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3/8/2023新型结构设计关键技术周德良创新主题培训目录“桥建合一”新型站台层结构2太原南站“伞”状屋盖结构121“桥建合一”新型站台层结构3(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识1.1郑州东站轨道层桥梁结构设计关键技术1.21.1(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识41.1.1设计使用年限和设计基准期

铁路桥梁结构的设计基准期和设计使用年限均为100年。1.1(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识51.1.2铁路桥梁荷载荷载分类荷载名称荷载分类荷载名称主力恒载结构自重附加力制动力或牵引力预加力风力混凝土收缩徐变流水压力土压力冰压力静水压力及水浮力温度作用基础变位冻胀力活载列车竖向静活载特殊荷载列车脱轨荷载公路活载船筏撞击力列车竖向动力作用汽车撞击力长钢轨纵向水平力(伸缩力和挠曲力)施工荷载离心力地震力横向摇摆力断轨力活载土压力人行道荷载1.1(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识61.1.3钢筋混凝土桥梁结构设计

设计方法：容许应力法

容许应力法中的几个应力指标(1)混凝土轴心抗压和抗拉极限强度和与《砼规》中和的关系如下：1.1(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识71.1.3钢筋混凝土桥梁结构设计

容许应力法中的几个应力指标(2)混凝土和钢筋的容许应力如表1.2、表1.3所示序号应力种类符号容许应力1中心受压

2弯曲受压和偏心受压

3有箍筋和斜筋时的主拉应力

4无箍筋和斜筋时的主拉应力

5梁中全部由混凝土承担的主拉应力

6纯剪应力

7钢筋与混凝土之间的粘结力

表1.2混凝土的容许应力1.1(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识81.1.3钢筋混凝土桥梁结构设计

容许应力法中的几个应力指标序号钢筋荷载工况容许应力（MPa）1Q235主力1302Q235主力+附加力1603HRB335主力(母材及纵向加工的闪光对焊)1804HRB335主力+附加力(纵向加工的闪光对焊)2305HRB335主力(未经纵向加工的闪光对焊)140~1806HRB335主力+附加力(未经纵向加工的闪光对焊)182~2307Q235架桥机架梁时的应力1768HRB335架桥机架梁时的应力253表1.3钢筋的允许应力1.1(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识91.1.3钢筋混凝土桥梁结构设计

容许应力法中的几个应力指标(3)计算强度时，不考虑混凝土受拉(主拉应力检算除外)。(4)计算变形时，刚度取0.8EI，计算静定结构的I时，不计混凝土受拉区、计入钢筋；超静定结构，计全截面混凝土，但不计钢筋。1.1(预应力)钢筋混凝土铁路桥梁结构设计背景知识101.1.4预应力混凝土桥梁结构设计

