1.2　設(shè)計(jì)概況

1.2.1　方案設(shè)計(jì)

1.背景

青島北站由中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱鐵二院）、北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱BIAD）和法國(guó)鐵路集團(tuán)AREP建筑設(shè)計(jì)公司（以下簡(jiǎn)稱AREP）三家組成的設(shè)計(jì)聯(lián)合體共同設(shè)計(jì)。其中，方案設(shè)計(jì)由聯(lián)合體共同完成，AREP主要負(fù)責(zé)地上主體建筑與結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)，BIAD負(fù)責(zé)主體建筑與結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)，鐵二院負(fù)責(zé)地下部分的整體設(shè)計(jì)及地上機(jī)電各專業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)。

2.設(shè)計(jì)理念

（1）以人為本，貫徹鐵路站房建設(shè)“功能性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性、文化性和經(jīng)濟(jì)性”的建設(shè)理念。

（2）針對(duì)不同客流需求建立以快速通過(guò)為主的旅客交通模式。青島北站流線設(shè)計(jì)在滿足普通候車式旅客活動(dòng)模式的基礎(chǔ)上，著重加強(qiáng)了客流的快速通過(guò)能力。針對(duì)不同的旅客需求建立“上進(jìn)下出、下進(jìn)下出”的立體站內(nèi)交通流線，為旅客提供方便快捷的路線。

（3）公共空間的兼容可變性和應(yīng)急能力。設(shè)計(jì)中將空間最大限度地留給公共空間面積，采用完整的大空間布局，為未來(lái)鐵路的發(fā)展變化預(yù)留下良好的條件。車站具有足夠的室內(nèi)外空間以應(yīng)對(duì)在春運(yùn)、暑運(yùn)和節(jié)假日等特殊時(shí)段客流高峰聚集的情況，提高車站應(yīng)急能力。

（4）引入站房功能的多元化和城市化。主站房主要空間引入城市化、社會(huì)化功能，為旅客提供商業(yè)、休閑、休息等多種設(shè)施和服務(wù)。站房本身已不僅僅局限于交通功能，更成為城市生活的一部分。

（5）展翅騰飛是青島北站設(shè)計(jì)的立意基礎(chǔ)。青島北站造型立意海鷗在海濱展翅飛翔，寓示青島博大的胸懷和廣闊的發(fā)展前景，突出了“海邊的站房”這一得天獨(dú)厚的環(huán)境條件，使交通建筑的空間塑造與自然環(huán)境渾然一體，完美地體現(xiàn)了人與自然和諧相處的城市特點(diǎn)，又以獨(dú)特的建筑造型構(gòu)成了青島市的新地標(biāo)，一座極具地域特征和視覺(jué)沖擊力的交通建筑將為膠州灣海域增添活力。

3.規(guī)劃設(shè)計(jì)

將青島北站站房置于城市站前大道盡端上，緊鄰大海。軸線上的城市廣場(chǎng)、站前廣場(chǎng)、站房、站房后的廣場(chǎng)延續(xù)空間，構(gòu)成完整的景觀序列，青島北站成為城市軸線的對(duì)景，它對(duì)稱的體形也強(qiáng)化了這一城市空間關(guān)系。

針對(duì)地形特點(diǎn)，形成對(duì)稱的站場(chǎng)交通、景觀形態(tài)。站前廣場(chǎng)結(jié)合城市交通分東、西兩個(gè)廣場(chǎng)，主廣場(chǎng)設(shè)在站房東側(cè)，解決城市方向來(lái)的旅客進(jìn)出站；西廣場(chǎng)設(shè)在膠州灣高速公路與車站之間，解決膠州灣高速公路方向來(lái)的旅客進(jìn)出站，形成完善的進(jìn)出站交通空間。

整個(gè)站區(qū)環(huán)境開闊，空間豐富且具有層次，為進(jìn)站人群提供了舒適的集散休閑場(chǎng)所。站前廣場(chǎng)及城市廣場(chǎng)以自然生態(tài)為主題，對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)處的碧海藍(lán)天形成綠色生態(tài)的站區(qū)環(huán)境。具有強(qiáng)烈引導(dǎo)性和流動(dòng)性的廣場(chǎng)景觀綠化，融入站房空間，再滲透出來(lái)匯入大海，整個(gè)站房猶如展翅欲飛的海鷗，給人無(wú)限的遐想和視覺(jué)映像。

4.功能設(shè)計(jì)

