孫會郎， 朱 偉， 陸 俊， 宮 達， 李當生， 趙忠華

(1 中聯(lián)筑境建筑設計有限公司， 杭州 310011; 2 山東省建筑設計研究院有限公司， 濟南 250001)

1 工程概況

濟青高鐵青島紅島站為新建鐵路樞紐站房，規(guī)模為10臺20線，由站房和雨棚組成，站房面積約7萬m2，雨棚覆蓋面積約4萬m2。站房平面呈工字形，中部為高架候車廳，頂部為單向坡屋面，屋脊標高45.893m，距地面高度51.893m。南北站房上部均為五朵浪花形狀造型，其中北部站房頂部最高點標高55.072m，距地面高度61.072m；南部站房頂部最高點標高60.138m，距地面高度66.138m。高架候車層平面中部順軌向寬度約171m，兩端順軌向寬度約268m，垂軌向長度約310m。站房主要柱跨為：垂軌21.5，28.5m;順軌19.0，21.0，22.0m。站臺雨棚采用無站臺柱雨棚，主要柱跨度為：垂軌21.5，28.5m;順軌31.0m，站臺雨棚與站房完全脫開。站房東西兩側和四角有配套高架車道引橋，均和站房分開設置。站房鳥瞰圖見圖1，站房總平面圖見圖2。

圖1 站房鳥瞰圖

圖2 站房總平面圖

站房自下而上分別為城市軌道交通層(分兩層，標高分別為-24.420，-18.720m)、城市通廊層(標高-12.000m)、廣場層(地面層，標高-7.120m)、承軌層(標高-2.900m)、站臺層(標高0.000m)、高架候車層(標高9.600m)、旅服夾層(標高17.100m)。站房順軌向剖面圖見圖3。

圖3 站房順軌向剖面圖

本文主要介紹站房主體結構部分，城市軌道交通、正線橋、高架落客車道及其引橋、雨棚、基礎等內容將不作深入介紹。站房承軌層及其以下部分設計使用年限為100年，站房承軌層以上部分設計使用年限為50年，站房耐久性設計年限均為100年[1]。建筑抗震設防類別為重點設防類(乙類)[2]，建筑結構安全等級為一級，地基基礎設計等級為甲級，以基礎頂作為嵌固端。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011—2010)[3](簡稱抗規(guī))，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，多遇地震下水平地震影響系數(shù)最大值為0.08，設計地震分組為第二組。根據(jù)地質勘察報告，場地類別為Ⅱ類，場地特征周期為0.40s。50年一遇基本風壓為0.60kN/m2，100年一遇基本風壓為0.70kN/m2，地面粗糙度類別為A類[4]。50年一遇基本雪壓為0.20kN/m2，100年一遇基本雪壓為0.25kN/m2[4]。

2 主站房結構體系和結構布置

站房主體結構為框架結構，站臺層以上采用鋼結構，站臺層及以下采用鋼筋混凝土結構(部分柱采用鋼骨混凝土柱)。

2.1 廣場層結構

圖4 廣場層結構平面圖

圖5 典型鋼骨混凝土柱截面

2.2 承軌層結構

濟青高鐵青島紅島站站場有兩條高速正線橋，承軌層主體結構與高速正線橋之間設縫脫開，高速正線橋按橋梁結構設計；其余線路橋梁(均為有砟軌道到發(fā)線)與站房主體結構采用“橋建合一”的結構體系，設計時同時滿足鐵路橋梁與民用建筑的相關規(guī)范。由于高速正線橋與站房主體結構設縫脫開，承軌層結構分成3個溫度區(qū)段，從南往北3個溫度區(qū)段的長度分別為19，129，65m。本層結構標高-2.900m,除上部延伸至高架候車層的柱采用鋼骨混凝土柱外，其余均采用普通鋼筋混凝土柱。典型鋼骨混凝土柱截面為□2 200×2 200, □1 900×1 900，柱混凝土強度等級C50。主框架梁與承軌次梁均采用普通鋼筋混凝土梁，典型梁截面尺寸為800×2 000, 1 000×2 200, 1 200×2 400, 1 400×2 600等。樓板采用現(xiàn)澆混凝土板，典型板厚為250mm(非軌道區(qū))和400mm(軌道區(qū))，梁、板混凝土強度等級C40。承軌層的結構平面布置圖和局部典型單元分別見圖6、圖7。

