地铁车站盖上墩台结构设计案例分析

亮

（深圳市市政设计研究院有限公司深圳518029）

实现功能摘要：地铁地下车站和城市高架桥梁同位合建是一种较先进的城市交通设计理念。站桥合建能充分利用城市空间，

聚合、减少二次拆迁、缩短施工工期和节约投资。对既有站桥合建的形式及特点进行了归纳，以两个站桥合建项目为案例，探索站桥

可供今后类似项目参考。合建的设计思路，提出站桥合建的几点建议，

关键词：站桥合建；地铁车站；城市高架中图分类号：TU318文献标志码：A文章编号：1671-4563（2018）04-065-04

WangXiaohua，ChenYiyan，HeXiaohui，DaiLiang

Ltd.（ShenzhenMunicipalDesign＆ResearchInstituteCo.，

Shenzhen518029，China）

Undergroundsubwaystationintegratedwithurbanviaductisakindofadvanceddesignconceptofurbantransportation.Sta-tion-viaductintegrationcanmakefulluseofurbanspace，realizefunctionpolymerization，reducesecondarydemolition，shortenconstructionperiodandsaveinvestment.Theformandcharacteristicsofstation-viaductintegrationissummarized.Twoprojectsofstation-viaductintegrationareTakenasthecasetoexplorethedesignideaandgiveseveraladviceofstation-viaductintegrationtoprovideareferenceforsimilarprojects.station-viaductintegration；subwaystation；urbanviaduct0引言

交通压力与日俱增，近年来，我国城市飞速发展，轨道交通和城市高架已成为各大城市缓解交通压力的重要手段咱1暂。但受到规划道路和既有环境条件等限

制，地铁工程与市政工程在平面和立面上发生冲突的情况时有发生，地铁车站与城市高架同位合建应运而生。为了能够解决日益紧缺的城市空间资源与现代都市追求高效率高品质生活的矛盾，实现方便、快捷、经济、集功能于一体的综合空间，地铁车站与城市综合市政管廊、体、机场、高铁、交通枢纽、城市高架等合建

国内外对地铁车站与大型建的需求越来越大。目前，

筑合建、地下轨道交通结构下穿既有高架桥进行了较多研究，但对地铁车站与桥梁同位合建研究较少咱2暂。地铁车站与城市高架同位合建往往需要利用同一

做到土地集约，减少块地下空间资源，共用一个走廊，节省投资咱3暂。拆迁和对地下管线的影响，缩短总工期，但设计单位各自独立、由于两者的建设单位不一致、施工单位各自分离，地铁车站、桥梁工程设计规范体系不统或“先站后桥”的分期施工方一，往往采取“先桥后站”式。“先桥后站”一般采取桥梁桩基托换或分离式结构的手段“，先站后桥”常采用预应力承台或者预应力盖梁等跨越车站的方式。这两种分期施工方式均导致反

复开挖，浪费资源，严重影响市民的出行和生活；而站市政以及建筑等工程的管理、设桥合建能够综合地铁、计、施工为一体，为解决以上问题提供了有效的途径。

1站桥合建形式及特点

根据车站和桥梁的受力特点以及国内已建成的

站桥合建车站调查分析咱2-8暂，地铁车站盖上墩台结构的

门架跨越连接形式可分为托梁结合式、上下分离式、式以及承台跨越式4种类型，各连接形式的特点及优缺点详表1。

从表1可知，地铁车站盖上墩台连接形式各俱特点，在工程设计中应根据实际情况因地制宜选用合适的连接方式。门架跨越式和承台跨越式结构适用于覆土较厚的既有地下车站上建高架桥或地下车站下穿

上下分离式和托梁结既有高架桥，已有较多的研究；合式结构是近几年根据工程实际需要而发展的连接其优势比较突出，在方式，站桥可以同期或分期建设，如太原钟楼街站采用上实际工程中得到一些的应用，

厦门吕厝站、成都中医学院站采用托梁结下分离式咱4暂，

合式等咱5袁8暂，但研究较少。本文将结合工程实例分别对上下分离式和托梁结合式的墩台结构连接方式进行分析。

2

2.1

工程实例1

工程概况

城市道路交叉口南某城市地铁车站位于市中心，

侧，呈南北向布置。如图1所示，车站走向与城市高架

标准段纵向一致。车站主体结构为地下2层三跨结构，

65

圆园18年4月第25卷第4期等：地铁车站盖上墩台结构设计案例分析王小花，表1地铁车站盖上墩台连接形式分类表

APR圆园18Vol25晕燥援4Table1TheConnectionFormClassificationofBridgePierAbutmentontheCoverofSubwayStation