青島北站流線設(shè)計(jì)在滿足傳統(tǒng)候車式車站旅客活動(dòng)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合空間和平面布局，著重加強(qiáng)了客流的快速通過(guò)能力，充分考慮旅客的需求，進(jìn)行功能流線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，創(chuàng)造舒適、優(yōu)美、人性化的空間，為旅客提供細(xì)致入微的關(guān)愛(ài)，使車站成為功能完善、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、適應(yīng)鐵路發(fā)展和旅客需要的現(xiàn)代化交通建筑精品。

青島北站為跨線式車站，全站設(shè)到發(fā)線18條（含正線2條、貨線2條），有效長(zhǎng)度按650m設(shè)計(jì)。車站兩邊最外側(cè)各設(shè)一個(gè)基本站臺(tái)，分別采用500m×15m×1.25m、450m×12m×1.25m，第二站臺(tái)采用500m×12m×1.25m，其余5個(gè)中間站臺(tái)采用450m×12m×1.25m。

主站房主要空間設(shè)計(jì)考慮了足夠的場(chǎng)所來(lái)處理進(jìn)、出站層的多種功能，并將城市化、社會(huì)化的概念引入站房功能。在進(jìn)站廣廳、候車區(qū)等公共空間中為旅客提供商業(yè)、餐飲、休息等多種設(shè)施和服務(wù)，滿足不同層次旅客的不同需要。結(jié)合候車室布置室內(nèi)綠化有效地改善了候車環(huán)境。站房本身已不僅僅局限于交通功能，更成為城市生活的一部分。

青島北站建筑平面采取高架候車的形式，采用“上進(jìn)下出”的旅客流線，將車站功能空間劃分為地下出站層、地面站臺(tái)層、高架候車層三個(gè)層面。

地下出站層主要由出站廳及出站通道組成，旅客由站臺(tái)經(jīng)自動(dòng)扶梯下至地下出站廳，檢票后進(jìn)入出站通道。出站旅客可在出站通道選擇直接上至東西站前廣場(chǎng)、東站房廣廳及站前平臺(tái)、地鐵站廳及各地面停車場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)各種功能的綜合連接。

地面站臺(tái)層?xùn)|西兩端均設(shè)置有進(jìn)站廣廳、售票等客運(yùn)用房。其中東端客運(yùn)用房中部為進(jìn)站廣廳，廣廳右側(cè)設(shè)售票用房，左側(cè)設(shè)商業(yè)用房，使廣廳成為綜合利用空間，旅客由廣廳經(jīng)自動(dòng)扶梯可直接到達(dá)高架候車層。貴賓候車室設(shè)于廣廳左側(cè)，具有獨(dú)立的出入口，并可通過(guò)專用垂直電梯上至高架候車層，經(jīng)進(jìn)站走廊跨線到達(dá)站臺(tái)。

高架候車層中部為高架候車區(qū)，東端設(shè)置有少量客運(yùn)管理及設(shè)備用房，并設(shè)置有餐廳；西端設(shè)置有面海觀景區(qū)。候車區(qū)內(nèi)采用玻璃隔斷劃分出普通候車區(qū)、母子候車區(qū)和軟席候車區(qū)等，適當(dāng)引入室內(nèi)綠化及樓板局部開孔，形成豐富、舒適的候車空間。

餐廳、觀景休閑區(qū)等配套商業(yè)服務(wù)設(shè)施的設(shè)置，在大大提升青島北站候車空間品質(zhì)的同時(shí)，也將海景車站的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。

5.建筑方案設(shè)計(jì)

（1）地下一層

該層（相對(duì)標(biāo)高為-10.500m）主要功能為鐵路旅客到達(dá)的出站廳、綜合換乘的大廳、地鐵站廳、地下停車場(chǎng)，其平面圖如圖1-2所示。

出站廳為雙柱三跨，中跨為城市通道，可連通站房東西廣場(chǎng)及地下空間；兩側(cè)邊跨為出站檢票廳，鐵路旅客從站臺(tái)通過(guò)樓扶梯到達(dá)檢票廳，檢票后進(jìn)入城市通道離站。

鐵路設(shè)備管理用房設(shè)置于東西站房下方。

出站廳東側(cè)為換乘大廳。換乘大廳東側(cè)為地鐵站廳，南側(cè)為出租車停車場(chǎng)及公交換乘通道，北側(cè)為社會(huì)車停車場(chǎng)及長(zhǎng)途車換乘通道。鐵路旅客出站后可通過(guò)換乘大廳選擇地鐵、出租車、社會(huì)車、長(zhǎng)途車、公交車等多種交通方式進(jìn)行換乘。