预应力混凝土桥梁采用综合的单一安全系数进行强度检算，相关的安全系数如表1.4所示表1.4现场施工的预应力混凝土结构采用设计安全系数安全系数类别符号安全系数主力主+附安装荷载强度安全系数纵向钢筋达到抗拉计算强度、受压混凝土达到抗压极限强度K2.21.981.8非预应力箍筋达到计算强度K11.981.761.5混凝土主拉应力达到抗拉极限强度K22.21.981.8抗裂安全系数Kf1.21.21.21.1(预应力力)钢筋混凝土土铁路桥梁结构构设计背景知识识111.1.4预预应力混凝土桥桥梁结构设计应检算各阶段的的抗裂性、应力力、裂缝宽度和和变形。预应力度，，，，其中：为运营荷载(不不包括预加力)引起的构件控控制截面受拉边边缘的应力；为由有效预加力力引起的构件构构件控制截面受受拉边缘的预压压应力。1.1(预应力力)钢筋混凝土土铁路桥梁结构构设计背景知识识121.1.4预预应力混凝土桥桥梁结构设计刚度要求见表1.5表1.5桥梁梁变形主要限值值序号变形限值1列车竖向静活载+0.5温度作用、0.63列车竖向静活载+温度作用L／18002列车竖向静活载相邻梁端竖向转角之和、梁端竖向转角0.004、0.002rad3列车横向摇摆力、离心力、风力和温度作用下梁水平挠度L／40004列车ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度作用下墩顶横向水平位移引起的梁端水平折角0.0011.1(预应力力)钢筋混凝土土铁路桥梁结构构设计背景知识识131.1.5高高铁桥梁应按实实际运营客车通通过时的车桥耦耦合动力响应分分析，确定以下下参数是否满足足要求：(1)脱轨系数数；(2)轮重竖向向减载率；(3)车体横向向、竖向振动加加速度；(4)桥面板竖竖向振动舒适度度等参数。1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术141.2.1郑州州东站概述铁路郑州东站为为国内铁路枢纽纽站房，由主站站房和站台雨棚棚组成，总建筑筑面积为40万万m2，其建筑筑立面和鸟瞰图图分别见图1.1、图1.2。图1.1郑州州东站正立面(西侧)图1.2郑州州东站鸟瞰图1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术151.2.1郑州州东站概述主站房为地上3层(有商业夹夹层处为4层)(1)首层为出出站通道、售票票厅、设备和商商业用房以及停停车场，为地面面层。地面标高高为±0.000m，顶面面标高为10.250m，层层高为10.25m，在线侧侧(注：线侧是是指站房平面中中除轨道和站台台平面以外的区区域)局部区域域设置小夹层，，其楼面标高为为5.000m，主要为办公公用房。(2)二层为站站台层，由线路路、站台和线侧侧的基本站台、、候车厅组成，，楼面标高为10.250m。其顶面标高高为20.250，层高为10.0m。(3)三层为侯侯车厅层，楼面面标高为20.25m,其屋屋面标高为44.250～52.050m。(4)四层为商商业夹层，平面面呈U形，夹层层楼面标高为30.450m。1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术161.2.1郑州州东站概述站房中高架层最最大平面尺寸：：顺轨方向为239.8m，，垂直于轨道方方向为490.7m。主站房中有国铁铁和地铁结构，，地铁结构位于于国铁出站层以以下，沿垂直于于国铁轨道方向向布置。地铁与与站房结构和国国铁结构完全脱脱开，见图1.3。图1.3郑州东东站顺轨方向剖剖面1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术171.2.1郑州州东站概述基础采用钻孔灌灌注后压浆桩，，桥梁结构的桩桩径为1000mm和1200mm，线侧侧站房结构的桩桩径则为800mm和1000mm。主站房主体结构构采用双向框架架结构(包括站站台层的国铁桥桥梁结构)，为为全高架桥建合合一站房结构(无地下室)，，站房的抗震设设防烈度为7度度，设计基本加加速度为0.15g，设计分分组为第一组，，建筑场地类别别为Ⅲ类，抗震震设防类别为乙乙类建筑。1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术181.2.2“桥桥建合一”站台台层(桥梁)结结构设计——结结构布置特点为减小桥梁的结结构高度和桥墩墩(柱)的截面面尺寸，增加出出站层的净空高高度和使用面积积，主站房中站站台层以上站房房的结构柱在站站场范围内与站站台层柱重合，，且站台层采用用双向刚接框架架结构(空间结结构)，形成““桥建合一”的的站房结构。框框架式桥梁结构构与一般桥梁结结构的主要区别别如下：1)“桥建合一一”站台层桥梁梁结构为空间(三维)结构；；而一般的桥梁梁结构为平面(二维)结构(桥墩+桥梁)，一般桥梁结结构设计的重点点是大跨度、桥桥梁长度和桥梁梁施工，形象地地说，桥梁结构构是水平放置的的“两维杆件””。(1)一般桥梁梁结构对于横桥桥向的相互作用用考虑不多，主主要侧重于跨度度方向(顺轨方方向)的荷载与与作用。(2)“桥建合合一”结构跨度度不大，需考虑虑垂直轨道方向向荷载的相互作作用。2)铁路桥梁规规范和建筑结构构适用规范差别别很大，见前面面的介绍。1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术191.2.2.““桥建合一”站站台层(桥梁)结构设计———设计难点合理的结构选型型，确保结构受受力直接、合理理，在确保安全全的前提下，满满足使用功能对对结构尺寸和刚刚度的要求；具有良好的经济济技术指标；结构的分析设计计既要符合建筑筑结构的规范要要求；同时要符符合铁路桥梁规规范的要求；结构的抗震设计计。1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术201.2.2.2控制站台结构构垂直轨道方向向变形的方法作为在两个方向向均为超长无缝缝的框架桥梁结结构，见图1.4。温度作用用产生的结构变变形较大，需减减小该方面无缝缝结构单元的长长度；根据结构构抗震要求，结结构在该方向应应有足够刚度和和较大的平面尺尺寸，控制地震震作用下结构的的侧向变形。