圖6 承軌層結構平面布置圖

圖7 承軌層局部典型單元

2.3 站臺層結構

圖8 站臺層結構平面布置示意圖

圖9 承軌層與站臺層典型局部剖面圖

2.4 高架候車層結構

高架候車層結構標高9.400m，本層平面為工字形，由于軌道線間空間受限，無法設置雙柱，本層垂軌方向按不設縫設計。工字四角各有約60m長的部分(站房四角獨立小浪花造型下部)與中間主站房部分設縫分開。中間部分垂軌向長約310m，順軌向寬處約268m，窄處約171m。高架候車層結構形式采用鋼管混凝土柱+鋼桁架結構，柱間設雙向主桁架，垂軌向設單向次桁架，順軌向設單向實腹鋼次梁，樓板采用150mm厚壓型鋼板組合樓板，板混凝土強度等級C35。鋼管混凝土柱截面為φ1 100,φ1 400,□1 100×1 100，鋼材等級Q420GJC，灌芯混凝土強度等級C50。鋼桁架典型高度為2 300mm(中心距)，局部高度2 000, 2 500mm。上、下弦桿典型截面為□400×400×16×16～□400×1 200×50×50，腹桿典型截面為□400×400×12×20～□400×1 200×50×50，鋼材等級Q345GJC。順軌向鋼次梁截面為H400×300×10×18(梁跨度大于6m)及H400×200×8×12(梁跨度不大于6m)，鋼材等級Q345C。桁架下弦局部設有設備夾層，按梁板式布置，做法同上弦樓面做法；下弦其余位置在桁架平面外設置系桿，防止下弦桿在溫度效應作用下受壓失穩(wěn)。高架候車層結構平面布置圖及典型局部布置圖和桁架立面圖如圖10、圖11所示。

圖10 高架候車層結構平面布置圖

圖11 高架候車層典型局部布置圖和桁架立面圖

2.5 旅服夾層結構

旅服夾層標高17.000m，本層位于候車廳的東西兩側的局部范圍，采用鋼框架結構。旅服夾層個別框架柱為梁臺柱，柱立于高架候車層的桁架上，柱的截面為□800×1 000×40×40，鋼材等級Q420GJC?？蚣芰翰捎脤嵏瓜湫瘟海髁毫焊邽?00～1 400mm，鋼材等級Q345C。樓板采用150mm厚壓型鋼板組合樓板，板混凝土強度等級C35。旅服夾層結構平面布置圖如圖12所示。

圖12 旅服夾層結構平面布置圖

2.6 鋼屋蓋結構

站房中部鋼屋蓋結構形式采用鋼管混凝土框架柱+空間管桁架，鋼屋蓋與鋼管混凝土柱之間采用鉸接連接。鋼屋蓋南、北兩端各通過一榀矩形過渡桁架同端頭浪花造型結構連成整體。屋面順軌向長度為262m，垂直軌道方向投影長度為248m。屋面鋼桁架均采用倒三角空間管桁架，順軌道方向為5跨，相應跨度為49，37，65，37，49m，兩側各懸挑12.6m。順軌道方向除在柱頂設置主桁架外，每跨間根據(jù)跨度大小設置2～3道次桁架；垂直軌道方向除在柱頂設置主桁架外，在每處屋脊轉折處各設置兩道次桁架增強屋面剛度，同時在懸挑末端各布置1道封邊桁架。主、次桁架寬度2 400mm、高度約3 500mm，懸挑端部封邊桁架寬度2 100mm、高度約為886mm，桁架鋼材材質為Q345B。屋蓋主桁架與下部支撐柱通過成品抗震鉸接球型鋼支座進行連接。中部鋼屋蓋結構平面布置圖與桁架立面圖[5]、倒三角空間管桁架典型截面圖分別如圖13，14所示。

