Gare

1. Quelles gares ferroviaires sont adaptées à la construction de structures en acier ?

1.1 Structure en treillis (bâtiment principal de la gare à grande vitesse et de la gare centrale)

• Une avancée spatiale majeure : l’utilisation de poutres à poutres en caisson permet d’atteindre une portée unique de 120 mètres sans poteaux dans la salle d’attente, soit l’équivalent de 16 terrains de basket horizontaux standard. Les poteaux traditionnels bloquant la circulation des passagers sont ainsi supprimés et le taux d’utilisation de l’espace est amélioré de 20 à 25 %. La structure unitaire triangulaire permet aux tiges de supporter uniquement les efforts axiaux, et le taux d’utilisation de la résistance des matériaux atteint 95 %.
• Efficacité de la construction : Le taux de préfabrication des composants modulaires en usine atteint 90 %, et le temps d’assemblage sur site est réduit de 50 % par rapport au mode traditionnel. La structure principale du bâtiment de la gare, d’une superficie de 50 000 m², peut être achevée en seulement 90 jours, répondant ainsi aux exigences de l’ouverture anticipée de la ligne à grande vitesse.
• Intégration fonctionnelle : la capacité de charge atteint 6 kN/㎡ et peut accrocher de grands écrans d’affichage LED et des systèmes de guidage intelligents ; l’interface du canal de maintenance au-dessus de la piste est réservée pour prendre en charge la maintenance de l’équipement sans arrêter le fonctionnement.
• Innovation en matière de forme : grâce à leur conception paramétrique, les fermes de forme spéciale permettent de réaliser des formes complexes telles que des surfaces courbes et des paraboloïdes hyperboliques. Par exemple, le toit en forme d’« ailes déployées de Kunpeng » d’une gare ferroviaire à grande vitesse forme une structure en porte-à-faux profilée en ajustant l’angle des tiges, couvrant une superficie de 30 000 mètres carrés.
• Référence de coût : Le coût unitaire est d’environ 400 à 500 USD/m². Le coût global des scénarios de grande portée est inférieur de 20 % à celui d’une solution en béton.

1.2 Structure en treillis spatial de forme spéciale (gare interurbaine, complexe de transport)

• Adaptation au terrain : Pour les reliefs complexes tels que les montagnes et les vallées fluviales, une disposition en grille de poteaux irrégulière peut être obtenue grâce à des treillis spatiaux tridimensionnels. Par exemple, une station en zone montagneuse utilise un treillis bifurqué en forme d’arbre avec une portée de support de poteau unique de 45 mètres pour répondre aux besoins de la construction de stations suspendues entre des canyons.
• Intégration intelligente : intégrez la technologie BIM+GIS pour obtenir une connexion transparente entre le bâtiment de la gare et le terrain environnant ; configurez un système de puits de lumière intelligent pour ajuster automatiquement l’éclairage en fonction de l’angle de la lumière du soleil, réduisant ainsi la consommation d’énergie de 18 %.
• Renforcement parasismique : Des contreventements anti-flambage (BRB) et des amortisseurs visqueux sont utilisés, avec une conception parasismique de 8 degrés, qui peuvent résister à la déformation structurelle lors de tremblements de terre rares.
• Référence de coût : le coût unitaire est de 550 à 700 USD/㎡, adapté aux projets de hub avec des formes complexes et des conditions géologiques particulières.

2. Pourquoi les structures en acier sont-elles la méthode de construction privilégiée pour les pôles de transport mondiaux ?

2.1 Construction rapide pour saisir la première opportunité d’ouverture à la circulation

• Préfabrication en usine + mode d’assemblage sur site : La structure principale du bâtiment de la gare de 30 000 m2 a été achevée en 60 jours, soit 180 jours de moins que la solution en béton, garantissant ainsi l’ouverture de la ligne ferroviaire à grande vitesse dans les délais.
• Extension modulaire : les interfaces réservées permettent l’extension en cours d’exploitation. Par exemple, un hub ajoute une salle d’attente de 20 000 mètres carrés pendant l’exploitation, sans que la circulation des passagers ne soit affectée pendant les travaux.