（2）站臺(tái)層

站臺(tái)層（相對(duì)標(biāo)高為±0.000m）共8個(gè)站臺(tái)，所有站臺(tái)上均不設(shè)柱，所有雨棚及站房的結(jié)構(gòu)柱均設(shè)于兩條軌道的中央。每個(gè)站臺(tái)均設(shè)兩處進(jìn)站樓扶梯，兩處地下出站通道，以及兩部連接高架候車層與站臺(tái)層、站臺(tái)層與出站大廳層的無(wú)障礙電梯。站臺(tái)層平面圖如圖1-3所示。

西側(cè)基本站臺(tái)以外設(shè)置西站房，西站房中部為進(jìn)站廣廳和基本站臺(tái)候車區(qū)，廣廳內(nèi)設(shè)置通向高架層的樓扶梯。西站房本層南側(cè)為售票、工作人員辦公區(qū)、衛(wèi)生間，南側(cè)夾層設(shè)置設(shè)備用房及信號(hào)專業(yè)用房；北側(cè)為貴賓室、工作人員辦公區(qū)、設(shè)備用房、衛(wèi)生間，北側(cè)夾層設(shè)置設(shè)備用房及信號(hào)專業(yè)用房。

東側(cè)基本站臺(tái)以外設(shè)置東站房，東站房中部為進(jìn)站廣廳和基本站臺(tái)候車區(qū)，廣廳內(nèi)設(shè)置通向高架層的垂直交通。東站房本層北側(cè)為售票、工作人員辦公區(qū)、衛(wèi)生間，北側(cè)夾層設(shè)置設(shè)備用房及工作人員辦公區(qū)；南側(cè)為工作人員辦公區(qū)、設(shè)備用房、衛(wèi)生間以及3個(gè)貴賓候車室，南側(cè)夾層設(shè)置設(shè)備用房及工作人員辦公區(qū)。

本站共設(shè)4個(gè)貴賓候車室，其中3個(gè)貴賓候車室設(shè)于東站房，1個(gè)貴賓候車室設(shè)于西站房。

站臺(tái)層南北兩側(cè)部分分別為無(wú)柱雨棚的覆蓋區(qū)域。

（3）高架候車層

高架候車層（相對(duì)標(biāo)高為9.000m）的高架于站臺(tái)之上布置。候車區(qū)內(nèi)可根據(jù)需要采用輕型隔斷劃分為軟席候車區(qū)、無(wú)障礙候車區(qū)等。候車廳內(nèi)布置兩排玻璃服務(wù)單元。服務(wù)單元內(nèi)設(shè)衛(wèi)生間、吸煙區(qū)或商業(yè)設(shè)施等。結(jié)構(gòu)主拱與地面相交處采用磨砂防火玻璃采光地面，以便給站臺(tái)層引入更多的自然光線。候車廳東西兩端除了作為乘客從廣廳進(jìn)入到候車區(qū)的過(guò)渡空間外，還布置了商業(yè)空間，在候車廳西側(cè)靠近外立面幕墻處設(shè)置了相對(duì)標(biāo)高為17.100m的觀海夾層（即觀景平臺(tái)）作為集中的商業(yè)空間。高架候車層平面圖如圖1-4所示。

（4）剖面設(shè)計(jì)

車站剖面圖如圖1-5所示。站房屋面檐口最高點(diǎn)建筑高度為46.440m。

為保證站房地下一層大廳空間高度不低于4.5m，地下一層層高從站臺(tái)面至地下一層地面為10.500m。設(shè)計(jì)考慮地下一層噴淋管線等按穿結(jié)構(gòu)梁形式設(shè)計(jì)，主梁縱向布置，保證室內(nèi)主要部分的室內(nèi)凈空。

站房首層室內(nèi)地面比室外廣場(chǎng)高0.3m，比站臺(tái)面高0.15m。室內(nèi)外采用斜坡連接，便于旅客通行。站臺(tái)層層高9m。

（5）立面造型

立面造型如圖1-6所示。“海鷗”建筑優(yōu)美曲線的靈感來(lái)自于展翅飛翔的海鷗，給人以無(wú)限的遐想；整體造型富有動(dòng)感又伸展飄逸，挺拔而富有張力，似一只海鷗振翅高飛，象征著青島市經(jīng)濟(jì)文化的蓬勃發(fā)展；清新通透的建筑造型，獨(dú)特的濱海建筑環(huán)境，不同于以往站房厚重嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧⒚嬖煨惋L(fēng)格，營(yíng)造出浪漫的視覺(jué)形象，體現(xiàn)出“海邊的新客站”這一獨(dú)具魅力的空間主題。