根根据计算结果和和桥梁规范关于于侧向变形的要要求，并结合站站场布置，在垂垂直轨道方向设设置防震缝，将将站台层分为五五个结构结构单单元，见图1.4。图1.4站场场结构平面布置置图1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术211.2.2.2控制站台结构构垂直轨道方向向变形的方法(1)轴C～E区域，平面尺尺寸54m×235.9m；；(2)轴F～～H区域，平面面尺寸49.65m×235.9m；(3)轴J～M区域，平面尺尺寸71.15m×235.9m；(4)轴N～Q区域，平面尺尺寸54.8m×235.9m；(5)轴S～V区域，平面尺尺寸70.5m×235.9m。图1.5站场场双向框架桥梁梁结构布置典型型单元即在垂直于轨道道方向，基本上上2跨或3跨为为1个结构单元元，而在顺轨方方向，轴15～～22为一个结结构单元。站房房范围内顺轨方方向柱距为19.1m+20m+24m+30m+24m+20m+19.1m，，而垂直于轨道道方向柱距为14.8m～22m，其平面面布置图和典型型结构单元分别别如图1.4、、1.5所示。。1.2郑州东站轨道层层桥梁结构设计计关键技术221.2.2.3站台台层桥桥梁结结构体体系1)结结构选选型在大型型站房房类似似的““桥建建合一一“站站台层层结构构中，，采用用双向向框架架结构构的结结构体体系时时，采采用钢钢管混混凝土土柱+钢骨骨梁结结构较较多，，该结结构的的优缺缺点如如下：：优点：：(1)与与上部部钢结结构连连接简简单(上部部钢结结构一一般采采用钢钢管混混凝土土柱+钢桁桁架结结构)(2)钢骨骨梁承承载力力高、、抗震震性能能好。。缺点：：(1)钢钢骨梁梁截面面尺寸寸较大大，对对出站站层净净空影影响较较大；；(2)工程程造价价较高高、钢钢骨梁梁施工工难度度较大大。1.2郑州东东站轨轨道层层桥梁梁结构构设计计关键键技术术231.2.2.3站台台层桥桥梁结结构体体系在郑州州东站站站台台层结结构设设计时时，经经过多多轮结结构方方案比比较，，结合合站台台建筑筑布置置特点点，最最终采采用““钢骨骨混凝凝土柱柱＋双双向预预应力力混凝凝土箱箱型框框架梁梁+现现浇混混凝土土板””结构构体系系，系系“桥桥建合合一””站房房中首首次采采用，，该结结构体体系有有以下下特点点：(1)钢骨骨混凝凝土柱柱与双双向预预应力力混凝凝土箱箱型框框架梁梁的梁梁柱节节点为为类似似井式式双梁梁节点点的新新型节节点，，见图图1.6、、1.7。。箱型型截面面框架架梁截截面均均为3.1m××2.0m，其其中：：两个个肋梁梁截面面均为为0.8m×2.0m，，中间间空腔腔宽度度为1.5m，，与上上部柱柱截面面同宽宽，上上下翼翼缘板板厚分分别为为0.5m和0.4m，，见图图1.8、、1.9。。肋梁梁中的的纵筋筋(包包括预预应力力筋和和非预预应力力筋)不穿穿越柱柱中钢钢骨，，方便便施工工，确确保梁梁柱节节点的的施工工质量量。1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术24图1.6梁梁柱节点点钢筋布置置图1.7梁梁柱节点点模型图1.8箱箱梁截面面图1.9箱箱梁施工工照片1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术251.2.2.3站台台层桥梁结结构体系(2)顺轨轨向柱距为为20m、、24m和和30m，，垂直轨道道方向柱距距为21.5m，双双向框架梁梁截面均为为3.1m×2.0m(肋梁梁截面为0.8m××2.0m)，梁下下净空高度度(即出站站层净空高高度)为6.1m，，有效地提提高了出站站厅层的净净空，达到到预期目的的。(3)在距距柱边3m的范围内内的框架梁梁采用截面面为3.1m×2.0m矩形形梁，以提提高框架梁梁在梁端区区域的抗剪剪能力，梁梁柱节点具具有良好的的抗震性能能。其余部部位采用箱箱型框架梁梁，箱型梁梁自重较轻轻，具有良良好的抗弯弯、抗剪和和抗扭能力力。(4)利用用桥梁结构构布置特点点，沿轨道道边设置上上翻的预应应力混凝土土次梁L2(兼起挡挡渣作用)，梁截面面为0.8m×3.5m,如如图1.10、1.11所示示。L2将将站台荷载载及部分桥桥梁荷载直直接传至跨跨度相对较较小的垂直直于轨道方方向的框架架梁上，减减小跨度较较大的顺轨轨向框架梁梁所承担的的竖向荷载载，使双向向框架梁具具有相同的的梁高，这这是减小站站台层梁高高至关重要要的一点。。1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术261.2.2.3站台台层桥梁结结构体系(5)柱截截面大部分分为2.3m×2.3m，而而框架梁梁梁宽为3.1m，为为确保梁端端剪力传递递的直接性性，在梁底底设置柱帽帽，柱帽宽宽度同梁宽宽，见图1.12、、1.13。(6)站台台采用普通通混凝土梁梁板结构，，混凝土梁梁支承于梁梁L2上，，如图1.10、1.11所所示。次梁梁数量少、、且在站台台采用一层层梁板结构构，较大地地减小结构构自重，不不仅降低了了站场结构构本身的造造价；而且且也降低了了基础造价价。图1.10.结构构布置轴测测图1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术27图1.11垂直于于轨道方向向结构布置置图图1.12方形钢钢骨柱截面面图1.13柱帽施施工照片1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术281.2.2.3站台台层桥梁结结构体系(7)作为为桥建合一一结构，站站场层上部部的高架层层采用“钢钢管混凝土土柱＋钢桁桁架结构””，为了方方便上、下下层柱连接接和内力的的传递，站站场层的框框架柱采用用钢骨混凝凝土柱，截截面尺寸为为2.3m×2.3m或φ2.5m，，减小了柱柱在出站层层中所占的的空间。(8)站台台层结构除除了框架梁梁和顺轨次次梁L2采采用预应力力梁外，其其余均为普普通钢筋混混凝土结构构。有利于于加快施工工进度。(9)站台台采用现浇浇混凝土梁梁板结构，，站台层在在垂直于轨轨道方向楼楼盖整体刚刚度较好，，有利于水水平力的传传递。(10)与与钢骨梁比比，预应力力混凝土梁梁可以减小小裂缝宽度度，提供结结构的耐久久性；预应应力梁具有有较好的抗抗疲劳性能能。