圖13 鋼屋蓋結構平面布置圖和桁架立面圖

圖14 鋼屋蓋倒三角空間管桁架典型截面圖

2.7 浪花造型結構

圖15 中間跨浪花造型立面圖

圖16 端跨浪花造型立面圖

圖17 浪花造型剖面圖

3 結構分析與設計

3.1 分析模型與分析軟件

本項目采用YJK軟件和MIDAS/Gen軟件對站房結構進行計算分析，YJK計算模型如圖18所示。

圖18 站房結構YJK計算模型

3.2 站房主要荷載與作用

承軌層及以下部分、基礎的設計使用年限100年，設計基準期100年；其余部分設計使用年限50年，設計基準期50年，耐久性年限100 年。場地自然條件見第1節(jié)；風荷載根據(jù)風洞試驗報告確定；屋面下凹處容易積水及積雪，設計時考慮一定的積水及積雪荷載詳見第1節(jié)。豎向活荷載按照《建筑結構荷載規(guī)范》(GB 50009—2012)(簡稱荷載規(guī)范)確定。

溫度作用: 根據(jù)荷載規(guī)范，青島月平均最高溫度+33℃，月平均最低溫度-9℃。根據(jù)本項目地質勘察報告中提供的氣象資料，青島極端最高溫度38.9℃(2002年7月15日)，極端最低溫度-20.5℃(1957年1月22日)。青島寒潮一般發(fā)生于每年11月～次年2月，平均每年發(fā)生4.9次，年均結冰日82d。本項目結構合攏(鋼結構合攏、混凝土后澆帶封閉)溫度定為10～20℃。由于鋼結構大屋蓋嚴重超長，對氣溫的變化比較敏感，需要考慮極端氣溫的影響。根據(jù)氣象資料，鋼結構屋蓋溫差取值為升溫30℃，降溫-40℃；鋼結構大屋蓋以下(旅服夾層、高架候車層、站臺層)按月平均氣溫的溫差取值為升溫25℃，降溫-30℃；站臺層以下溫差取值為升溫13℃，降溫-15℃(地面以下按0.5倍折減)。室外地面10m以下范圍不考慮溫度荷載。考慮混凝土的徐變，由溫差作用引起的混凝土的溫度折減系數(shù)取0.30。

3.3 列車荷載

列車豎向靜活載采用《高速鐵路設計規(guī)范》(TB 10621—2014)[1](簡稱高速鐵路規(guī)范)中的“ZK標準活載”，承軌層在分析時，根據(jù)最不利內力等效的原則將ZK標準活載等效為均布荷載。由列車活載引起的列車豎向動力作用、橫向搖擺力、制動力和牽引力等按高速鐵路規(guī)范和《鐵路橋涵設計基本規(guī)范》(TB 10002.1—2005)[6](簡稱鐵路橋梁規(guī)范)中的相關規(guī)定取值。

本工程橋建一體承軌層結構上部列車軌道均為到發(fā)線，列車進出時速度較慢，車行振動較小，且軌道為有砟軌道，道砟能有效緩沖列車運行時的振動，結構受列車運行振動的影響較小，因此結構設計時未考慮車行振動對結構的影響。

3.4 結構抗震設計

3.4.1 抗震計算

主站房在多遇地震作用下進行抗震計算時，承軌層以上的站房結構按抗震規(guī)范的要求采用 7 度(0.10g) 進 行 計 算; 鑒于承軌層橋梁結構為橋建合一站房中的橋梁結構，將其作為重要橋梁結構加以考慮，根據(jù)《鐵路工程抗震設計規(guī)范》(GB 50111—2006)(2009年版)[7]的規(guī)定，在多遇地震作用下，地震作用乘以重要性系數(shù) 1.4，相當于加大了結構的地震作用，承軌層橋梁結構按鐵路橋梁規(guī)范進行抗震設計與計算。

由于主站房結構中承軌層以上為鋼結構，阻尼比為 0.02; 承軌層及站臺層結構按混合結構，阻尼比為 0.04?？拐鹩嬎銜r按樓層結構的材料類型分別選用不同的阻尼比。

