一种城市轨道交通高架车站及其型钢混凝土组合柱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程领域，尤其涉及一种应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上的城市轨道交通高架车站及其型钢混凝土组合柱。
【背景技术】
[0002]由于建筑空间规划需求和外形限制，型钢混凝土组合柱结构作为一种极具魅力的组合结构形式，与同等截面的钢筋混凝土柱结构相比，其承载力和刚度有明显的提高，并具备更好的延性，已经日益广泛地应用于各类建筑结构中，为顺应城市发展需求，确保结构安全，产生了很大的经济、社会和环境效益。
[0003]现有的型钢混凝土柱结构在桥建合一的桥梁结构和房建结构上的应用并不多见，且在承压性能、变形能力、耐疲劳以及抗冲击性上仍有很多不足。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种城市轨道交通高架车站及其型钢混凝土组合柱，型钢混凝土柱具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好;既能满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱，应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上，包括:承台、紧固在承台上的型钢混凝土组合柱以及紧固在型钢混凝土组合柱上的框架横梁；型钢混凝土组合柱包括:型钢柱、排布在型钢柱外周的构造钢筋和箍筋以及包覆在型钢柱、构造钢筋和箍筋外部的混凝土包覆体;型钢柱包括:第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部，第一型钢部包括第一腹板和分别连接在第一腹板相对两端部的第一翼缘板，第二型钢部包括第二腹板和连接在第二腹板一端部的第二翼缘板，第三型钢部包括第三腹板和连接在第三腹板一端部的第三翼缘板，其中:第二型钢部的第二腹板和第三型钢部的第三腹板分别连接第一型钢部第一腹板的相对两侧。
[0006]其中，第一型钢部呈Η形，第二型钢部和第三型钢部分别呈T形。
[0007]其中，第二型钢部以及第三型钢部可由切割第一型钢部得到。
[0008]其中，在第一型钢部第一翼缘板的外侧、第二型钢部第二翼缘板的外侧以及第三型钢部第三翼缘板的外侧上分别焊接有多个栓钉。
[0009]其中，构造钢筋沿型钢混凝土柱的延伸方向设置，其包括:均匀排布在型钢柱的四端角位置上的第一构造钢筋和均匀排布在栓钉外侧对应位置上的第二构造钢筋，第一构造钢筋的直径尺寸大于第二构造钢筋的直径尺寸。
[0010]其中，箍筋套接在构造钢筋上，其沿型钢混凝土柱的延伸方向排布设置，其包括:套接在第一构造钢筋和第二构造钢筋外周的第一箍筋和设置在第一箍筋内侧的第二箍筋，第一箍筋和第二箍筋在型钢混凝土组合柱的顶部和底部的一定截面高度范围内设置加密区域。
[0011]其中，加密区域中第一箍筋和第二箍筋之间的间距大于第一箍筋和第二箍筋在其它区域中的间距。
[0012]其中，在型钢混凝土组合柱和框架横梁相连接的梁柱节点位置设置用以供框架横梁的横向主筋和纵向主筋穿过且进行紧固的第一连接套筒。
[0013]其中，在第一连接套筒的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋。
[0014]其中，型钢混凝土组合柱和承台通过柱脚结构相连接，其中，柱脚结构包括:分别连接在第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部同一侧端部的底板，锚栓垫板以及柱脚锚栓，其中:锚栓垫板焊连在底板的四端角，柱脚锚栓穿过锚栓垫板和底板锁紧。
[0015]其中，柱脚结构还包括:用以供与第一翼缘板、第二翼缘板以及第三翼缘板相交的横向主筋和/或纵向主筋穿过且进行紧固的第二连接套筒。
[0016]其中，在第二连接套筒的周围分别设置横向的水平加劲肋和/或纵向的水平加劲肋。
[0017]为解决上述技术问题，本发明还公开了一种包括上述城市轨道交通高架车站钢混凝土柱结构的城市轨道交通高架车站的技术方案。
[0018]本发明所提供的城市轨道交通高架车站及其型钢混凝土组合柱，具有如下有益效果:
[0019]第一、通过第一型钢部、第二型钢部以及第三型钢部组装形成十字形型钢柱，周边配制钢筋和箍筋的框架柱构件，具有良好的承压性能，变形能力强，耐疲劳，抗冲击性能好。
[0020]第二、在型钢混凝土组合柱和框架横梁相连接的梁柱节点位置设置连接套筒，以供框架横梁的横向主筋和纵向主筋穿过并能进行紧固，一方面能够保证梁柱节点施工安全，降低施工风险，另一方面能够提升施工效率，节省工期。
[0021]第三、型钢混凝土组合柱和承台通过柱脚结构相连接，可以保证型钢混凝土组合柱的准确定位，能有效的承受城市轨道交通高架车站上部结构的自重和列车运动荷载，在抗震方面也有着良好性能。