6.結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

青島北站結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，地上兩層（西邊局部有第三層觀景平臺(tái)），地下兩層（局部三層），地下通道結(jié)構(gòu)與地鐵結(jié)構(gòu)接駁，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接與換乘。地上主體結(jié)構(gòu)由主站房（包括屋蓋、高架候車層、東西廣廳）和兩側(cè)對(duì)稱的站臺(tái)無(wú)柱雨棚組成。主站房屋蓋東西長(zhǎng)約350m，南北寬約168～213m，為復(fù)雜的空間鋼結(jié)構(gòu)體系，拱形受力體系跨度為101.2～148.7m不等，最大懸挑約30m，每榀拱形受力體系通過(guò)幾何單元的變化來(lái)模擬飛鳥展翅的姿態(tài)，拱形體系支座之間設(shè)預(yù)應(yīng)力拉索，以平衡水平力。屋蓋結(jié)構(gòu)直接落地，其支承斜拱在9.000m標(biāo)高處穿過(guò)高架候車層樓板，且與下部高架候車層結(jié)構(gòu)為互相獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。主站房高架候車層平面尺寸約為120m×205m，為由Y型柱和實(shí)腹工字形梁組成的鋼框架體系。主站房?jī)蓚?cè)對(duì)稱的站臺(tái)無(wú)柱雨棚投影面積共約58000m2，采用平面管桁架拉索結(jié)構(gòu)，最大跨度38.5m。

結(jié)構(gòu)在施工及使用期間應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行承載力、穩(wěn)定性、疲勞、變形、抗裂或裂縫寬度驗(yàn)算，并滿足耐久性要求與相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一級(jí)。抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g；設(shè)計(jì)地震分組為第三組；場(chǎng)地類別為Ⅱ類；根據(jù)抗震設(shè)防專項(xiàng)審查專家意見(jiàn)和《山東省地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)管理辦法》相關(guān)規(guī)定，在進(jìn)行地震作用計(jì)算時(shí)將設(shè)防烈度由6度提高到7度（0.1g）。

“海鷗”形屋蓋鋼結(jié)構(gòu)、高架候車層鋼結(jié)構(gòu)、東西廣廳與觀景平臺(tái)結(jié)構(gòu)等有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析內(nèi)容參考第2篇。

1.2.2　方案調(diào)整與初步設(shè)計(jì)修改

1.屋蓋方案調(diào)整變化

在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中曾對(duì)站場(chǎng)線路進(jìn)行過(guò)調(diào)整，考慮到本工程主站房結(jié)構(gòu)的特殊性，建筑方案的改變?nèi)鐖D1-7所示。

為適應(yīng)建筑方案調(diào)整，結(jié)構(gòu)單元需要重新進(jìn)行布置，最后確認(rèn)由原來(lái)8個(gè)拱單元組成的結(jié)構(gòu)修改為現(xiàn)在10個(gè)拱單元的結(jié)構(gòu)，如圖1-8所示。拱單元間距的變化，使得結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系布置也發(fā)生了相應(yīng)的變化，修改后側(cè)向剛度要優(yōu)于修改前，如圖1-9所示。

2.無(wú)柱雨棚方案調(diào)整變化

根據(jù)站場(chǎng)線路的變化，結(jié)合建筑使用功能，無(wú)柱雨棚的設(shè)計(jì)方案經(jīng)歷了多次修改。其中最大的變化是結(jié)構(gòu)體系由原有的柱頂斜拉索方案改為落地斜拉索方案，如圖1-10所示。與此同時(shí)，結(jié)構(gòu)的跨數(shù)、跨度也都進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。

隨后在優(yōu)化過(guò)程中，為了節(jié)省造價(jià)，將雨棚凈高從13.5m下降為9m。但雨棚在按此高度施工至與主站房連接處的最后一跨時(shí)，考慮到雨棚檐口標(biāo)高與站房檐口標(biāo)高差距較大可能會(huì)導(dǎo)致飄雨現(xiàn)象的發(fā)生，于是將最后一跨起翹，如圖1-11、圖1-12所示。雨棚最終的設(shè)計(jì)平面圖如圖1-13所示。

1.2.3　抗震設(shè)防專項(xiàng)審查

1.超限情況

青島北站主站房屋蓋的建筑造型獨(dú)特，結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜，屬《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》（建質(zhì)〔2006〕220號(hào)）所列的超限結(jié)構(gòu)類型。具體超限情況如下：