2.2 Espace sans colonnes de grande portée pour optimiser l’expérience de flux de passagers

• La salle d’attente sans colonnes, longue de plus de 100 mètres, peut accueillir 5 000 personnes attendant le bus simultanément. Elle offre une vue dégagée et, grâce au système de guidage intelligent, améliore de 30 % l’efficacité du flux de passagers.
• Système de cloison flexible : les cloisons préfabriquées en alliage d’aluminium peuvent effectuer des ajustements de cabine en 30 minutes pour s’adapter aux conversions fonctionnelles telles que les canaux d’inspection de sécurité temporaires et les zones d’isolement d’urgence.

2.3 Vert et durable, en ligne avec l’objectif de neutralité carbone

• Toiture photovoltaïque intégrée (BIPV) : la production annuelle d’électricité couvre 30 % de la consommation électrique du bâtiment de la gare, et combinée aux pompes à chaleur géothermiques, le taux d’économie d’énergie global atteint 30 %.
• Recyclage des matériaux : l’acier est 100 % recyclable, les déchets de construction sont réduits de 90 % et les émissions de carbone sont 60 % inférieures à celles du béton.

2.4 Résistant aux tremblements de terre et sûr, protégeant des millions de passagers

• La limite de résistance au feu est de 2,5 heures et il est équipé d’un système intelligent de détection de fumée et d’une simulation d’évacuation d’urgence, qui peut terminer l’évacuation de dizaines de milliers de passagers en 5 minutes.
• Coopérez avec la surveillance IoT : surveillance en temps réel des contraintes structurelles, de la température, de l’humidité et de la densité de la foule, avec un temps de réponse d’alerte précoce inférieur à 10 secondes.

3. Scénarios d’application des gares ferroviaires à structure en acier

4. Structure en acier VS béton traditionnel : comparaison approfondie des scènes de circulation

5. Composants clés et normes techniques

Système porteur

• Colonnes en acier : adoptez les spécifications de conception GB, EN et AISC, utilisez de l’acier haute résistance Q355B S355JR A572 SM490A, de l’acier haute résistance avec une résistance à la compression de 460 MPa, et l’espacement des colonnes peut atteindre 15 mètres, réduisant le nombre de colonnes dans la salle d’attente.
• Ferme spatiale : section transversale en triangle inversé, portée maximale de 120 mètres, résistance optimisée à la charge du vent de 1,2 kN/㎡ grâce à un test en soufflerie, peut résister à un typhon de catégorie 12 dans les zones côtières.
• Système de fondation : fondation sur radier de pieux + appuis d’isolation sismique sont utilisés pour s’adapter aux fondations de sol meuble, et la différence de tassement est contrôlée à moins de 3 mm.

Systèmes de toiture et d’enceinte

• Créer un toit économe en énergie : plaque d’acier ondulée à double couche + couche d’isolation en laine de roche de 100 mm, coefficient de transfert de chaleur ≤ 0,35 W/(㎡・K) ; transmittance du verre photovoltaïque 60 %, production d’électricité annuelle supérieure à 500 000 kWh.
• Cloison de séparation rapide : verre isolant préfabriqué + cadre en alliage d’aluminium, avec une isolation phonique de 40 dB, qui peut supporter l’ouverture d’un canal entièrement transparent en 5 minutes en cas d’urgence.

6. Questions fréquemment posées

Q1. Quelle est la performance sismique des gares ferroviaires à structure en acier ?

R : Les gares ferroviaires à structure métallique ont fait l’objet d’importants efforts en matière de sécurité sismique. Leur ossature est en acier haute résistance et équipée de contreventements anti-flambement, comme pour une armure sismique. Elles peuvent résister à un séisme de forte magnitude de 8 degrés (0,3 g), même en cas de séisme particulièrement rare. Les points de connexion de la structure sont conçus pour être très flexibles et se déforment de manière appropriée sous l’effet des vibrations, évitant ainsi tout effondrement soudain. Par exemple, une gare ferroviaire à grande vitesse abritait auparavant un séisme de magnitude 7 degrés, et la structure principale n’a subi aucun dommage après un séisme de magnitude 7. Les ingénieurs simulent également à plusieurs reprises le processus sismique afin de garantir que l’amplitude des secousses du bâtiment reste dans une plage de sécurité (angle de déplacement < 1/500). Comparées aux structures en béton ordinaires (généralement capables de résister à des séismes de magnitude 6-7 degrés), les gares ferroviaires à structure métallique sont beaucoup plus sûres dans les zones sujettes aux tremblements de terre.

