桁架如图4.20（b）、（d）、（f）、（h）所示。

此外，雨棚檩条还采用型钢、箱梁、空间桁架等结构形式。

在结构尺寸确定及优化方面，一般先确定雨棚的跨度、悬挑长度、柱高的参数；再初选主梁和檩条截面，由于檩条自重很大，其对主梁的截面选择影响较大，所以先通过应力应变验算来优化檩条截面；待檩条截面确定好之后，再验算主梁截面，要求同时满足强度和刚度要求。

4）站台柱

站台柱也称为雨棚柱，一般设于站台之上，其作用是支撑上部雨棚并将受力传到站台或路基。

（1）柱身材质

雨棚柱一般采用钢筋混凝土、型钢、钢管、钢管混凝土等材料制成。

随着社会的发展、混凝土结构的普及，钢筋混凝土结构雨棚已被普遍采用。其结构形式又分为装配式、现浇整体式两种，大多采用现浇钢筋混凝土梁、柱，上面铺设大型预应力钢筋混凝土屋面板，如旧天津西站、临沂车站，或铺设钢筋混凝土V 形折板，如廊坊站。钢筋混凝土悬挑雨棚如图4.18 所示。

目前也有一些客站采用钢管混凝土等新型雨棚柱。

（2）柱高

一般情况下，通行消防车的站台雨棚悬挂物下缘至站台面的高度不应小于4.00 m，因此柱高不低于4.0 m。

对我国近些年建成的高速铁路房侧式站台柱雨棚进行统计，发现雨棚结构柱高最小值为4.6 m，最大值为16.8 m，平均高度为9 m。

站台柱的柱高主要集中在4.5 ～7 m 和13 ～14.5 m 两个范围。通常，第一种范围的站台柱高度较低，满足功能、空间等要求的情况下可选用；而第二种范围的站台柱由于上部大部分为钢索斜拉结构，可满足较高空间的要求。

（3）顺股跨度

顺股跨度实际上是顺股柱距，是指沿着列车运行方向的站台柱网的间距。

①普通铁路。单柱悬臂钢梁结构具有美观、经济等优点，在中小型站台雨棚和轻轨车站设计中应用较广。其顺股跨度为9.0 ～18 m，以12 m 比较常见。

对于单柱悬臂雨棚结构，通常采用圆钢管混凝土柱、焊接H 型钢梁主梁。当悬挑距离较大（如大于10 m）而梁高又受到限制时，可以在柱顶设置钢拉杆以减小主梁弯矩。

②高速铁路。对我国近些年建成的高速铁路房侧式雨棚进行统计，若采用钢桁架结构体系，顺股跨度比普通铁路大，一般均大于14 m，目前主要跨度有14.4 m 和15 m 两种；钢箱梁结构体系雨棚较少，且顺股跨度主要为13.5 m；型钢梁是雨棚采用较多的结构形式，其顺股跨度较小，为12 m 左右，通常在小跨度布置的情况下选用型钢梁的结构形式。

5）悬挑长度

悬挑长度是指雨棚最外侧边缘至站台柱中心的横向长度。其长度根据悬挑方向、雨棚柱数量、站台宽度等因素确定。

（1）普通铁路

我国中小型铁路车站大多采用单柱悬臂钢梁结构雨棚，主梁悬挑长度为8.5 ～12 m。

（2）高速铁路

我国高速铁路车站雨棚若采用钢桁架结构体系，则悬挑长度大多选用12 m；采用钢箱梁结构时，悬挑长度大多为11 m；采用型钢梁结构时，悬挑长度大部分为8 ～14 m。

6）雨棚长度

雨棚的纵向长度与站台长度相同。若是高架站房，雨棚长度还需减去其中的站房顺股长度，如图4.16（b）所示。

站台雨棚的纵向长度一般达400 ～500 m，属超长结构，温度变化将在结构中引起较大的内力和变形。通常，沿横向（垂直轨道方向）设置温度缝将雨棚结构分为3 个温度区段。设置温度缝后的最大纵向温度区段长度一般为130 ～150 m。