1.2郑州东站站轨道层层桥梁结结构设计计关键技技术291.2.2.3站台层层桥梁结结构体系系建成后的的站台层层框架局局部见图图1.14、图图1.15图1.14桥梁梁结构与与高架层层柱连接接照片图1.15站站台层框框架结构构照片1.2郑州东站站轨道层层桥梁结结构设计计关键技技术301.2.2.4设计计中的关关键技术术预应力框框架梁抗抗疲劳性性能和抗抗震性能能1)存在在的问题题(1)按按照铁路路桥梁规规范的要要求，对对于铁路路预应力力砼梁，，由于承承受较大大的疲劳劳荷载作作用，为为保证梁梁的抗疲疲劳性能能，预应应力度。。(2)预预应力筋筋采用fptk=1860MPa低松弛钢钢绞线，，在运营营荷载作作用下，，预应力力筋最大大应力0.6fptk，且钢绞绞线应力力幅值<140MPa，以以满足疲疲劳强度度的要求求。(3)根根据建筑筑抗震设设计规范范，站台台层框架架梁抗震震等级一一级，要要求预应应力度，，以满满足框架架梁塑性性铰的要要求。1.2郑州东站站轨道层层桥梁结结构设计计关键技技术311.2.2.4设计计中的关关键技术术预应力框框架梁抗抗疲劳性性能和抗抗震性能能2)解决决方法(1)梁梁中预应应力钢筋筋的布置置按照预预应力度度控控制制；(2)提提高站台台层框架架结构的的抗震性性能，进进行抗震震性能化化设计，，在罕遇遇地震作作用下，，框架柱柱基本弹弹性、框框架梁正正截面抗抗弯不屈屈服、抗抗剪弹性性。1.2郑州东站站轨道层层桥梁结结构设计计关键技技术321.2.2.4设计计中的关关键技术术钢骨柱设设计与检检算1)存在在的问题题在普通桥桥梁结构构中，一一般不采采用钢骨骨桥墩，，规范中中也无按按允许应应力法进进行强度度检算的的公式。。而作为为预应力力砼梁+钢骨柱柱桥梁结结构，是是一种新新型桥梁梁结构，，整体结结构构件件的分析析与设计计应配套套。砼梁梁结构采采用允许许应力法法设计，，那么钢钢骨柱也也应采用用允许应应力法检检算。2)解决决方法参照日本本建筑学学会的““钢骨钢钢筋混凝凝土结构构计算标标准”，，推导出出相应的的双向压压弯构件件的允许许应力法法计算公公式。1.2郑州东站站轨道层层桥梁结结构设计计关键技技术331.2.2.4设计计中的关关键技术术铁路桥梁梁结构抗抗震设计计1)一般般桥梁结结构抗震震设计验验算内容容由于结构构体系差差异较大大，与建建筑结构构相比，，一般桥桥梁抗震震计算内内容与方方法与建建筑结构构的抗震震计算存存在较大大差异。。桥梁抗震震设计验验算内容容如表1.6所所示结构形式多遇地震设计地震罕遇地震重要桥梁墩身及基础：强度、偏心及稳定性验算连接构造钢筋混凝土桥墩：按非线性时程反应分析法进行下部结构延性验算或最大位移验算表1.6桥梁抗抗震设计计验算内内容1.2郑州东站站轨道层层桥梁结结构设计计关键技技术341.2.2.4设计中中的关键技术术铁路桥梁结构构抗震设计2)铁路桥梁梁抗震动参数数工程抗震设计计规范中关于于水平地震基基本加速度取取值、场地类类别、特征周周期等取值与与《抗规》一一致。对于重要桥梁梁，在桥墩抗抗震设计中，，多遇地震的的水平基本加加速度乘以1.4的重要要性系数。3)重要铁路路桥梁桥墩的的多遇水平地地震作用按振型分解反反应谱法进行行多遇地震作作用下的地震震内力计算，，并作为建筑筑的底层结构构，按一级框框架进行地震震内力调整外外，按桥梁规规范的要求，，将地震内力力乘以重要性性系数1.4。4)桥建合一一站台层桥梁梁结构抗震计计算进行结构抗震震性能化设计计，重点为罕罕遇地震作用用下的弹塑性性时程分析。。1.2郑州东站轨道道层桥梁结构构设计关键技技术351.2.2.4设计中中的关键技术术列车动荷载对对结构的动态态影响、尤其其是不同股道道之间列车动动荷载对结构构的动态影响响通过在运营过过程中的梁截截面应变检测测加以研究，，见后面介绍绍。1.2郑州东站轨道道层桥梁结构构设计关键技技术361.2.3郑郑州东站站台台层桥梁结构构荷载及组合合荷载桥梁结构的设设计基准期和和设计使用年年限均为100年，站台台层铁路桥梁梁结构荷载及及组合按铁路路桥梁相关规规范确定。主主要荷载如下下：(1)恒载载(主力)：：结构自重及附附加设备重；；混凝土收缩缩与徐变作用用；基础变位位作用；预应应力荷载。混凝土收缩与与徐变作用，，鉴于结构设设置施工后浇浇带，按分段段灌注考虑，，相当于降温温10℃；基基础变位根据据桩基变形情情况，按5mm计。(2)活载载(主力)：竖向静活载载(机车车辆辆的设计活载载)；列车竖竖向动力作用用；长钢轨纵纵向水平力；；横向摇摆力力；站台层人人群荷载。竖向静活载：：采用ZK活活载，到发线线的每个车场场最多考虑一一对列车进站站、出站，即即每个车场考考虑两线动载载，其余按照照有无静活载载作用进行最最不利荷载组组合。1.2郑州东站轨道道层桥梁结构构设计关键技技术371.2.3郑郑州东站站台台层桥梁结构构荷载及组合合荷载伸缩力：纵向阻力取取70N/cm；挠曲力力：轨面无载载时，纵向阻阻力取70N/cm；轨轨面有载时，，机车下纵向向阻力取110N/cm。横向摇摆力取取为100kN，作为一一个集中荷载载取最不利位位置，以水平平方向垂直线线路中心线作作用于钢轨顶顶面。站台层人群荷荷载5kN/m2，(基基本站台则按按消防车荷载载考虑)。(3)附加加力：制动力或牵牵引力；风荷荷载；温度作作用。制动力或牵引引力：按列车车竖向静荷载载的10%计计。风荷载：考虑虑列车运行风风荷载对桥梁梁结构的影响响。温度作用：郑郑州地区一月月份平均气温温为-2℃，，七月份平均均气温26℃℃，考虑合拢拢温度为10℃～22℃℃，整体升降降温分别为＋＋20℃和－－24℃，由由于结构基本本处于室内环环境，不均匀匀温度不予考考虑。(4)特殊殊荷载：地震作用；；长钢轨断轨轨力(110N/cm)；消防荷荷载：按基本本站台采用。。1.2郑州东站轨道道层桥梁结构构设计关键技技术381.2.3郑郑州东站站台台层桥梁结构构荷载及组合合荷载组合荷载组合中荷荷载工况如右右表所示。