本工程屋蓋最大跨度65m，縱向支承點間最大間距291m，投影面長度約310m，屬于平面投影尺度很大的空間結構，須按多點輸入進行抗震計算并考慮行波效應的影響。因工程處于7度區(qū)Ⅱ類場地，按抗規(guī)要求可采用簡化方法考慮多點輸入和行波效應對結構的影響。因此設計時對其短邊兩跨范圍內構件乘以附加地震作用效應系數(shù)1.15。

3.4.2 抗震措施

如前所述，主站房為框架結構，站臺層以下為鋼筋混凝土結構，站臺層以上為鋼結構。平面基本對稱，質量和剛度分布較均勻，但廣場層、站臺層、旅服夾層樓板均沒有滿鋪，高架候車層和鋼屋蓋沒有設縫，鋼屋蓋總長度310m,大于300m，屬于超限高層建筑[8]，在設計中考慮了如下設計措施:1)采用YJK軟件進行結構整體分析，采用MIDAS/Gen軟件建立對比模型，互相印證分析結果的正確性與合理性。2)提高結構關鍵構件的性能目標為B級；性能化設計的具體內容見3.4.4節(jié)。3)主框架柱采用鋼管混凝土柱(承軌層以下為鋼骨混凝土柱)，提高結構的延性。4)對不同部位的構件控制不同的應力比，關鍵構件采用較小的應力比控制限值。5)進行動力彈塑性分析，對結構在罕遇地震作用下的反應進行分析和評價。6)采用MIDAS/Gen軟件進行考慮幾何非線性的非線性屈曲分析。7)針對建筑的特殊性，對結構進行防連續(xù)倒塌分析。8)對結構整體組裝模型、鋼屋蓋分體模型、高架候車層鋼桁架及以下分體模型分別分析進行包絡設計。9)針對屋蓋特殊的復雜節(jié)點利用SAP2000及ANSYS軟件進行有限元分析。

3.4.3 主站房在多遇地震作用下的計算結果

按抗規(guī)、《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ 3—2010)[9](簡稱高規(guī))及《鋼管混凝土結構技術規(guī)范》(GB 50936—2014)[10]要求，層間位移比采用規(guī)定水平力作用下的計算結果，其余采用CQC法的計算結果。本工程在多遇地震作用下整體計算結果如表1，2所示。

多遇地震作用下結構自振周期 表1

多遇地震作用下結構整體計算結果 表2

3.4.4 主站房整體結構抗震性能化設計

根據(jù)本工程的實際情況，結合高規(guī)及超限審查意見的要求，本工程的整體抗震設防性能目標定為C級，關鍵構件抗震設防性能目標提高一級，定為B級，其中關鍵構件包括鋼結構屋面主桁架、南北浪花空間網(wǎng)格結構、支撐鋼屋蓋的鋼管混凝土柱、高架候車層鋼桁架、承軌層框架柱、承軌層框架梁。不同構件在不同地震水準下的性能目標見表3。

不同構件在不同地震水準下的性能目標 表3

設防烈度和罕遇地震作用下的構件截面及配筋復核采用YJK軟件進行分析，參數(shù)設置如表4所示。計算結果表明，在罕遇地震作用下，下部各層部分鋼筋混凝土框架梁端發(fā)生屈服，但是抗剪未發(fā)生屈服；鋼筋混凝土框架柱、型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱抗彎均未屈服，抗剪保持彈性；施工圖配筋時各構件按設定的抗震性能目標進行多遇地震、設防地震、罕遇地震不同工況的配筋結果進行包絡設計。高架候車層鋼桁架和鋼屋蓋的主桁架，以及南北入口浪花造型部分空間網(wǎng)格結構在大震不屈服性能目標下應力比均未超限。大震不屈服的部分關鍵部位的計算結果見圖19,20。

性能化設計參數(shù) 表4

圖19 承軌層框架大震不屈服驗算結果(局部)

圖20 高架候車層桁架大震不屈服驗算結果(局部)