（1）屬于特殊類型大型公共建筑。

（2）屬于超限大跨空間結(jié)構(gòu)：不計(jì)懸挑，屋面結(jié)構(gòu)的單向長(zhǎng)度約350m，大于300m。

（3）屬于超限大跨空間結(jié)構(gòu)：屋面結(jié)構(gòu)的最大跨度為148.7m，大于120m。

2.針對(duì)措施

按國(guó)家行政許可和建設(shè)部令第111號(hào)要求，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。考慮到青島北站的重要性及超限的情形，在方案設(shè)計(jì)及初步設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)超限采取了特殊加強(qiáng)措施及計(jì)算分析，具體如下：

（1）結(jié)合建筑造型，采用立體拱架的結(jié)構(gòu)型式，增加構(gòu)件的軸向力效應(yīng)，減少?gòu)澗匦?yīng)，充分利用材料。

（2）將結(jié)構(gòu)縱向中部的四榀立體拱架，通過(guò)橫梁兩兩共用的方式聯(lián)系起來(lái)，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的縱向剛度。

（3）采用拱的結(jié)構(gòu)型式，有效降低了結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)；在結(jié)構(gòu)布置上，避免結(jié)構(gòu)溫度變形出現(xiàn)在一個(gè)方向。

（4）利用交叉索對(duì)拱下弦偏心的特點(diǎn)，優(yōu)化交叉索的張拉順序及張拉力，既保證了索在荷載組合下不退出工作，又優(yōu)化了拱與橫梁的內(nèi)力分布。

（5）屋脊縱梁在室外（幕墻以外）區(qū)域不開洞，使此部分屋脊縱梁的剛度有所提高，邊拱及其橫梁的受力形態(tài)得到改善。

（6）增強(qiáng)屋脊縱梁與屋面交叉撐的聯(lián)系，增強(qiáng)屋面的整體性。

（7）保證屋面所有構(gòu)件滿足中震彈性的要求，對(duì)不同的構(gòu)件提出了不同的控制應(yīng)力比。

（8）用MIDAS建立了整體模型，用SAP2000、ANSYS、ABAQUS建立了格構(gòu)式整體模型，互相論證結(jié)果的正確性與合理性。

（9）進(jìn)行了中震下的反應(yīng)譜分析，并采用三組地震波（兩組天然波，一組人工波）進(jìn)行了時(shí)程分析，并對(duì)二者結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。

（10）采用ABAQUS進(jìn)行了動(dòng)力彈塑性分析，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的性能狀態(tài)。

（11）進(jìn)行了結(jié)構(gòu)同時(shí)考慮材料非線性和幾何非線性的雙非線性屈曲分析。

（12）針對(duì)建筑的特殊性，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了防連續(xù)倒塌研究。

（13）對(duì)交叉索等重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了專門的有限元分析。

3.超限預(yù)審查及審查建議

在正式審查之前，為確保結(jié)構(gòu)體系的安全，曾組織三次結(jié)構(gòu)超限預(yù)審查：

（1）第一次超限預(yù)審查

2009年6月9日，由鐵二院組織，在BIAD召開第一次超限預(yù)審查。與會(huì)專家聽(tīng)取匯報(bào)后，分別提出了自己的意見(jiàn)和建議，主要有以下幾點(diǎn)：

1）主站房Y向（長(zhǎng)軸方向）側(cè)向剛度偏弱，建議增加此方向的抗側(cè)力措施。

2）本工程主要受力構(gòu)件大都為異形截面，且多伴有扭轉(zhuǎn)內(nèi)力，對(duì)于這種特殊截面我國(guó)規(guī)范沒(méi)有相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)求解方法，建議對(duì)這種截面的穩(wěn)定系數(shù)和強(qiáng)度驗(yàn)算進(jìn)行專門的分析研究，給出合理的依據(jù)并增加到報(bào)告當(dāng)中。由于工程位于抗震區(qū)，設(shè)防烈度為6度，屬乙類建筑，抗震措施應(yīng)按7度設(shè)計(jì)，故截面應(yīng)滿足我國(guó)規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求，在需要的地方要加肋板。

3）罕遇地震動(dòng)力時(shí)程分析只計(jì)算了以Y向?yàn)橹鞯娜虻卣鸩ㄝ斎耄╔：0.85，Y：1.0，Z：0.65），建議補(bǔ)充以X向?yàn)橹鞯娜斯げǎ╔：1.0，Y：0.85，Z：0.65）輸入計(jì)算；報(bào)告中結(jié)構(gòu)阻尼比的取值不明確，超限審查應(yīng)該提供位移、剪重比和基底反力等結(jié)果，并應(yīng)與規(guī)范反應(yīng)譜進(jìn)行對(duì)比。