[0022]第四、制备及施工方法合理，既能满足结构安全和工程经济，也涉及现场施工的可行性和工序安排。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱的立面结构示意图。
[0025]图2是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱的侧面结构示意图。
[0026]图3是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱的型钢柱的放大结构示意图。
[0027]图4是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱的配筋的断面结构示意图。
[0028]图5是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱的梁柱节点的配筋构造示意图。
[0029]图6是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱如图5所示A-A的截面结构示意图。
[0030]图7是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱如图5所示B-B的截面结构示意图。
[0031]图8是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱的柱脚结构的放大结构示意图。
[0032]图9是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱如图8所示C-C的截面结构示意图。
[0033]图10是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱如图8所示D-D的截面结构示意图。
[0034]图11是本发明实施例城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱如图8所示E-E的截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]结合参见图1-图11所示，为本发明城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱的实施例一。
[0037]本实施例中的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱应用于桥建合一的桥梁结构和房建结构上。其中:桥建合一结构是指:桥梁和房建结构结合，桥梁的盖梁、墩柱、基础为桥梁结构和房建结构共有，桥梁的横向框架通过纵向房建结构梁板整体浇筑所形成的空间框架体系，如图1 -图2所示。
[0038]本实施例中的城市轨道交通高架车站采用横向单跨三层钢筋混凝土框架结构型式，车站的总长为186m，宽18.2m。其中:地面一层设为设备用房，地上二层为站厅层，地上三层为站台层，站厅层设有立柱、框架横梁，纵向框架梁以及电缆夹层等结构，站台层设有行车道层框架横梁、轨道梁以及纵向框架梁等结构，实际应用时，可进行调整。同时，上述结构中中受列车荷载影响较大的轨道梁及其支承结构可以按现行铁路桥涵规范进行设计，受列车荷载影响较小以至不受影响的一般建筑结构构件可以按现行建筑规范进行设计。
[0039]进一步的，本实施例中的城市轨道交通高架车站的型钢混凝土组合柱，包括:承台
2、紧固在承台2上的型钢混凝土组合柱1以及紧固在型钢混凝土组合柱1上的框架横梁3。
[0040]其中:如图3所示，型钢混凝土组合柱1包括:型钢柱11、排布在型钢柱11外周的构造钢筋和箍筋以及包覆在型钢柱11、构造钢筋和箍筋外部的混凝土包覆体14.
[0041]型钢柱11包括:第一型钢部111、第二型钢部112以及第三型钢部113，第一型钢部Ill包括第一腹板11 la和分别连接在第一腹板11 la相对两端部的第一翼缘板111b，第二型钢部112包括第二腹板112a和连接在第二腹板112a—端部的第二翼缘板112b，第三型钢部113包括第三腹板113a和连接在第三腹板113a—端部的第三翼缘板113b，其中:
[0042]第二型钢部112的第二腹板112a和第三型钢部113的第三腹板113a分别连接第一型钢部111第一腹板111a的相对两侧。
[0043]本实施例中，第一型钢部111呈Η形，第二型钢部112和第三型钢部113分别呈T形。在具体实施时，第二型钢部112以及第三型钢部113可由切割所述第一型钢部111得到。具体地，第一型钢部111可以选用宽翼缘热乳Η型钢或焊接Η型钢;第二型钢部112以及第三型钢部113可以把第一型钢部111从第一腹板111a中间剖分而成，也可以直接采用钢板焊接成Τ型。
[0044]本实施中，首先制备形状结构相同的两块第一型钢部111，把钢板焊接成Η型钢，然后把其中一块Η型钢切割成两块Τ型钢，形成第二型钢部112和第三型钢部113，最后把第二型钢部112和第三型钢部113与第一型钢部111的第一腹板111a焊接起来，从而得