3.4.5 主站房罕遇地震作用下彈塑性時程分析及主要結果

通過對本工程進行3組地震記錄、三向輸入并輪換主次方向，共計6個計算分析工況的動力彈塑性分析，結果中對混凝土構件的損傷因子定義依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010—2010)附錄C，即對鋼構件通過塑性應變與極限應變的比值來定義損傷因子，塑性損傷評價標準見圖21。動力彈塑性分析部分關鍵部位損傷情況見圖22～25。由圖22可知，柱、梁損傷因子均小于0.3；由圖23可知，柱損傷因子均小于0.3，梁損傷因子均小于0.5；由圖24,25可知，高架候車層桁架大部分構件損傷因子小于0.5，只有個別構件達到0.65左右。

圖21 構件塑性損傷評價標準(損傷因子)

圖22 承軌層(局部)受壓損傷云圖

圖23 承軌層(局部)受拉損傷云圖

圖24 高架候車層桁架(局部)受壓損傷圖

圖25 高架候車層桁架(局部)受拉損傷圖

通過大震彈塑性時程分析，對本工程抗震性能評價可知：1) 結構大震彈塑性時程分析基底剪力約為小震彈性時程分析結果的5.036～5.632倍，部分結構構件進入彈塑性狀態(tài)。2)主體結構在各組地震波下的最大彈塑性層間位移角為1/148，滿足規(guī)范限值要求；結構無明顯的薄弱層。3)結構主要部位參考點的位移時程響應合理，未出現(xiàn)整體傾斜。4) 結構關鍵構件損傷情況如下：各層框架柱無損傷或出現(xiàn)少量輕微損傷；承軌層梁出現(xiàn)少量輕微損傷，大部分仍為彈性；高架候車層鋼桁架出現(xiàn)少量輕微～中等損傷，大部分仍為彈性；鋼屋蓋主桁架出現(xiàn)不同程度的輕微損傷，損傷集中在桁架的端部及跨中部位；南北兩端支撐浪花造型的框架柱及東西兩側穿層柱出現(xiàn)輕微損傷。綜合判定關鍵構件基本處于彈性狀態(tài)。5)在罕遇地震作用下本工程結構耗能機制合理，結構抗震性能良好，能夠滿足預定的抗震性能目標。

3.5 樓、屋蓋變形計算結果

承軌層的承軌梁須滿足鐵路橋梁規(guī)范要求，豎向位移控制值取為跨度的1/1 400；其他樓蓋豎向位移控制值取跨度的1/400(懸挑結構為1/200)；鋼屋蓋豎向位移控制值取為跨度的1/250(懸挑結構為1/125)[11]；主站房樓、鋼屋蓋結構在恒荷載+活荷載標準值荷載工況下的撓度計算結果最大值見表5。

主站房樓、鋼屋蓋結構在恒荷載+活荷載標準值荷載工況下的撓度計算結果最大值 表5

3.6 專項分析和設計

3.6.1 樓層舒適度分析

由于高架候車層采用鋼管混凝土柱+主次鋼桁架的結構布置形式，結構跨度大，最大處為28.5m×22.0m，樓蓋豎向剛度較小，人流密集且行人對振動比較敏感，對行人舒適度要求較高，故重點對本層進行了舒適度分析。根據(jù)高規(guī)3.7.7 條規(guī)定:樓蓋結構應具有適宜的舒適度，其豎向振動頻率不宜小于3Hz，豎向振動加速度峰值不應超過規(guī)范限值，一般情況下，當樓蓋結構豎向振動頻率小于3Hz 時，應驗算其豎向振動加速度。

采用YJK軟件對高架候車層進行樓蓋豎向模態(tài)分析，結果如圖26～28所示。由圖26～28可知，A，B，C區(qū)豎向自振頻率均小于3Hz，說明樓蓋豎向剛度較小，需要進行豎向振動加速度分析。行人樓蓋舒適度分析行人激勵輸入方式包括同步行走、同步跑動、隨機行走、隨機跑動等，一般情況候車廳樓蓋不會出現(xiàn)人群同步行走的情況，故本工程行人舒適度分析采用人隨機行走的激勵輸入方式，采用YJK軟件進行時程分析。

圖26 A區(qū)豎向自振頻率圖(f=2.38Hz)

圖27 B區(qū)豎向自振頻率圖(f=2.26Hz)

