这类铸铁立柱最早应用于近代铁路站台的雨棚支撑体系,在国内不少留存的老站房、复古风格文旅站点以及影视基地的仿老火车站场景中,依然能看到同类型构件的实际应用。不同于普通钢制焊接立柱,铸铁材质的阻尼特性更好,列车进出站带来的持续微振动传递到柱身时,能被铸铁材料本身的微观结构耗散掉一部分,减少雨棚顶盖的共振幅度,长期使用下连接件的疲劳松动概率比普通型钢立柱低不少。从结构功能来看,该立柱承担竖向承重与侧向水平力传递的双重作用,柱身底部的扩底结构是为了匹配站台面层的预埋安装板,安装时需要保证柱脚与预埋板的贴合面间隙不超过1mm,避免局部应力集中导致柱根开裂;柱身上部的托臂结构是整个构件的受力关键,托臂的翼缘向外延伸的尺寸刚好匹配站台雨棚的主次梁搭接宽度,托臂顶面预留的螺栓孔位需要和钢梁端部的孔位完全对中,现场安装时不需要额外焊接,直接通过高强螺栓连接即可完成装配,大幅减少现场高空作业的工作量。
设计这类立柱的时候,首先要考虑的是铸铁材料的铸造工艺特性,柱身的多段变径结构不是单纯为了装饰,每一段变径的位置都对应铸造时的拔模斜度分界,避免铸件出现壁厚不均导致的冷隔、缩孔缺陷;柱身表面的环状凸起除了装饰作用,还能在铸造时起到加强筋的等效作用,提升柱身的抗侧向弯曲能力,不需要额外增加柱壁厚度就能满足风荷载与列车气动冲击的受力要求。从安装边界来看,柱身总高度需要匹配站台雨棚的净空要求,柱底预埋板的锚固深度需要进入站台结构层不小于150mm,相邻立柱的安装间距需要结合雨棚梁的跨度来确定,通常这类立柱的布设间距控制在4到6米之间,既能保证雨棚的结构刚度,又不会遮挡站台通行空间。
柱顶的造型做了圆弧过渡处理,一方面是避免尖锐棱角在公共通行区域带来磕碰风险,另一方面圆弧造型能减少雨水在柱顶托臂位置的积存,降低铸铁构件长期积水锈蚀的概率,托臂下侧的斜向加强结构采用了大圆角过渡,避免应力集中导致的托臂根部断裂,在长期承受雨棚恒载与雨雪活载的工况下,这种结构的使用寿命比直角焊接的钢制托臂更长。实际选型应用的时候,需要注意立柱的安装位置要避开站台的管线预埋通道,柱身外侧如果需要加装标识牌、照明灯具等附属设施,不能在柱身主要受力段随意钻孔,应该利用柱身的环状凸起位置预留的安装点位固定附属构件,避免破坏柱身的整体受力结构。
不同于现代装配式钢结构立柱,这类铸铁立柱的外观质感更厚重,和复古风格的站房建筑匹配度更高,不需要额外做表面装饰处理,铸造完成后只需要做一道防锈底漆和面漆就能满足户外使用要求,后期维护只需要每隔几年补涂面漆即可,维护成本远低于需要经常做防腐处理的普通钢制构件。在三维建模过程中,这类构件的柱身变径段、托臂的曲面造型需要重点控制曲率连续性,避免出现曲面褶皱导致后续铸造模具加工时出现分型面错位,柱脚的安装孔位需要和常用的预埋板标准孔位对齐,保证模型导出后能直接用于模具开模或者施工交底,不需要二次调整尺寸。
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