近日,位于北京城市副中心综合交通枢纽内的京唐城际铁路新建北京通州站开通投运,进一步缩短京津冀城市间的时空距离,推动京津冀协同发展。20年来,中国建研院中建研科技陆续承担了首都“八站两场”综合交通枢纽集群中的北京南站、丰台站、朝阳站、清河站、通州站、首都机场T3航站楼、大兴机场航站楼等结构咨询设计工作,发挥技术优势赋能“八站两场”枢纽格局成型。

“八站两场”即“八个一类铁路客运站+两个大型国际机场”,“八站”支撑首都融入全国“八纵八横”高铁网络体系,“两场”与天津滨海国际机场、石家庄正定国际机场共同组成京津冀世界级机场群。北京通州站为“八站两场”综合交通枢纽的核心部分,为“轨道上的京津冀”建设提供了重要支撑。

通州站“京帆”屋盖以“运河之帆”为意象,通过七片“主帆”、三片“辅帆”将阳光引入地下车站,是项目的点睛之笔。中建研科技工程咨询设计院联合中国铁路设计集团有限公司,负责地面“京帆”屋盖的结构设计工作,融入多种绿色节能建造技术,助力建筑形象完美呈现和践行“双碳”战略目标。

△结构计算三维模型

△典型结构剖面
项目团队创新性采用“上刚下柔”式双层结构。上层帆形屋盖,为索撑张弦体系,屋面为空间双曲形态,最大边长约77米,最高点距地约27米,围护采用ETFE张拉膜;下层泡泡采光顶为单层网壳体系,最大平面尺寸长约70米、宽约41米,同时为满足建筑效果要求,保证泡泡网壳杆件截面尽量小,项目围护选用ETFE气枕膜结构。

为达到结构性能最优化,在“刚”与“柔”的博弈之下,项目团队最终采用弹簧构件将上、下两层屋盖柔性连接起来,设置合理刚度的单向受压弹簧,一方面可使刚度大的上部帆屋盖对刚度相对较小的泡泡采光顶起到吊挂作用,另一方面还可减小帆屋盖在可变荷载下对泡泡采光顶的压力,取得了良好效果。
多年来,中国建研院中建研科技基于在站房领域的丰富经验和创新精神,赋能首都“八站两场”建设,赢得相关方一致好评,为相关站房的顺利投入使用提供了关键技术支撑和重要保障。下一步,中国建研院相关团队将继续发挥综合技术优势和国家队责任担当,更好服务城市轨道交通发展,为建设创新、宜居、美丽、韧性、文明、智慧城市贡献专业力量。
(供稿:张强 编辑:曹博)