4）只考慮彈性特征值屈曲不足以反映真實(shí)的穩(wěn)定情況，建議考慮幾何非線性的全過(guò)程穩(wěn)定分析，宜進(jìn)行同時(shí)考慮材料非線性和幾何非線性的穩(wěn)定分析。同時(shí)考慮雙非線性時(shí)，安全系數(shù)K≥2.0。

5）V型撐的穩(wěn)定性在報(bào)告中沒(méi)有體現(xiàn)，建議對(duì)其進(jìn)行非線性穩(wěn)定分析以合理確定其計(jì)算長(zhǎng)度。另外，V型撐的穩(wěn)定性是靠索的預(yù)應(yīng)力來(lái)保持的，鋼索在不同的荷載工況下都應(yīng)該處于受拉狀態(tài)，如果鋼索退出工作，那么鋼支撐計(jì)算長(zhǎng)度將發(fā)生改變，建議對(duì)索的預(yù)應(yīng)力值確定一個(gè)目標(biāo)，并量化體現(xiàn)在報(bào)告中。

6）本工程大量使用了預(yù)應(yīng)力拉索，應(yīng)該明確每根索中的預(yù)應(yīng)力值是如何選取的，并考慮在施工全過(guò)程中索和主要受力構(gòu)件的內(nèi)力變化，建議補(bǔ)充詳細(xì)的施工過(guò)程分析以及預(yù)應(yīng)力張拉工序，而不僅僅是吊裝方案。

7）關(guān)于抗震性能設(shè)計(jì)的加強(qiáng)措施和提高方面的考慮，最好能作詳細(xì)描述。

8）兩側(cè)雨棚均有拉桿與V型撐連接，對(duì)V型撐的不利影響應(yīng)該予以考慮。

9）防連續(xù)倒塌分析方面，建議對(duì)V型撐的失效情況進(jìn)行補(bǔ)充考慮，防止這些關(guān)鍵構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整體的連續(xù)倒塌。對(duì)于不允許失效的桿件或節(jié)點(diǎn)，應(yīng)提出較高的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

10）提交超限審查的報(bào)告應(yīng)該完整，不僅要包含上部鋼結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)容，下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、候車層結(jié)構(gòu)等的相關(guān)設(shè)計(jì)資料都應(yīng)該提供，計(jì)算書應(yīng)與圖紙相對(duì)應(yīng)，并應(yīng)提供各部位關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造大樣；作為審查的一部分，工程所建場(chǎng)地的評(píng)價(jià)報(bào)告、地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告亦應(yīng)提供，如果沒(méi)有，也應(yīng)該提供合理的依據(jù)。

11）拱腳下部基礎(chǔ)采用拉索，其詳細(xì)位置應(yīng)該給出，并給出基礎(chǔ)拉索的預(yù)應(yīng)力值和分級(jí)張拉要求，建議該預(yù)應(yīng)力值能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)100％自重作用下的推力平衡掉，另外基礎(chǔ)承臺(tái)的變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也應(yīng)該有所考慮。

12）由于結(jié)構(gòu)中索很多，有些離地面很近，索的防火、防腐技術(shù)目前還是個(gè)難題，因此對(duì)于鋼索的防火、防腐問(wèn)題應(yīng)該采取必要的措施。

13）主拱是一種漸變截面，它的現(xiàn)場(chǎng)焊接、工廠加工工藝應(yīng)該有充分的考慮和把握。

14）候車層結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)，應(yīng)有結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的分析，如果設(shè)置溫度縫，溫度縫構(gòu)造應(yīng)有詳圖大樣，并與計(jì)算模型相一致。

15）風(fēng)荷載的取值應(yīng)表達(dá)清楚，風(fēng)振系數(shù)和體型系數(shù)是按數(shù)值風(fēng)洞的報(bào)告分塊施加，還是統(tǒng)一取值，應(yīng)表述清楚。

16）拱和拱腳節(jié)點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力具有關(guān)鍵作用，考慮到反恐和防火等方面的因素，應(yīng)該提高拱和拱腳節(jié)點(diǎn)的性能標(biāo)準(zhǔn)（包括抗震、防火等），必要時(shí)可在截面內(nèi)灌混凝土，并進(jìn)行專門的抗火設(shè)計(jì)分析，對(duì)某些意外事件應(yīng)采取應(yīng)對(duì)措施。