恒载(1)结构自重、预应力、收缩徐变(2)基础变位活载(3)ZK双线活载(静)(4)ZK双线活载(动)(5)人群荷载(6)横向摇摆力(7)长钢轨伸缩力(8)长钢轨挠曲力附加力(9)风力(10)整体升温(11)整体降温(12)制动力或牵引力特殊荷载(13)地震作用(14)长钢轨断轨力(15)消防车荷载组合按桥桥梁规范执行行，采用桥上上无缝线路纵纵向力组合原原则：（1）同一根根钢轨的伸缩缩力、挠曲力力、断轨力相相互独立，不不作叠加；（2）伸缩力力、挠曲力、、断轨力不与与同线的离心心力、牵引力力或制动力等等组合。（3）伸缩力力、挠曲力按按主力考虑，，断轨力按特特殊荷载考虑虑。设计控制工况况为：恒+动动活载+人群群+降温。1.2郑州东站轨道道层桥梁结构构设计关键技技术391.2.4站台层位位移计算结结果注：表1.9所示为为位移包络络值最大竖向挠度(mm)最大竖向挠跨比最大水平挠度(mm)最大水平挠跨比L=24mL=30mL=24mL=30mL=24mL=30mL=24mL=30m计算值10.316.21／23301／18521.82.41／133331/12500规范限值13.3201／18001／150067.51／40001/4000表1.9站站台层桥梁梁结构主要要计算结果果柱顶顺桥向向最大弹性性水平位移移为14mm＜27.4mm(规范限限值)，计计算结果均均满足桥规规的要求。。1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术401.2.5结构抗震震设计主站房在多多遇地震作作用下进行行抗震计算算时，站台台层以上的的站房结构构按建筑抗抗震设计规规范的要求求采用7度度(0.15g)进进行计算；；鉴于站台台层桥梁结结构为桥建建合一站房房中的桥梁梁结构，将将其作为重重要桥梁结结构加以考考虑，根据据桥梁抗震震规范的规规定，在多多遇地震作作用下，地地震作用乘乘以重要性性系数1.4，相当当于加大了了结构的地地震作用，，站台层桥桥梁结构按按铁路桥梁梁规范进行行抗震设计计与计算。。由于主站房房结构中站站台层以上上基本为钢钢结构，阻阻尼比为0.02；；站台层结结构主要为为预应力混混凝土结构构，阻尼比比为0.03。抗震震计算时按按楼层结构构类型分别别选用不同同的阻尼比比。振型分解反反应谱法抗抗震计算(多遇地震震)1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术411.2.5结构抗震震设计主站房在多多遇地震作作用下的计计算结果见见表1.10和表1.11，，其中顺轨轨向为X方方向，垂直直于轨道方方向为Y方方向。主站房多遇遇地震作用用下计算结结果楼层最大弹性层间位移角最大位移与层平均位移比最大值最大层间位移与平均层间位移比最大值站台层(标高10.250米)X方向1/76001.131.31Y方向1/73501.351.12高架层(标高20.250米)X方向1/24501.311.37Y方向1/24051.151.35屋面X方向1/4821.261.32Y方向1/4431.341.25表1.10地震作用用下主站房房侧向变形形1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术421.2.5结构抗震震设计主站房多遇遇地震作用用下计算结结果表1.11主站房房基底剪力力系数(即即剪重比)剪力重力荷载代表值剪力系数基底处X方向272815kN6499894kN0.042Y方向316775kN6499894kN0.0491.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术431.2.5结构抗震震设计1.结构抗抗震性能目目标站台层结构构抗震性能能化设计及及罕遇地震震作用下弹弹塑性时程程分析结果果综合考虑站站房结构的的重要性、、结构布置置的规则性性和结构承承载力，站站房整体结结构抗震性性能目标确确定为“C”，站台台层结构的的性能目标标高于“B”，处于于A～B之之间。在罕罕遇地震作作用下，站站台层结构构满足以下下性能：(1)柱构构件：站台台层以下钢钢筋混凝土土柱及钢骨骨混凝土柱柱基本保持持弹性。(2)框架架梁正截面面承载力不不屈服，但但截面大部部分处于弹弹性状态、、抗剪弹性性。1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术441.2.5结构抗震震设计2.弹塑性性时程分析析主要结果果站台层结构构抗震性能能化设计及及罕遇地震震作用下弹弹塑性时程程分析结果果根据中国地地震局地球球物理勘探探中心与郑郑州基础工工程勘察研研究院提供供的《郑州州东站站房房工程场地地地震安全全性评价工工作报告》》，采用ANSYS12.0对郑州东东站结构进进行弹塑性性时程分析析。在分析析中考虑材材料非线性性和几何非非线性，混混凝土采用用弹塑性多多线性等向向强化模型型；钢材采采用双线性性随动强化化模型。分分析结论如如下：(1)结构构整体指标标满足设计计要求。结结构整体上上保持完整整，无过大大位移响应应，最大层层间位移角角(最大为为1／122，位于于屋盖层的的顺轨方向向)，满足足性能目标标C的要求求(1／62.5)。(2)站台台层及以下下的钢筋混混凝土梁未未发生屈服服。站房中中所有结构构柱，均未未出现塑性性铰，站台台层结构柱柱基本为弹弹性。少量量发生屈服服的柱，均均只是边缘缘材料屈服服，整个截截面大部分分材料并未未屈服，其其截面仍具具有足够的的强度和刚刚度，不会会形成塑性性铰。1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术451.2.6站台层楼楼盖竖向舒舒适度竖向舒适度度采用采用用ISO2631-1:1997/ISO2631-2:2003中的竖竖向加速度度峰值评价价法，相关关的评价指指标和结果果如下：根据ISO2631-1:1997/ISO2631-2:2003，评评价采用楼楼板竖向加加速度峰值值，站台层层指标为0.50m/s2，，经分析，，控制工况况如下：工况一：结结构自重及及附加设备备重、站台台层和候车车厅人群荷荷载(其中中二期活载载系数为0.5)+19、20、21、22股股道承受移移动(列车车速度80km/h)的列车车荷载；工况二：结结构自重及及附加设备备重、站台台层和候车车厅人群荷荷载(其中中二期活载载系数为0.5)+19、20、27、28股股道承受移移动(列车车速度80km/h)的列车车荷载。表1.11主站房房基底剪力力系数(即即剪重比)荷载工况