分

类及图例

上下分离式

1、桥墩扩大基础放置在车站特顶板，两者不连接；点2、扩大基础邛车站桥梁荷载：

顶板邛车站框柱邛车站基础。1、桥梁传递面荷载给车站盖板，简化计算；优2、站桥可分期建设；

减少管缺3、地下空间占用少，

点线拆迁；

景观好；4、构件小，经济好、

5、车站变形对桥梁影响大。托梁结合式门架跨越式承台跨越式

1、桥墩采用承台跨越车站，桥梁与车站分离；

桥2、桥梁荷载：基础传递土中，

桥1、桥墩采用门式墩跨越车站，车1、桥墩与车站顶板固接，

梁与车站分离；

站顶板设置托梁；

桥2、桥梁荷载：基础传递土中，

桥墩邛车站顶2、桥梁荷载：

梁与车站各自独立3、横梁跨度

板邛车站框柱邛车站基础。

大，易变形。对车站盖板受1、设置托梁，

力影响小；2、站桥需同期建设；

减少管3、地下空间占用少，

线拆迁；

景观好；4、构件小，经济好、

5、车站变形对桥梁影响大。互不影响；1、桥梁与车站各自分离，

2、站桥可分期建设；

影响管线布设；3、地下空间占用大，

景观差；4、横梁构件大，经济差、

5、车站变形对桥梁几乎不影响。

梁与车站各自独立；

高度大。3、承台跨度大、互不影响；1、桥梁与车站各自分离，

2、站桥可分期建设；

影响管线布设；3、地下空间占用大，

但不影4、承台构件大，经济差、

响地上景观；5、车站变形对桥梁几乎不影响。

宽22.1m，高15.95m，柱距8m，埋深18.85~19.55m；

盖板覆土厚3.2~4.0m，盖上设有6个桥墩扩大基础；主车站上方高架桥跨度体采用明挖顺作法施工。（3伊24）+

桥面宽23m；（2伊24+26）m，单箱多室钢箱梁结构，二级扩大基础尺寸7.5伊3.8m、9.5伊5.8m，基础四周设置抗

震挡块。

承台跨越式不利管线布置，故这两种形式均不适宜；若采用托梁结合式连接，则桥梁弯曲段的墩柱无法落在车站结构的托梁上，增加了车站和高架桥的设计难

车站顶板上度；综上只有上下分离式最适宜该工程，满足扩大基础嵌固要覆土较厚，车站结构刚度较大，

求。高架桥桥墩顺桥向跨度布置需结合车站的结构特如柱的尺寸和跨度、梁高限制，故高架点，盖板厚度、

但综合桥跨度初步拟定为16m（等于车站2跨柱距）；经过对比分析，高架考虑经济跨径、城市景观等要求，

高架桥采桥跨径最终取为24m（等于车站3跨柱距）。用扩大基础放置在车站盖板上，基础与盖板相互脱离，形成上下分离式盖上墩台结构，如表1上下分离式图例所示。为减轻高架桥传至车站盖板的荷载，高架桥落在车站盖板处采用重量较轻的钢箱梁，非地铁车站盖板处采用预应力钢筋混凝土箱梁。由于轨道对

且不允许地下车站结构不均匀沉降的要求非常严格，

设置贯通的变形缝咱9暂，故在车站结构底板下设置钻孔灌注桩以满足地下车站结构和上部高架桥基础的不均匀沉降要求。

通过计高架桥采用桥梁工程相关设计规范设计，算分析，其每个墩柱轴力标准值为13224kN。该墩柱集中荷载将通过扩大基础转化为9.5伊5.8m范围内的面荷载，故每个基础传递给车站盖板的荷载标准值为480kNm2。该荷载标准值将通过车站盖板传到车站

N图1Fig.1

城市高架与地铁车站平面位置关系图ViaductandSubwayStation

ThePlaneLocationDiagramoftheUrban

2.2

城市中心由于车站与高架桥落在同一平面位置，

区空间资源有限，只能采用站桥同位合建。若高架桥虽对下部车站几采用门架跨越式或承台跨越式连接，

构件乎不产生影响，但均存在地下空间资源占用大、尺寸大、经济差等问题，且门架跨越式影响城市景观、

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设计思路

圆园18年4月第25卷第4期广东土木与建筑APR圆园18Vol25晕燥援4框架柱，进而传给车站底板，

再传给地基。下部车站采用地铁车站相关设计规范进行设计，

仅需将高架桥基础2.3

所传递实例的小荷载结

标准值与车站荷载进行最不利组合。本工程高架桥与地铁车站采用上下分离式结构，

高架桥与车站功能互不影响；

高架桥扩大基础与车站盖板间不传递弯矩，以传递轴压力为主，传力清晰简单，简化下部车站结构设计；高架桥使用桥梁工程相

关设计规范，车站使用地铁车站相关设计规范，各自使用本专业设计规范，设计互不冲突。由于高架桥基础下方车站盖板所承受的局部压力较大，需采取局部加强措施，如局部加大板厚、梁局部加腋等。高架桥与车站施工各自独立，可在地铁车站施工期间进行盖上高架桥施工，有利于缩短工期。

3工程实例2

3.1工程某地概况

铁车站位于城市主干道交叉口，为既有2、11

号线和即将建设的10、14号线的四线换乘车站。该车

站为现状城市高架拆除重建项目，地铁2、11、14号线

与高架桥方向垂直，10号线与高架桥方向平行，如图2所示。该车站采用地下3层多跨框架结构，

因建筑功能和景观要求，

需在中庭51.2m伊48m范围内保证无柱，形成中庭大跨结构，是国内罕见大跨度地铁车站。中庭大跨结构周边配跨跨度南北向12m、东西向24m，中庭盖板开设有12m直径的采光天井，配跨采光天井直径9m。