（2）第二次超限預(yù)審查

2010年3月11日，青島北站設(shè)計(jì)聯(lián)合體（鐵二院、AREP、BIAD）在BIAD召開第二次超限預(yù)審查。專家組結(jié)合此工程的具體特點(diǎn)及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)正式超限審查會(huì)議之前的工作提出以下建議：

1）應(yīng)進(jìn)行消防性能化研究。

2）應(yīng)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。

3）補(bǔ)充基礎(chǔ)圖及相應(yīng)的論述。

4）節(jié)點(diǎn)應(yīng)至少做到“大震不屈服”。

5）大震參數(shù)按2010年版抗震規(guī)范取值。

6）考慮拱支座可能的水平變位對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響。

7）考慮施工階段溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

8）應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的合龍溫度提出要求。

9）考慮結(jié)構(gòu)不均勻布置對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

10）增加一種防止連續(xù)倒塌分析中構(gòu)件失效的情形。

11）結(jié)構(gòu)構(gòu)件較薄，需要通過(guò)增加壁厚或設(shè)置加勁肋的方式予以增強(qiáng)。

12）設(shè)法增加拱的面外剛度。

（3）第三次超限預(yù)審查

2010年4月29日于青島市，由山東省住宅和城鄉(xiāng)建設(shè)廳主持召開論證會(huì)，即第三次超限預(yù)審查。與會(huì)專家審閱了相關(guān)設(shè)計(jì)文件、計(jì)算分析報(bào)告，經(jīng)質(zhì)詢和討論后，提出如下意見(jiàn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位在下一步工作中完善：

1）抗震設(shè)防：按6度乙類建筑抗震設(shè)計(jì)，按7度0.1g的地震作用計(jì)算校核。

2）拱頂剛性連接，受力很大，要考慮各種不利因素作包絡(luò)設(shè)計(jì)；拱腳的水平和轉(zhuǎn)動(dòng)剛度應(yīng)進(jìn)一步研究。

3）風(fēng)荷載：不同風(fēng)向角下風(fēng)壓和風(fēng)振系數(shù)不同，風(fēng)洞試驗(yàn)要直接提供屋蓋和圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的風(fēng)壓和風(fēng)振系數(shù)；要考慮幕墻未全部完成的不利工況；要考慮臺(tái)風(fēng)的影響和幕墻局部破壞后對(duì)屋蓋產(chǎn)生的負(fù)風(fēng)壓作用；對(duì)屋蓋周邊開洞后風(fēng)荷載的折減應(yīng)進(jìn)一步研究，考慮不利工況。

4）立體拱架的空間作用十分重要，應(yīng)采取有效措施予以保證。

5）預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)：索的預(yù)應(yīng)力目標(biāo)值與結(jié)構(gòu)剛度和構(gòu)件內(nèi)力的關(guān)系、與V型撐的關(guān)系要解決，計(jì)算索的剛度時(shí)要考慮索的撓度，進(jìn)行施工全過(guò)程的模擬設(shè)計(jì)。

6）主拱和橫梁為組合梁構(gòu)件，建議用全殼元模型校核，并滿足局部穩(wěn)定要求。

7）扭轉(zhuǎn)效應(yīng)比較明顯，宜采取加強(qiáng)措施減小。

8）鋼結(jié)構(gòu)（包括拉索）應(yīng)考慮防腐蝕、防火問(wèn)題。

9）要考慮屋面超長(zhǎng)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和變形對(duì)幕墻的影響。

4.正式審查及建議

2010年7月6日，由山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳主持，委托國(guó)家和地方專家組成專家組于北京進(jìn)行正式的抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。

專家組審閱有關(guān)勘察設(shè)計(jì)文件，經(jīng)質(zhì)詢和討論后認(rèn)為：勘察設(shè)計(jì)文件滿足專項(xiàng)審查要求，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)正確，針對(duì)結(jié)構(gòu)超限所設(shè)定的性能目標(biāo)合理。審查結(jié)論為：通過(guò)。

專家組提出如下建議，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位修改補(bǔ)充和改進(jìn)：

（1）拱頂脊梁和拱架、拱架和V型撐、邊桁架和V型撐的節(jié)點(diǎn)為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，應(yīng)采取構(gòu)造措施做到“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”。