站台层(m/s2)

侯车层(m/s2)

商业夹层(m/s2)工况一0.0902-0.0454-0.0098工况二-0.09580.04490.0268计算结果均均小于评价价指标，初初步判定楼楼盖竖向舒舒适度满足足设计要求求。1.2郑州东站轨轨道层桥梁梁结构设计计关键技术术461.2.7经济技术术指标合理的结构构体系加上上适当的结结构措施，，不仅使30m跨的的铁路桥梁梁的梁高仅仅为2m，，较大幅度度地提高了了出站层的的净空高度度、柱截面面也控制在在2.3m×2.3m，站台台层的经济济技术指标标在国内同同类站房中中名列前茅茅,比同类类型站房钢钢管混凝土土柱+钢骨骨梁结构节节约造价约约25%，，具体经济济技术指标标见表1.7。表1.12郑州州东站站台台层结构经经济技术指指标梁高(m)柱截面(m)楼盖砼折算厚(m)砼用量(m3)普通钢筋用量(kg/m2)预应力筋用量(kg/m2)2.02.3×2.3(φ2.5)0.88271975184231.3站台层健康康检测结果果471.3.1检测内容容选取的结构构单元上的的关键位置置，安装光光纤光栅应应变/温度度传感器，，构建一个个可以动态态获得结构构应变/温温度状态的的传感网络络。主要的的研究内容容与方法如如下：(1)列车车动荷载作作用对结构构动态影响响分析：在在高铁列车车进站期间间，结构受受车辆动荷荷载作用发发生变形，，在3条车车道上布置置光纤监测测点，形成成光纤传感感网络。(2)监测测荷载组合合条件下结结构关键部部分的应变变变化，获获得各种受受力模式的的结构动态态效应，分分析列车移移动荷载作作用对结构构的影响。。(3)考虑温度变变化对结构影响分分析，选取无列车车运营和停靠的时时段，监测结构关关键部位在无外荷荷载作用条件下的的应变和温度数据据，分析季节性温温度变化对结构的的影响。1.3站台层健康检测结结果481.3.2检测部部位经过综合考虑，确确定轴线17～19和轴F～H之之间，而上部结构构对应轨道为5、、6、7、8、9。轨道梁结构感知层层是由布设在轨道道梁结构关键位置置上的光纤光栅应应变传感器组成，，图1.16显示示了纵向梁和横向向梁的传感器布设设方式，一共选择择32个关键截面面(图1.17)，每个截面3只只光纤光栅应变传传感器，另有四只只光纤光栅温度传传感器作为温度补补偿使用。图1.16光纤光光栅传感器位置布布设示意图1.3站台层健康检测结结果491.3.2检测部部位图1.17传感器器平面布置图如图1.17所示示，主要在G轴线线的主次梁上布置置传感器，并命名名为A、B、C、、D线。A、B为为次梁上的传感器器所在线，C、D为主梁上的传感感器所在线。各线线上的截面编号及及轨道号已在图中中标出。图中黑色圆块或方方块均是桥柱，其其间有梁连接，红红色短细线表示传传感器布设的位置置。每个截面按照照设计尺寸(截面面上中下)布置3个传感器。1.3站台层健康检测结结果501.3.2检测部部位图1.18传感器器位置及轨道分布布图传感器埋设在主、、次梁的跨中与支支座位置。这样有有利于进行主梁与与次梁数据的对比比以及跨中与支座座数据的对比。每每一个截面布置上上、中、下三个传传感器以便了解一一个截面从上到下下的应变变化情况况及此截面的弯矩矩。1.3站台层健康检测结结果511.3.2检测部部位因为其他轨道上有有无列车对本监测测项目影响甚小，，只有当列车在5-9之间的轨道道上行驶时才进行行数据的采集。共共监测了单模5，，单模6，单模7，单模8，单模模9，双模57，，双模58，双模模68，双模79这九种模式。下下面列车了本项目目在一年内各个阶阶段监测得到的模模态。日期荷载模式56789575868792012-10√√√2013-01√√√√√√√2013-04√√√√√√2013-08√√√√√2013-10√√√√√表1.8监测的的荷载模式1.3站台层健康检测结结果521.3.2检测部部位单模5表示只有轨轨道5上有列车经经过，双模57表表示只有轨道5和和轨道7上有列车车经过，其他模态态表示的含义以此此类推。各个模态态的示意图如下所所示：图1.19单单模5图1.20单单模6图1.21单单模7图1.22单模模8图1.23单单模9图1.24双双模571.3站台层健健康检测测结果531.3.2检测测部位单模5表表示只有有轨道5上有列列车经过过，双模模57表表示只有有轨道5和轨道道7上有有列车经经过，其其他模态态表示的的含义以以此类推推。各个个模态的的示意图图如下所所示：图1.25双双模58图1.26双双模68图1.27双双模791.3站台层健健康检测测结果541.3.3截面面应变曲曲线检测各截截面上各各测点在在列车进进出站过过程中应应变的周周期变化化，考察察截面应应力分布布及变化化，从而而得到相相应的截截面内力力。以跨跨度为30m的的轴G交交轴18-19轴次梁梁跨中截截面B6的三只只传感器器，在列列车进站站和出站站过程中中所测量量得到的的应变数数据，进进行对比比分析。。图1.28B6s传传感器应应变图B6s是是位于G轴18-19跨中截截面B6上部的的一只传传感器，，图1.28是是该传感感器在火火车进站站和出站站过程中中测量得得到的应应变曲线线，历时时850秒。1.3站台层健健康检测测结果551.3.3截面面应变曲曲线列车250秒左左右进站站，然后后停靠站站台，到到500左右列列车开出出站台。。列车进进站过程程中，传传感器监监测得到到该监测测部位出出现了5个微应应变的压压缩；列列车出站站过程中中，传感感器监测测得到该该监测部部位出现现了5个个微应变变的拉伸伸。列车车进站过过程和出出站过程程有明显显的对称称关系。。同样其其他位置置传感器器也有类类似规律律，故在在分析时时仅选择择列车进进站过程程。对图1.28进进站过程程进行局局部放大大(250秒至至330秒)，，得到图图，可以以清晰看看到列车车进站过过程中传传感器的的周期性性变化。。火车荷荷载是分分布式的的移动荷荷载，那那么作用用在B6截面的的荷载就就必然存存在最大大值和最最小值，，此处的的应变就就存在最最大值和和最小值值。而火火车荷载载以一定定速度缓缓慢进站站，那么么此荷载载在移动动的过程程中就必必然导致致截面B6上部部和下部部应变出出现周期期性变化化过程，，所以此此处的应应变就会会在波峰峰波谷之之间来回回波动，，并且处处于连续续变化状状态。而而每个周周期内最最大值和和最小值值主要由由每节车车厢及乘乘客重量量决定。。随着列列车停靠靠站台速速度不断断减缓，，周期性性变化过过程中周周期不断断变大。。接近320秒秒时刻，，列车停停靠站台台。1.3站台层健健康检测测结果561.3.3截面面应变曲曲线图1.29B6s传传感器应应变放大大图(250秒秒至330秒)图1.30B6x传传感器应应变图显然传感感器监测测到的B6x与与B6s应变数数据有明明显的对对称关系系。同样样将列车车进站过过程进一一步放大大，可以以得到传传感器数数据的局局部应变变放大图图，如图图1.31：图1.31B6x传感感器应应变放放大图图(250秒至至330秒秒)1.3站台层层健康康检测测结果果571.3.3截面面应变变曲线线可以清清晰看看到列列车进进站过过程中中传感感器应应变数数据的的周期期性变变化，，传感感器监监测得得到该该监测测部位位出现现了5个微微应变变的拉拉伸。。