圖28 C區(qū)豎向自振頻率圖(f=2.56Hz)

考慮到人行走的隨機性，不可能窮盡各種可能，原則上應盡量將激勵荷載施加在豎向剛度最小的位置即圖26～28所述的A，B，C區(qū)這三處樓蓋豎向振動頻率較小的區(qū)域。關于人群分布空間狀態(tài)，正常使用狀態(tài)下，行人密度0.3～0.6人/m2為稍稠狀態(tài)，一般在稍稠狀態(tài)的人群密度激勵下，加速度響應滿足要求，可認為其舒適度滿足要求。本工程高架候車層人群密度按0.6人/m2考慮，將人行激勵作為集中力分別施加在A，B，C區(qū)這三處樓蓋豎向剛度較小的部位。行人荷載模型采用國際橋梁與結構工程協(xié)會(IABSE)建議模型，人重量取0.75kN，人行走頻率取1.6，2.0，2.4Hz三種情況，假定行人行走從落足開始，荷載從0開始逐漸增大，其中行走頻率取2.0Hz時，人連續(xù)行走激勵時程曲線見圖29。

圖29 人連續(xù)行走激勵時程曲線(行走頻率取2.0Hz)

計算分析完成后根據(jù)各區(qū)域的豎向位移云圖、豎向振動加速度云圖判斷最不利點(即特征點)的位置，從而提取樓蓋豎向振動加速度時程的計算結果，其中行走頻率取2.0Hz時，人行激勵下A區(qū)特征點加速度響應時程曲線見圖30。根據(jù)結果可以找出人行激勵下樓蓋豎向振動加速度最大值，A，B，C三個區(qū)域不同頻率人行激勵下的豎向振動峰值加速度統(tǒng)計見表5。

圖30 A區(qū)特征點加速度響應時程曲線

表5

由表5可知，對應同一區(qū)域，豎向振動峰值加速度與激勵頻率成正比。各工況下各區(qū)域特征點中豎向振動峰值加速度最大值為0.138 m/s2<0.150 m/s2，滿足高規(guī)3.7.7條的規(guī)定，舒適度驗算滿足要求。同樣，對旅服夾層模態(tài)分析表明該層樓蓋人行區(qū)域自振頻率均不小于3Hz，滿足舒適度驗算頻率限值。

3.6.2 超長樓板溫度應力分析

本工程嚴重超長，為防止在溫度變化作用下樓板開裂，特對溫度作用下樓板的溫度應力進行分析。溫度變化作用下，結構兩側分別向內收縮或向外膨脹，在結構的平面剛心附近會形成一個不動點。由于混凝土抗拉能力較弱，因此對于混凝土樓面的設計是由降溫工況控制。以高架候車層為例，降溫工況下其西北象限1/4局部樓面樓板的溫度應力如圖31所示。

圖31 高架候車層降溫工況下樓板應力云圖/(N/mm2)

由分析結果可知，樓層樓板在降溫工況主要承受拉力，結構外輪廓陰角部位及大洞口角部局部區(qū)域應力較大。對于大部分區(qū)域，通過分析溫度拉應力并增配鋼筋來控制裂縫，尤其加強外輪廓陰角部位及大洞口角部的樓板配筋，同時在材料、施工、養(yǎng)護等過程進行全過程控制。減小溫度、收縮效應的措施包括：混凝土低溫入模合攏；鋼結構低溫合攏；在混凝土配合比設計中，采用收縮小的水泥；將膨脹加強帶與后澆帶的設置相結合，后澆帶內澆筑補償收縮混凝土，以一定的膨脹應力補償結構合攏后溫差收縮應力。

3.6.3 超長樓蓋抗裂誘導縫設計

如前文所述，高架候車層垂軌向長度約310m，中間不設縫，屬于超長結構，設計中對樓蓋進行了既定溫差下的溫度應力分析并采取了一系列樓板加強措施和施工措施。由于高架候車層是乘車人員主要的集中和停留空間，為了避免地面鋪裝產生不規(guī)則裂縫，影響人們的出行體驗，在樓板設計中考慮設置誘導縫，從而將可能產生的裂縫引導至一定的部位，該部位亦是地面鋪裝的接縫位置。誘導縫的做法如圖32所示，垂軌向每隔兩跨(約40～50m)設置一道，設置位置為沿順軌向主桁架頂部通長設置。