（2）應(yīng)建立部分拱架拉索失效后的第二道防線，防止連續(xù)倒塌。索的預(yù)應(yīng)力要與內(nèi)力分開計(jì)算。

（3）拱架、縱向落地V型撐等關(guān)鍵構(gòu)件應(yīng)確保在大震和局部偶然荷載作用下的承載能力及穩(wěn)定。

（4）應(yīng)考慮支座剛度退化對(duì)于結(jié)構(gòu)變形和面外構(gòu)件的影響。

（5）構(gòu)件截面應(yīng)滿足穩(wěn)定和延性設(shè)計(jì)要求，構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比和板件寬厚比宜按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2010）相關(guān)要求復(fù)核。

（6）宜復(fù)核人字形拱架在靜荷載單獨(dú)作用下的極限承載力，縱向邊桁架宜設(shè)計(jì)成空間桁架。

后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)專家組提出的寶貴意見(jiàn)與建議，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)逐條進(jìn)行了研究，且對(duì)專家意見(jiàn)進(jìn)行了明確響應(yīng)。

1.2.4　結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)

本工程施工圖設(shè)計(jì)自2008年8月開始啟動(dòng)，各結(jié)構(gòu)部位設(shè)計(jì)進(jìn)展不一，中間因各種原因出現(xiàn)一些修改的情況，共提供了4版施工圖，直到2013年3月設(shè)計(jì)工作基本全部完成，設(shè)計(jì)期間建筑方案幾經(jīng)大的變化與調(diào)整。

施工圖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：

1.主站房屋蓋

（1）整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析（考慮小震作用），風(fēng)荷載依據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行。

（2）中震與大震分析。

（3）穩(wěn)定性分析：

1）整體穩(wěn)定性分析（考慮幾何非線性和材料非線性）。

2）局部穩(wěn)定性分析：V型撐等。

（4）防連續(xù)倒塌補(bǔ)充分析。

（5）預(yù)應(yīng)力分析。

（6）關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)細(xì)部分析：

1）縱梁和主拱連接節(jié)點(diǎn)。

2）縱梁和橫梁連接節(jié)點(diǎn)。

3）V型撐或索與主拱、橫梁連接節(jié)點(diǎn)。

4）拱腳節(jié)點(diǎn)（含混凝土墩）。

（7）施工圖繪制。

2.高架候車層

（1）整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

（2）節(jié)點(diǎn)計(jì)算：

1）梁梁節(jié)點(diǎn)。

2）Y型鋼柱與鋼梁連接節(jié)點(diǎn)。

3）Y型鋼柱柱腳與混凝土墩連接節(jié)點(diǎn)。

（3）次梁組合梁計(jì)算，組合樓板配筋計(jì)算。

（4）施工圖繪制。

3.東西廣廳及觀景平臺(tái)

（1）整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

（2）節(jié)點(diǎn)計(jì)算與分析：

1）混凝土梁與鋼管混凝土柱連接節(jié)點(diǎn)。

2）防屈曲支撐與混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)。

（3）大跨觀景平臺(tái)及減振分析。

（4）施工圖繪制。

4.幕墻鋼結(jié)構(gòu)

（1）整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

（2）節(jié)點(diǎn)計(jì)算與分析：

1）三角形桁架柱與屋蓋連接節(jié)點(diǎn)。

2）三角形桁架柱與樓（地）連接節(jié)點(diǎn)。

3）銷軸連接節(jié)點(diǎn)。

4）預(yù)應(yīng)力索梁體系。

（3）施工圖繪制。

5.無(wú)柱雨棚

（1）整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

（2）預(yù)應(yīng)力分析。

（3）節(jié)點(diǎn)計(jì)算與分析：

1）橫向主桁架與鋼柱連接節(jié)點(diǎn)。

2）橫向主桁架與鋼柱連接節(jié)點(diǎn)（溫度縫處）。

3）剛性支撐與鋼柱連接節(jié)點(diǎn)。

4）桁架相貫節(jié)點(diǎn)。

（4）施工圖繪制。

6.地下結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)

（1）地下通道整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

（2）超長(zhǎng)拉索承臺(tái)計(jì)算分析。

（3）樁基承臺(tái)計(jì)算分析。

（4）基坑計(jì)算分析。

（5）施工圖繪制。

7.其他主要研究工作

（1）大跨鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載效應(yīng)。

（2）大跨鋼結(jié)構(gòu)抗火性能化設(shè)計(jì)研究。

（3）消能減振設(shè)計(jì)研究。

（4）預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。

（5）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究（整體模型、異形節(jié)點(diǎn)、復(fù)雜截面及拉索抗火等）。

（6）大跨鋼結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)研究。