随着着列车车停靠靠站台台速度度不断断减缓缓，周周期性性变化化过程程中周周期不不断变变大。。接近近320秒秒时刻刻，列列车停停靠站站台。。B6x与与B6s有有明图1.32B6z传感感器应应变图图1.3站台层层健康康检测测结果果581.3.3截面面应变变曲线线与该截截面的的上下下两只只传感感器不不同，，B6z传传感图1.33B6z传感感器应应变放放大图图(250秒至至330秒秒)1.3站台层层健康康检测测结果果591.3.3截面面应变变曲线根据以以上的的应变变图和和截面面的抗抗弯刚刚度，，可以以得到到以下下呈周周期性性变化化的弯弯矩图图：图1.34B6截截面弯弯矩图图1.3站台层层健康康检测测结果果601.3.3截面面应变变曲线线B6截截面在在跨中中位置置，监监测到到的弯弯矩图图可以以看到到，列列车进进站过过程，，截面面B6承受受正弯弯矩，，最大大弯矩矩大致致为50kN••m。。列车车停靠靠在站站台，，截面面弯矩矩基本本没有有变化化；列列车开开出站站台，，截面面弯矩矩基本本恢复复到列列车未未进站站时的的状态态。同样对对列车车进站站过程程放大大后，，可以以得到到周期期性变变化的的弯矩矩图：：图1.35B6截截面弯弯矩放放大图图(250秒至至330秒秒)1.3站台层层健康康检测测结果果611.3.4单轨道道列车荷载载作用下的的截面受力力状态荷载模态截面截面应变()截面弯矩上下中单模7A2(跨中)-55035A7(支座)11-2接近0-55单模8B6(跨中)-44028B3(支座)13-4接近0-651.3站台层健康康检测结果果621.3.5双轨道道列车荷载载作用下的的截面受力力状态荷载模态截面截面应变()截面弯矩上下中双模79A2(跨中)-55070A1(支座)1-10接近0-80注：轨道9列车进站站：180s；轨道道7列车400s进进站，轨道道9列车500s左左右出站；；轨道7列列车730s出站。。单模、双模模列车荷载载作用下梁梁的受力特特性如下：：(1)梁跨跨中承受正正弯矩、支支座负弯矩矩；(2)梁跨跨中截面因因无其他梁梁相连，中中和轴基本本位于梁中中心，而梁梁端支座截截面，因受受与其垂直直方向梁的的影响，上上下部位的的应变值差差异较大；；(3)所有有梁截面受受力均处于于弹性状态态；(4)列车车进站过程程对结构影影响不大。。1.3站台层健康康检测结果果631.3.4单轨道道列车荷载载作用下的的截面受力力状态荷载模态截面截面应变()截面弯矩备注上下中单模7D3(主梁)-44060跨中A2(次梁)-55060跨中单模8D7(主梁)-34035跨中B6(次梁)4-4028跨中1.3站台层健康康检测结果果641.3.7双模列列车荷载对对主次梁对对应截面应应力的影响响荷载模态截面截面应变()截面弯矩上下中双模79D3(主梁)-44050A2(次梁)-66接近070列车荷载对对主次梁对对应截面应应力的影响响如下：(1)在列列车荷载作作用下，主主次梁截面面应变呈周周期性变化化；(2)对应应主次梁截截面变化类类似，大小小也基本一一致，主次次梁受力较较均匀。1.3站台层健康康检测结果果651.3.8相邻轨轨道的影响响通过对单模模轨道5、、6、9及及双模轨道道57、59、68、79作作用下G轴轴上截面应应变检测，，相邻轨道道间列车荷荷载影响不不大。究其其原因，主主要是结构构布置特点点所致：列列车荷载的的传递路径径如下：（1）通过过顺轨向的的框架箱梁梁直接传至至钢骨柱；；（2）通过过刚度很大大的次梁L2直接传传至垂直于于轨道方1.3站台层健康康检测结果果661.3.9有限元元分析结果果1)分析软软件：ABAQUS2)荷载工工况：模拟拟上述检测测所用的荷荷载模式，，列车荷载载模拟为轨轨道板上的的面荷载，，通过划分分轨道板单单元和加载载时程曲线线，模拟列列车荷载的的水平移动动，考虑轨轨道为有砟砟轨道、且且为到发线线，列车速速度低，不不考虑列车车动力作用用。3)结论：：两者结果果较为接近近。1.3站台层健康康检测结果果671.3.10温度作作用检测结结果季节性温度度的变化，，结构变形形影响较大大。而有限限元模型中中未能模拟拟季节性温温度变化对对结构的影影响，因此此只通过监监测数据进进行分析。。在2013年1月月份，温度度较低，结结构产生压压缩变形，，最大截面面有300，而而在2013年8月月份，温度度较高，结结构产生拉拉伸变形，，最大截面面有100。2.太原南站““伞”状屋屋盖结构68主站房概况况2.1屋盖结构2.2结构分析2.3屋盖结构复复杂节点设设计2.42.1主站房概况况69主站房概况况铁路太原南南站由主站站房和站台台雨棚组成成，总建筑筑面积为20.12万m2，，主站房体体现了“唐唐风晋韵””的建筑风风格，为““线侧+高高架”式站站房，其建建筑立面见见图2.1。图2.1太太原南站全全景一点透透视2.1主站房概况况70主站房概况况主站房为地地上2层(有商业夹夹层处为3层)，地地下1层，，屋面结构构最高标高高为35.600m，工程在在2012年建成，，2014年投入使使用。建成成后的相关关照片如下下：图2.1太太原南站夜夜景图2.1主站房概况况71主站房概况况图2.2西西侧立面面局部图2.3候候车厅2.1主站房概况况72主站房概况况图2.2西西侧立面面局部2.1主站房概况况732.1.1各层功能能布置(1)地下下一层为出出站厅层：：主要为东东、西侧出出站大厅以以及配套设设施、设备备用房。东东、西侧出出站厅的平平面尺寸分分别为34.2m××134m(顺轨方方向)和54.45m×204m(顺顺轨方向)，东、西西侧出站厅厅由地下通通道相连。。地面标高高为-8.000m，层高为为8.000m。(2)一层层为站台层层：由线路路、站台、、基本站台台、进站广广厅、售票票厅、候车车厅和办公公用房组成成。楼面标标高为±0.000，层高为为10.500m。。线路与站站台均位于于地面；该该层结构为为位于线侧侧的地下东东、西侧出出站厅层的的顶板结构构(称为线线侧结构)，其平面面尺寸同地地下一层。。(3)二层层为高架侯侯车厅层：：由普通候候车厅及相相关设施用用房、办公公用房等组组成。楼面面标高为10.500m，平平面尺寸为为282.31m(垂直于轨轨道方向)×112m(顺轨轨方向)。。2.1主站房概况况742.1.1各层功能能布置(4)商业业夹层(局局部三层)位于站房房南、北两两侧，平面面尺寸均为为220.16m(垂直于轨轨道方向)×18m(顺轨方方向)。(5)根据据屋盖高低低，屋盖可可分为三个个结构单元元：西侧单单元的屋面面标高为29.800m~30.800m；中中间屋盖单单元的屋面面标高34.600m~35.600m；东侧侧屋盖单元元的屋面标标高为29.300m~30.800，站房垂垂直于轨道道方向(即即东、西向向)剖面见见图2.2。屋盖总总水平投影影尺寸为372.46m(垂垂直于轨道道方向)×225.912m(顺轨方方向)。