摘要：本文通过对阜阳火车站进站通道改造方案的分析研究，介绍了增设自动扶梯方案对车站进行结构改造，以及增设支点、粘贴碳纤维复合材等措施对结构构件进行加固的实践应用，可供今后类似工程借鉴。
关键词：车站改造；增设扶梯；切割拆除；结构加固；
1项目背景
阜阳火车站现为一等站，是京九铁路上的枢纽站，也是春运重点车站之一。其日均客流稳定在1.6万人左右。阜阳火车站现有4个候车室，分为上下两层，使用情况如图1所示。一层候车室服务直接通往1号站台的旅客，二层候车室服务经外廊行至天桥，再下行至2、3号站台的旅客。
一层候车室由于1号站台停靠列车较少，使用率一直较低。而二层候车室由于同时服务2、3站台的旅客，经常出现使用紧张和屏显不够的情况。春运期间，该问题尤为突显，二层候车旅客进站高峰时容易发生拥堵，存在安全隐患。
图1 候车室进站示意图
2车站概况
阜阳火车站始建于1971年，2006年整体改建。阜阳站房建筑面积1.2万平方米，层高7.5m，为2层钢筋混凝土框架结构。结构基本尺寸为82m×70m，基本柱距为8m，基础采用独立基础。二层候车室外廊相邻的天桥为封闭式钢结构人行天桥，连接二层候车室与2、3号站台。此外，1号站台上遍布站台雨棚柱和人行天桥钢柱，1号站台下方各类管沟琳琅，管线密布。
3改造方案研究
3.1改造方案要求
按照铁路部门要求，改造方案要求安全经济快速，改造施工期间必须保障铁路正常运营，并在春运前完成。因此改造方案必须结合实际情况，充分利用既有条件。
3.2改造方案思路
针对阜阳火车站上下候车室旅客多寡悬殊的问题，改造思路是将部分原二层候车旅客改至一层候车及检票。设计重点是改造进站通道，满足一层候车旅客可到达2、3站台的需求。
3.3绕行地下行包通道方案
现场调研发现，1号站台东侧距离一层候车室检票口约200m处有一处地下行包通道，连接1号站台与2号站台。
绕行地下行包通道方案，旅客可以自一层候车室检票进站后，从1号站台向东通过地下行包通道进入2号站台。但需要进入3号站台的旅客则要从2号站台再上天桥才能进入3号站台。
本方案经济安全，对车站改造较小。但弊端也十分明显：1）旅客进站流线混乱。旅客经过1号站台才能进入地下行包通道，容易导致旅客误乘。3号站台旅客需要从2号站台再上行天桥才能抵达，如无专人引导很难找到准确站台，容易导致旅客出行延误。2）旅客出行舒适感较低。阜阳火车站旅客多为外出务工人员，行李较多，进站过于繁杂会给旅客出行造成较大困难。
3.3增设自动扶梯方案
增设自动扶梯改造方案主要是利用阜阳火车站原有的进站通道。即旅客自一层候车室检票进站后直接乘自动扶梯上行至天桥，到达2、3站台。
天桥为钢结构，不宜拆卸和搭接，其下方的1号站台上管沟不易迁改。经过比选，于二层候车室外廊对称布置2部自动扶梯，旅客从一层候车室检票后乘自动扶梯上行至二层外廊，通道天桥下至2、3号站台，见图2。
图2 增设自动扶梯进站示意图
增设自动扶梯方案与绕行地下行包通道方案相比具有明显优势，不仅旅客进站流线通畅，而且旅客折返距离最少，出行舒适度高。但增设自动扶梯方案对既有站房结构的切割改造不可避免。
根据铁路部门意见，阜阳火车站进站通道改造采取增设自动扶梯方案。
4改造加固设计
4.1结构改造内容及要求
结构改造的主要内容是对原结构切割改造满足增设自动扶梯要求。自动扶梯提升高度7.5m，投影长度18.9m。为满足《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）6.8.2节第5条规定：自动扶梯的梯级、自动人行道的踏板或胶带上空，垂直净高不应小于2.30m。扶梯与站房的剖面关系见图3。
图3 扶梯改造剖面图
结构改造对站房结构安全性和施工提出了具体要求：站房结构沉降量及水平位移量均要求小于5mm，结构既有构件尺寸及配筋须满足承载力极限状态和正常使用极限状态想的设计要求。
4.2原结构检测
工程改造前，安徽省建筑工程质量监督检测站对阜阳站房的检测报告表明：1）站房结构构件的尺寸及配筋与原设计图纸基本一致；2）构件的实测混凝土强度基本满足原设计要求；3）结构外观情况良好，无明显裂缝。混凝土构件无疏松，钢筋无外漏。
4.3结构改造计算
站房框架抗震等级为三级，抗震设防类别为乙类，本工程采用中国建筑科学研究院PKPM设计软件SETWE进行整体计算。通过对改造前后站房结构进行整体计算表明，结构X、Y方向最大弹性层间位移角满足以及结构周期比均满足规范要求，框架柱、梁承载力均满足设计要求，仅部分次梁改造后配筋不足需进行加固处理。
4.4增加支柱加固次梁
切除L1梁后导致L2梁受力发生改变，弯矩变化过大。增设一钢筋混凝土支柱与L2梁湿式连接：凿掉L2梁连接部位的混凝土保护层，漏出箍筋，将连接箍筋卡住整个梁截面并与支柱受力筋焊接，见图4。
图4 钢筋混凝土套箍湿式连接
4.5粘贴碳纤维复合材加固次梁
图5 碳纤维加固示意图
碳纤维复合材具有1）强度高、耐腐蚀性好；2）自重轻，柔性好，易于裁剪；3）施工简便、易于操作等优点在结构加固中被广泛使用。
本工程中部分次梁在结构改造后抗弯承载力不足，但弯矩提高不超过40%，本工程采用碳纤维复合材加固，详见图5。
5改造加固施工
施工时应严格注意施工顺序，增设支柱与原结构L2梁必须可靠连接后方可切除L1梁。同时，为尽量减少改造对原结构的影响，结构构件破除须采用无振动静力切割工艺。施工时段选取在铁路天窗时间段内分区进行，尽量减少对结构造成的不必要的扰动。
施工期间，个监测点变形位移均小于2mm，均在容许范围内。
6结束语
针对阜阳火车站缓解旅客候车压力而改造进站通道的问题，本文研究了受现场施工条件和铁路规定限制下增设自动扶梯的方案，通过计算模拟了车站改造施工过程中既有结构构件的受力改变情况并对配筋不足的次梁进行加固。计算加固结果和施工监测数据表明，改造后的结构依然安全可靠。
改造过程中通过严格分步施工，保证了车站结构的变形和环境要求。现场施工表明，阜阳火车站改造进站通道的方案是成功的，可以为类似工程提供参考。
参考文献：
[1]中铁第四勘察设计院《改建铁路京九线阜阳站改造工程》施工图设计文件；
[2]混凝土结构加固设计规范GB50367-2013
论文作者:支蕾
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/31
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