11号线左线11号线右线桥墩10号线车站2号线14号线图2城市高架与地铁车站平面位置关系图Fig.2

ThePlaneLocationDiagramoftheUrban

ViaductandSubwayStation

3.2

由方于案车比站选

中庭盖板覆土厚1.7m、结构跨度大，

盖上高架桥跨度大、桥墩反力大，

为减少对车站结构的影响，高架桥宜结合车站框架柱调整跨径，将墩柱落在框架柱所对应的框架梁上，

故实例1上下分离式结构已不再适用，盖上墩台宜采用托梁结合式结构，如表1托梁结合式图例所示。如图3所示，方案1桥梁

跨度51.2m，墩柱落在中庭大跨框架柱所对应的框架

梁上；方案2桥梁跨度72m，墩柱落在配跨框架柱所对应的框架梁上。

Z4Z1Z5Z2Z6Z3方案2桥墩方案1桥墩图3

桥墩布置方案图

Fig.3

TheLayoutPlanoftheBridgePier

通过计算分析，2种方案的内力结果如表2、表3。

从表2、表3中可以看出，方案2虽然增大了桥梁跨径和墩柱轴力，但减小了下部车站框架柱之间的轴力差、弯矩差，使车站结构受力更均匀，

故选用方案2。表2

单个桥墩柱轴压力（标准组合）Table2

TheAxialPressureoftheSingleBridgePier（CharacteristicCombination）

方1案跨径51.2m跨径增大值m墩柱轴力kN轴力增加值kN27220.8--1127778803397--表3下部车站框架柱最大内力（标准组合）Table3

TheMaximumInternalForceoftheFrameColumnoftheUndergroundStation

（CharacteristicCombination）

方案框架柱轴力增框架柱弯矩弯矩增1Z4~Z1~Z358340kN·mkN·加m值

轴力kN加值kN128332

Z1~Z643695----478593.3

Z4~Z3Z627263-1464514430425383416---5321--90635647综合考虑设计思路

结构受力、城市景观、

管线拆迁和经济效益等因素，本工程盖上墩台采用托梁结合式结构。为减轻高架桥传至车站盖板的荷载和减少对车站盖

板的影响，桥梁采用变截面钢-混组合梁结构，跨径布置（54+72+48）+（36伊2）m；采用双柱式桥墩，

墩底与车站盖2.5板设置的型钢混凝土转换反梁

（托梁，截面尺寸仅传递m伊3.5竖向m）轴刚力接；和墩水顶设置平力，

不支传递座与弯矩组合，梁连下部接车，

支站座结构设计时，仅需将该竖向力和水平力标准值参与车站

荷载不利布置，传力清晰，计算简单。地下车站禁止设置贯通的变形缝，车站底板采用梁板结构，桥墩下部柱

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圆园18年4月第25卷第4期等：地铁车站盖上墩台结构设计案例分析王小花，APR圆园18Vol25晕燥援4采用群桩基础，以满足轨道对结构不均匀沉降的严格要求。由于轨道对结构不均匀沉降的要求极其严格咱9暂；刚度非常整个车站相当于1个箱型基础落在桩基上，

大，差异沉降极小；故可满足上部高架桥基础的沉降交通便利；同时，要求。施工场地周边为城市主干道，

利用场地交通便利为减小交通干扰，提高施工速度，的优越条件，拟采用标准化SPMT技术施工。3.4

功能本工程车站为国内罕见大跨度4线换乘站，桥墩与车站盖板采取复杂，桥梁受车站功能影响大，顶通过支座与上部结构连接，桥梁仅传递竖向力和水平力给托梁，车站设计时仅需将该荷载标准值参与不利布置，简化设计。高架桥使用桥梁工程相关设计规避免了不同设范，车站使用地铁车站相关设计规范，计规范体系的冲突。车站盖板施工需预留桥墩钢筋或

需做特殊处理。预埋件，托梁顶面防水不能实现全包，二者可同时施工，对缩高架桥与车站施工各自独立，短工期有利。

实例小结

市能，还能综合解决因共用空间资源而导致地铁工程、

设计、施工等相互冲突的政工程、建筑工程之间管理、问题，为今后类似工程项目提供良好的借鉴作用。

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托梁结合式连接，有效解决了车站对桥梁的影响。墩

4结语

本文实例1及实例2均为已实施的站桥合建结构

又能简体系。该结构体系既能满足车站建筑功能需求，提高其结构受力性化计算，增强车站结构的整体稳定、

（上接第31页）

悠利用MidasCivil有限元分析软件，建立了可

对贝雷架的各杆移动式组合贝雷架的空间计算模型，

其刚度、强度和件及工字钢纵梁进行受力分析验算，

稳定性均能满足相应规范的要求。

并已获发明专利，忧本工程已建造完成，相关的施工方法及专利可为同类型的水上钢平台施工提供参考。

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