图2.2太原原南站垂直于轨轨道方向剖面2.1主站房概况752.1.1各层层功能布置站房的抗震设防防烈度为8度，，设计基本加速速度为0.20g，设计分组组为第一组，建建筑场地类别为为Ⅲ类，抗震设设防类别：高架架候车厅层为2.2屋盖结构762.2.1建筑筑布置(1)屋盖由多多个平面投影尺尺寸为36m××42.8m的的单元体组合而而成；(2)每个单元元体仅有一根柱柱，柱截面呈X形，柱截面““上大下小”；；(3)在立面上上，与柱相交处处屋盖结构高度度最大、远离柱柱处屋盖结构高高度最小；(4)与柱截面面X方向对应方方向上设置变宽宽度的采光带。。(5)屋盖设有有吊顶。图2.3屋盖单单元采光带布置置图2.2屋盖结构772.2.2结构构布置从建筑形态来看看，每个屋盖单单元类似于“伞伞”，从整体结结构受力考虑，，由于柱与柱之之间屋盖结构跨跨中部位和柱顶顶部位的结构高高度分别1.3m、6.2m，而作为主要要受力构件的主主桁架的跨度(柱与柱之间)约为57m，，采用常规的框框架桁架结构显显然是不合适的的。满足建筑形形态并符合结构构合理受力的结结构形式：平面面呈X形对称悬悬挑的单侧悬挑挑桁架结构，每每侧桁架高度从从1.3m6.19m均匀变变化，桁架根部部结构跨高比为为，结构受力合合理、刚度较好好。从结构外形形上形成“伞””状结构单元。。2.2屋盖结构782.2.2结构构布置屋盖单元的主主要受力结构构由两榀变截截面主桁架(ZHJ)与与X形钢柱构构成，桁架方方向与X形钢钢柱的肢方向向相同；主桁桁架下弦与X形柱刚接连连接；次桁架架与主桁架相相连构成相互互支撑的稳定定结构体系；；在桁架上弦弦平面和下弦弦平面内设置置钢次梁以支支承屋面板及及吊顶(兼作作钢桁架的侧侧向支撑)，，单元平面布布置见图2.4。屋盖采采光带沿主桁桁架上弦杆布布置，平面呈呈X形，见图图2.3。布布置屋盖次梁梁和次桁架时时，尽可能减减小结构对采采光的影响。。图2.4屋屋盖结构单元元布置平面图图2.2屋盖结构792.2.2结结构布置整体屋盖结构构由“伞””状结构单元元组合而成，，屋盖结构局局部布置图见见图2.5，，图2.2所所示为垂直于于轨道方向的的单元布置情情况；在顺轨轨方向由6个个“伞”状结结构单元组成成。屋盖结构构选型时将建建筑形态与结结构受力特点点相结合，使使结构受力合合理、经济；；同时满足建建筑室内外形形态的要求，，将两者完美美地结合在一一起。图2.5屋屋盖结构局部部布置图2.2屋盖结构802.2.2结结构布置主桁架(ZHJ)根部上上下弦杆中心心距为6.19m；而与与其它单元相相连处(端部部)为1.3m，外侧悬图2.6屋盖盖主桁架(ZHJ1)构构件布置2.2屋盖结构812.2.3结结构受力特点点及措施2.3.3.1“伞”单单元受力特点点及措施(1)竖向荷荷载作用作为对称结构构，“伞”状状结构单元在在对称竖向荷荷载作用下屋屋盖平面变形形对称、构件件受力均匀，，但在非对采取的结构措施：提高主桁架竖向结构刚度，提高X形柱的抗弯承载力，X形柱的肢与主桁架同一平面，柱刚度及承载力均较高。2.2屋盖结构822.2.3结结构受力特点点及措施2.3.3.1“伞”单单元受力特点点及措施2)水平荷载载或作用屋盖需承担和和传递的水平平荷载或作用用为风荷载、、地震作用。。屋盖结构布置置及措施：屋盖平面结构构单元由主桁桁架、次桁架架、上下弦平平面内的钢次次梁及沿单元元周边布置的的水平支撑组组成，形成非非常稳定的空空间结构体系系，见图2.4，确保各各种荷载或作作用下结构单单元平面传力力直接、可靠靠；2.2屋盖结构832.2.3结结构受力特点点及措施2.3.3.2整体结构构布置及特点点1)整体结构构布置要求根据单元体布布置、受力特特点，整体结结构布置时应应满足以下要要求：(1)整体屋屋盖结构应具具有较好的侧侧向刚度；(2)结合建建筑形态，提提高X形柱的的抗弯和抗扭扭刚度、提高高其正截面和和抗扭承载力力。2.2屋盖结构842.2.3结结构受力特点点及措施2.3.3.2整体结构构布置及特点点2)整体屋盖盖结构布置如前所述，屋屋盖平面顺轨轨向均为6个个“伞”单元元，为整体结结构，不分缝缝，即沿顺轨轨向为由6根根柱组成的框框架结构(框框架梁为变截截面的桁架)；在垂直于轨道道方向，屋盖盖面标高可分分为三部分，，见图2.2。结构布置置上则分为两两个结构单元元，两个结构构单元之间设设防震缝分开开。(1)西侧站站房低屋面为为2个““伞”单元(2排柱)，，该部分屋盖盖结构与其它它屋盖设缝分分开，分缝后后在该方向形形成类似单跨跨的“框架””结构；2.2屋盖结构852.2.3结构受受力特点及措施2.3.3.2整整体结构布置及特特点2)整体屋盖结构构布置(2)中间部分(5个“伞”单元元)和东侧站房低低屋面1个“伞””单元为另一屋盖盖结构单元。鉴于于1个“伞”单元元屋盖结构在竖向向地震、风荷载或或活载作用下水平平和竖向变形均难难以满足设计要求求。因此，通过在在高低屋盖交界处处设置空间钢桁架架与中间屋盖连成成整体，空间钢桁桁架的截面宽为3m，高为3.5m，见图2.7。东侧站房高低低屋面之间竖向力力和水平力通过此此桁架传递，协调调高低屋面的变形形。对比计算表明明：连接桁架较明明显地减小了低屋屋面的水平和竖向向变形。2.2屋盖结构862.2.3结构受受力特点及措施2)整体屋盖结构构布置图2.7东站房高高低屋盖桁架连接接图屋盖结构主桁架的的构件均采用矩形形截面；次桁架弦弦杆采用矩形截面面，腹杆采用圆钢钢管。2.3结构分析872.3.1分析析模型和分析软件件中间及东侧站房整整体结构分析模型型如图2.8所示示。图2.8中间及东东侧站房整体分析析模型2.3结构分析882.3.2主要荷荷载和作用结构设计基准期为为50年，主体结结构设计使用年限限(耐久性)为100年。建筑结结构的安全等级为为一级，结构重要要性系数为1.1。主要荷载取值值如下：(1)垂直活载载按“建筑结构荷荷载规范”(GB50009—2001)(2006年版)确定定(2)基本风压压：0.45kN/m2(按100年一遇遇取值)；地面粗粗糙度为B类，风风载根据规范及风风洞试验确定。(3)基本雪压压：0.40kN/m2(按100年一遇遇取值)。(4)抗震设防防烈度为8度，设设计基本地震加速速度为0.20g，设计地震分组组为第一组，场地地类别为Ⅲ类，主主站房建筑抗震设设防类别：考虑高高架层为跨线建筑筑，高架层楼盖为为乙类建筑，考虑虑竖向地震作用。。2.3结构分析892.3.2主要荷荷载和作用结构设计基准期为为50年，主体结结构设计使用年限限(耐久性)为100年。建筑结结构的安全等级为为一级，结构重要要性系数为1.1。主要荷载取值值如下：(5)温度作用用：温度作用是本本工程的主要荷载载作用之一，而《《建筑结构荷载规规范》(GB50009—2001)(2006年版)中并无温温度作用和组合的的相关规定。我国国的公路桥涵规范范采用极限状态法法进行设计，与建建筑结构设计原则则一致或接近。在在《公路桥涵设计计通用规范》(JTGD60——2004)中对对桥梁结构的温度度作用取值和组合合有具体规定。参参照此规范以及太太原南站使用环境境，太原历史最高高和最低气温，并并考虑结构合拢环环境温度为10℃℃～20℃，结构构设计中温度作用用取值如下：主站房钢结构楼、、屋盖：正温度差差ΔT=30℃；；负温度差ΔT=－30℃；室外混凝土结构：：正温度差ΔT=15℃；负温度度差ΔT=－20℃；室内混凝土结构：：正温度差ΔT=10℃；负温度度差ΔT=－15℃.。荷载分项系数为1.4，组合系数数为0.6。2.3结构分析902.3.3站房整