城市轨道交通上盖结构设计标准
T/CECS 1035-2022
2019年6月6日，按照中国工程建设标准化协会《2019年第一批协会标准制订、修订计划》的要求，由同济大学会同上海市隧道工程轨道交通设计研究院主编中国工程建设标准化协会标准《城市轨道交通上盖结构设计标准》（以下简称《标准》）。2019年12月31日，《标准》编制组成立暨第一次工作会议在上海召开，主编单位同济大学和上海市隧道工程轨道交通设计研究院与来自21家参编单位的相关专家领导参加了会议，中国工程院院士、同济大学教授吕西林出席会议并发表了关于城市轨道交通上盖结构的技术难题和发展前景的讲话。会议确立了《标准》的编制目的、工作大纲、编制计划等，深入探讨了相关工程技术问题。之后的多次编制工作会议结合线下和线上开展，形成了多个研究专题，编制单位组织开展了相关数值分析、试验研究和基础理论分析等工作。
1 工程与社会需求
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中明确提出，未来将加快城市群和都市圈轨道交通网络化建设。随着我国城市化进程的深入，以公共交通为导向开发模式，成功突破了城市建设发展瓶颈。城市轨道交通上盖建筑，即利用城市轨道交通车辆基地、车站上部空间开发建造的建筑结构总称，作为一种城市轨道交通TOD模式，建筑理念优异，可有效地提高城市土地资源的集中利用率。
据不完全统计，我国将有80个城市同时建设轨道交通，新建轨道交通车辆基地上盖开发容量将达1.5亿平方米。然而，该类上盖开发模式存在较多难点，如结构中存在抗侧力体系不连续、竖向刚度突变和高位转换等超限问题；同时，由于地铁列车对轨道产生冲击作用，盖上结构持续受到具有高频率和低幅值特征的竖向车致振动，长期作用将显著地影响建筑舒适度和人体健康。因此，行业内迫切需要针对性的指导城市轨道交通上盖建筑结构设计和建造的工程标准，以提高该类结构的安全可靠性和功能舒适性。
2 《标准》编制内容和作用
《标准》旨在解决城市轨道交通上盖抗震结构体系、隔震/振结构体系设计难题，为上盖结构设计与建造提供技术依据。其中，抗震结构体系针对盖下结构、转换结构和盖上结构提供工程设计指导，隔震/振结构体系针对盖下结构、隔震层和盖上结构提供震振双控设计方法，规定了基础设计相关要求，对盖上结构振动和噪声舒适度提出相应的测试、计算和评价方法，全方位指导城市轨道交通上盖建筑结构设计。
《标准》的编制将进一步提高城市轨道交通上盖结构设计和应用的水平，规范上盖结构的设计标准与设计方法，大幅提高上盖开发的经济效率，科学地提升上盖结构使用舒适性和开发价值，推动先进基础理论和技术的应用，为轨道交通上盖结构在城市建设中的推广提供有力技术支撑。
3 《标准》编制特色
3.1 先进性
一是纳入新结构体系指导设计。由于城市轨道交通上盖结构下部多为车辆段停车场，较难布置剪力墙构件，因而，部分现有上盖结构出现了《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）未提及的新体系：全框支剪力墙结构。《标准》定义了全框支剪力墙结构，并针对其最大适用高度等给出相应设计规定和设计措施，为上盖结构新体系提供设计指导。
二是提出震振双控先进技术。针对震振双控技术在上盖结构中的应用，《标准》根据参编单位前期研究试验和实际工程隔震/振应用，定义了叠层厚橡胶支座，对其他类型三维隔震/振支座，提出了更多性能检验指标，便于工程设计参考，推动上盖结构的振震双控设计。
三是推进先进基础理论的应用。针对风荷载的计算，目前针对隔震结构现行标准尚未有规定的相关计算方法，基于相关研究，《标准》针对盖上隔震结构考虑结构随机振动理论，提出了顺风向风振、横风向风振等设计指标和计算方法，体现了先进性。
3.2 科学性
一是基于试验研究突破现有限值。《标准》基于同济大学多个上盖结构模型振动台结果以及大量数值模拟参数分析，调整了结构体系最大适用高度，科学地提升了上盖开发价值；考虑盖上与盖下结构刚度突变等问题，基于试验和数值分析研究结果，突破了现行规范刚度比限值，同时提出结构长宽比限值，以控制盖上结构扭转效应。
二是提供振动数值模拟输入。针对地铁振动作用，《标准》提出采用时程分析法计算，并根据专题研究和上盖结构振动测试，基于分析结果，提供归一化的通用加速度时程曲线，针对不同轨道基础类型可调整相应时程最大值，作为不同车辆段类型的振动计算输入使用。
三是对比选择最优评价方法。针对舒适度评价，现行标准评价指标多样，包括Z振级、1/3倍频程、分频最大振级、四次方振动剂量评价等，《标准》基于专题研究，开展振动测试和理论分析，对比现有指标评价结果，提出了适用性较强的评价方法，即单值Z振级、附加四次方振动剂量评价。根据最新的频率计权和盖上结构不同建筑功能类型，调整了《城市区域环境振动标准》（GB 10070-1988）Z振级限值；并考虑到多频次振动影响，附加四次方振动剂量评价，使得评价结果更科学可靠。针对噪声舒适度，《标准》采用《住宅建筑室内振动限制及其测量方法标准》（GB/T 50355-2018）中的1/1倍频程等效声级，同时扩展了不同建筑功能类型的评价限值，以更科学地评价不同功能的盖上结构噪声。
3.3 可协调性
本标准的可协调性体现在各章节的协调以及标准与现行有关标准的协调。章节布置从结构抗震到结构隔震，即对传统结构提供设计指导，又进一步推进隔震结构的应用，最后对各类结构提出舒适度评价指标。本标准明确给出上盖结构的突破限值，如刚度比和最大适用高度，并协调与现行有关标准的总体思想和规定，基于相关研究，扩展了现行标准相关规定，未出现各标准内容之间的冲突与矛盾。
3.4 可操作性
针对盖上结构抗震设计，《标准》规定了现行上盖开发设计采用较多的全框支剪力墙结构，提出相应设计要求，同时调整钢筋混凝土结构最大适用高度，切实解决工程设计遇到的难题。
针对盖上结构隔震/振设计，《标准》明确盖上结构、盖下结构、隔震层和隔震装置各项设计控制指标和验算方法，同时提出采用竖向振动控制措施，便于结构工程师开展隔震验算和振动控制措施时有据可依。
针对舒适度评价，《标准》分为振动和噪声评价，对不同盖上结构建筑功能类型，明确了振动和噪声测试方法以及指标限值，便于实际工程中盖上结构舒适度评价控制，评价方法实操性强。
4 未来实施展望
《标准》于2022年3月15日批准发布，编号为T/CECS 1035-2022，自2022年8月1日起施行。《标准》针对上盖抗震结构、隔震/振结构，从结构体系设计到舒适度评价均提出控制指标，规范了结构的“新体系”和“新技术”，在实施后能够针对性地指导城市轨道交通上盖结构设计，基于标准条文，确保上盖结构防灾减灾能力达到设计目标，提高盖上结构建筑舒适度，突破传统结构设计的制约，显著提高城市上盖开发效益，推动城市轨道交通上盖综合开发健康发展。