圖32 高架候車層樓板誘導縫做法

3.6.4 鋼筋混凝土梁和鋼骨混凝土柱連接節(jié)點設計

本工程站臺層以上部分柱為鋼管混凝土柱，站臺層以下在鋼管混凝土柱的外圍包裹400mm厚鋼筋混凝土形成鋼骨混凝土柱，廣場層、承軌層、站臺層的鋼筋混凝土梁須與鋼骨混凝土柱連接，其典型連接做法如圖33所示。梁縱筋伸入鋼筋混凝土疊合層后通過外環(huán)板與鋼管柱連接，外環(huán)板內側設置加強內隔板。置于外環(huán)板上部的鋼筋可以現(xiàn)場焊接，置于外環(huán)板下部的鋼筋因為需要仰焊，為了保證焊接質量要求工廠先焊接鋼筋頭，后采用機械連接器連接。

圖33 鋼筋混凝土梁和鋼骨混凝土柱連接節(jié)點做法

3.6.5 高架候車層鋼桁架與鋼管混凝土柱連接節(jié)點設計

高架候車層鋼桁架與鋼管混凝土柱之間均采用焊接連接，弦桿與柱之間為剛接，弦桿通過外加強環(huán)板與柱相接，同時在柱內對應位置設置內隔板以便傳力連接；為便于澆筑混凝土，內隔板上設置直徑600mm的圓孔。為了便于桁架拼接、減少桁架與柱節(jié)點處外環(huán)板和內隔板層數(shù)、保證鋼管混凝土柱內混凝土的澆筑質量，桁架上、下弦桿的高度均取統(tǒng)一的高度，即400mm。通過調整桿件的寬度和壁厚來滿足不同承載力的需要，弦桿最小寬度為400mm，最大寬度為1 200mm。鋼桁架與鋼管混凝土柱的典型連接做法見圖34。

圖34 鋼桁架與鋼管混凝土柱典型連接節(jié)點做法

4 結論

(1)紅島站主站房主體采用框架結構，下部采用鋼筋混凝土柱和鋼骨混凝土柱，上部采用鋼管混凝土柱；承軌層采用橋建合一設計，高架候車層采用鋼桁架結構，鋼屋蓋采用大跨空間管桁架結構，浪花造型采用空間網(wǎng)格鋼結構，建筑造型美觀，結構體系傳力明確。

(2)結構分析表明，站房主體結構在各類設定工況下的構件承載力滿足要求，在各類設定工況下的結構變形滿足規(guī)范要求。

(3)紅島站主站房主體結構在多遇地震作用下彈性分析和罕遇地震作用下的彈塑性時程分析表明，結構具有良好的抗震性能，主體結構選型和布置滿足抗震設計的要求。按橋建合一方式設計的承軌層梁板結構在罕遇地震作用下基本處于彈性階段，具有較高的抗震承載力。

(4)對大跨度鋼結構候車廳樓蓋和商業(yè)夾層樓蓋進行人行活動所致的樓蓋舒適度進行分析可知大跨度樓蓋豎向舒適度滿足要求。

(5)對高架候車層超長樓蓋進行了溫度分析，采取了一系列抗裂措施，并設置樓板抗裂誘導縫，能有效避免候車廳地面鋪裝的開裂。

(6) 紅島站結構連接節(jié)點設計構造清晰、傳力明確，有良好的可靠性。

致謝：在工程設計中，中國鐵路總公司和濟青高速鐵路有限公司領導以及全國超限高層建筑審查專家委員會相關專家多次召開設計評審會，提出極其寶貴的意見; 浙江大學、山東省建筑設計研究院有限公司完成了相關的試驗和專項分析;鐵四院和中國鐵設的多位專家、學者提出了寶貴的意見; 楊旭晨、曹峰、戴承陽、謝一超等同志參與部分設計或校審工作，在此表示衷心感謝!