2.2.1 高架车站结构设计
下面以南京地铁某高架车站为例，对高架车站结构设计进行研究。
1.车站结构选型
结合高架车站一般采用的结构形式的优缺点，根据对建筑平面功能布局和建筑布置的特点、场地条件、车站站台形式、客流情况的考虑，本车站设计采用桥建合一纯框架结构，对于列车振动问题，可在轨道结构上采取措施，如采取弹性短轨枕式轨道。
根据工程地质和水文地质条件及城市总体规划要求，结合周围建筑物和构筑物、管线及道路交通状况等环境状况，通过对技术、经济、环保及使用功能等方面的综合比较，根据车站规模、运行要求、地面环境、地质、技术经济指标等条件综合考虑，选择本车站的施工方法为工地现场浇筑施工，主体结构形式采用钢筋混凝土框架结构，屋面采用轻型钢结构，基础采用桩基础方案。
车站为三层高架双鱼腹岛式车站，主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构，地面一层为架空层；地面二层为站厅层，通过东西两侧天桥与地面出入口相连接；地面三层为轨道和站台层。车站主体建筑面积2611.88 m2，桥墩柱距为12 m。车站主体总长度为120 m，总宽度为19.17 m。
2.设计过程中应遵循的原则
（1）结构设计必须满足承载力极限状态和正常使用极限状态的计算要求，满足强度、刚度、稳定性的要求。
（2）工程结构形式应与线路敷设方式一致，根据工程地质条件和周边环境选择合理的施工方法和结构形式。
（3）结构设计必须满足城市规划、行车运营、环境保护、抗震、防火、防护、防腐蚀、防雷接地及施工工艺等对结构的要求，同时做到结构安全、耐久、技术先进、经济合理。
（4）结构设计应减少施工中和建成后对环境造成的不利影响，考虑城市规划引起周围环境的改变对结构的作用。
（5）车站结构尺寸除满足其正常受力和抗震设防外，净空尺寸应满足列车运营和建筑限界、设备界限尺寸要求，并考虑施工误差，结构变形、沉降等影响。
（6）车站内力分析按空间框架体系计算。支撑轨道的框架梁、框架柱及基础按现行铁路桥涵设计规范设计，并满足民用建筑结构设计规范要求，同时，其抗震计算及构造措施应满足建筑抗震设计规范和铁路抗震设计规范要求，最终根据上述两种计算结果进行包络化设计。其余部分的梁、板按民用建筑结构设计规范进行设计。
（7）结构设计除满足现行的国家标准、规范、规定外，尚应满足南京市的相关规范、规定。车站结构构件在施工和使用期间的强度、刚度、挠度和稳定性须同时满足铁路桥涵设计规范与民用建筑结构设计规范。车站结构应满足供电、通信、信号、轨道、给排水、声屏障等有关工种的工艺、设计及埋件设置等要求。
3.主要技术标准
（1）车站结构设计基准期为一百年，结构的耐久年限为一百年，结构永久构件的安全等级为一级，相应的结构构件重要性系数γ0取1.1，环境类别为二a类。
（2）地震作用设防烈度按7度，设计基本地震加速度0.10g，设计地震分组第一组，抗震设防类别为乙类，按8度采取抗震措施，抗震等级为二级，地基土类别按Ⅲ类考虑。
（3）车站结构采取防止杂散电流腐蚀的措施。
（4）建筑结构耐火等级为二级。
（5）钢结构防腐体系使用年限为20年。
（6）车站钢筋混凝土构件（不含临时构件），按铁路桥涵规范设计的构件正截面裂缝宽度控制值可取0.2 mm。其他构件（不含临时构件）正截面裂缝宽度控制值可取0.3 mm。
（7）轨道梁允许挠度值为L/2000（L为跨距）。
4.结构构件尺寸
结构构件尺寸根据结构使用要求，在满足地震作用、行车安全、技术标准的前提下，从经济合理、节约造价考虑，参考工程类比法，通过结构分析和计算确定结构尺寸。
主要构件尺寸如下。框架柱：站厅层边跨的4个方柱尺寸为1200 mm×1400 mm，站台层方柱尺寸为400 mm×400 mm；站厅层板厚200 mm，站台层和轨道层板厚150 mm；框架梁：横向框架梁尺寸为500 mm×1000 mm、600 mm×1000 mm，纵向框架梁尺寸为1400 mm×1800 mm、800 mm×1200 mm、1600 mm×2000 mm、300 mm×600 mm。
5.设计荷载
（1）恒载。
钢筋混凝土构件自重：27 k N/m3。
素混凝土构件自重：22 k N/m3。
附属设施自重：按相关专业的现行规范和标准。
楼面恒载：首层取为3 k N/m2；轨道层取为1 k N/m2；站台层取为2 k N/m2。
（2）活载。
该车站结构形式为纯框架形式，将由列车竖向静活载、列车竖向动力作用、列车横向摇摆力、无缝线路纵向水平力、断轨力等计算得出的轨道梁活载反力作为分析过程中的活载，如图2.15所示。
图2.15 轨道梁活载反力图
取最不利计算，轨道梁上的活载取45 k N/m。
楼面活载：首层取8 k N/m2；轨道层取1 k N/m2；站台层取4 k N/m2。
（3）附加力。
风荷载取为0.45 k N/m2。
（4）特殊荷载。
地震力作用：添加反应谱进行抗震设计，并针对结构特点进行Y向推覆分析（pushover分析），验证结构抗侧能力。
其中楼面恒载和活载是根据建筑结构荷载规范和地铁规范相关要求，以及相关专业所涉及的荷载确定的。
6.主要计算参数
主要计算参数如表2.1所示。
表2.1 主要计算参数一览表
续表
7.结构分析结果
经整体计算分析，强度及变形均满足规范要求。其中模型第一周期为平动，其前6个振型周期如表2.2所示，控制参数如表2.3所示。
表2.2 振型周期一览表
表2.3 控制参数
