一、基本情况 

　　获奖项目名称:大型轨道交通枢纽异形空间结构建造关键技术与应用

　　主要完成单位:中国铁路设计集团有限公司、天津大学、中铁五局集团建筑工程有限责任公司、中铁三局集团建筑安装工程有限公司、河北工程大学、天津大学建筑设计规划研究总院有限公司

　　主要完成人:刘红波、李爱东、高修建、刘文锐、王龙轩、张春雷、毋英俊、尹华松、井司南、杨才鑫、王彬、林昊、余洋、李楠、闫韬升 

　　二、项目背景 

　　我国铁路和城市轨道交通 “由线到网”发展过程中涌现出一大批大型轨道交通枢纽，随着对建筑空间开敞性、美观性等提出越来越高的要求，枢纽结构造型愈加复杂多变，衍生出各种异形结构体系、构件和节点。当前大型轨道交通枢纽异形空间结构建造主要存在以下三类技术挑战：异形空间结构体系设计方法不完善；复杂构件与节点设计难度大；运营线扩建改造施工难度大、风险高。针对上述问题，项目团队依托多项国家级和省部级课题，在异形空间结构体系设计方法研究、复杂构件及节点分析理论、既有运营线改造施工技术等方面取得一系列创新成果。  

　　三、创新成果 

　　项目针对大型轨道交通枢纽异形空间结构建造关键技术与应用开展了深入研究，取得了以下主要创新成果：   

　　创新成果1

　　针对大型轨道交通枢纽异形空间结构，提出了结构温度场效应、风致响应和结构抗倒塌性能等分析与设计方法。研究了基于太阳辐射下的异形空间结构温度场效应，揭示了典型涂层在太阳辐射下的温度场分布规律，明确了非均匀温度场对结构力学性能的影响。提出了列车过站风场的荷载取值标准，揭示了异形空间结构稳定性特征、地震响应规律和倒塌破坏模式，形成了相应的防灾设计方法。

　　创新成果2

　　创新研发了变截面倒梯形箱梁及其与圆钢管相贯节点、向心和角接触关节轴承支座节点等复杂构件与节点，揭示了其力学机制和失效模式，建立了相应的承载力计算方法。研究了高长十字型钢柱和变截面柱受力机理及临界失稳模式，完善了异形钢构件、节点的设计理论。

图1 变截面倒梯形箱梁缩尺试验和承载力计算公式

图2 向心、角接触关节轴承支座足尺试验和承载力计算公式

　　创新成果3 

　　研发了“拆除-新建-防护”三位一体施工技术，提出了上跨运营高架车站大跨移动防护棚施工、钢结构屋盖小空间分段拆除滑移和钢桁架同步滑移施工方法，实现了临近运营线的快速安装及拆除施工，形成了枢纽结构健康监测技术标准，保障了改造期间既有车站的正常运营和行车安全。 

图3  “拆除-新建-防护”三位一体施工技术

　　四、推广应用 

　　项目成果已主持或参与编制行业、地方、团体标准8部，发表学术论文60余篇，专著出版1部，授权国家专利27项，获省级工法3项。相关成果成功应用于深圳大运综合交通枢纽、杭州南站、聊城西站、济南东站等十余项大型轨道交通枢纽工程，取得了良好的经济效益和社会效益，应用前景广阔。

图4 项目成果的代表性工程应用