Q2. Dans quelle mesure le cycle de construction d’une gare ferroviaire à structure métallique est-il plus rapide que la méthode traditionnelle ?

R : Une structure en acier peut plus que doubler la vitesse de construction ! Prenons l’exemple des 30 000 mètres carrés de la bâtiment à structure métallique  gare. Il ne faut que 60 jours pour construire le corps principal avec une structure en acier. Si elle est remplacée par une structure en béton, il faudra 240 jours, maintenance comprise. Cela s’explique principalement par la possibilité de fabriquer à l’avance les composants de la structure en acier en usine (avec une marge d’erreur maximale de 2 mm) et de les transporter sur site pour un assemblage direct. Les travaux ne seront pas retardés les jours de pluie, et il n’est pas nécessaire de mouiller partout comme dans une construction traditionnelle. Par exemple, une gare interurbaine utilise la technologie de levage global de poutres en treillis pour hisser une poutre de 800 tonnes en seulement 4 heures. Si l’assemblage est effectué pièce par pièce selon l’ancienne méthode, il faudra au moins 20 jours de plus.

Q3. Quel est l’effet d’isolation acoustique de la structure en acier de la gare ?

R : Pour rendre l’environnement d’attente plus silencieux, la gare ferroviaire à structure métallique a fait l’objet d’importants efforts d’isolation phonique. Les murs sont conçus en double couche, avec des quilles en acier léger comme ossature, des plaques de plâtre de 12 mm d’épaisseur et de la laine de roche de 50 mm d’épaisseur. L’isolation phonique est ainsi améliorée par rapport aux murs en briques traditionnels de 24 cm d’épaisseur. La toiture est composée de trois couches de matériaux : panneaux sandwich en acier coloré, feutre isolant et coton insonorisant, réduisant le bruit des voies ferrées de plus de 25 décibels. Les dalles de plancher sont également stables. Grâce à la pose de plots amortisseurs élastiques, même en cas de piétinement, le bruit est réduit à 65 décibels. Ainsi, la salle d’attente est beaucoup plus silencieuse, répondant ainsi pleinement aux exigences élevées des gares TGV en matière de silence.

Q4. Les gares ferroviaires à structure en acier peuvent-elles s’adapter à des terrains complexes ?

R : La conception de la structure en acier est particulièrement flexible et adaptée à de nombreux environnements. Pour la construction de stations en montagne, le système de fermes spatiales de forme spéciale, spécialement conçu, présente des avantages uniques : sa structure modulaire est comparable à un bloc de construction de précision, et la hauteur des poteaux peut être ajustée en toute flexibilité en fonction du relief. Prenons l’exemple d’une station panoramique : l’application innovante de la technologie des « fermes étagées » permet de surmonter avec succès une dénivellation de 15 mètres et d’assurer une intégration parfaite du bâtiment au terrain. Si vous rencontrez des fondations en sol meuble, pas d’inquiétude. Les fondations sur pieux et la structure en acier sont reliées de manière flexible. Même en cas de léger affaissement des fondations, la différence de hauteur de chaque côté peut être contrôlée à 5 mm près, soit moins qu’une pièce de monnaie.

Q5. Le coût d’entretien ultérieur de la structure en acier de la gare est-il élevé ?

R : L’entretien complet d’une structure en acier est très économique : son coût annuel moyen ne représente que 5 à 8 % du coût initial de construction. Les principales dépenses sont concentrées sur le traitement anticorrosion de la surface de l’acier et les tests de sécurité structurelle. Le cycle de renouvellement de la peinture anticorrosion est d’environ 10 ans, et le coût au mètre carré est limité à 15-20 USD ; si la galvanisation à chaud est utilisée, le cycle de maintenance peut être prolongé jusqu’à 15 ans. Grâce au déploiement d’un système de surveillance intelligent, l’état de la structure est surveillé 24 h/24 grâce à des capteurs de contrainte. En cas d’anomalie, une alerte immédiate est émise afin d’éviter efficacement les coûts de réparation élevés causés par des dommages structurels soudains. En revanche, les bâtiments en béton doivent fréquemment faire face à des problèmes tels que la réparation des fissures et la rénovation de la surface, et le coût annuel d’entretien représente 8 à 12 %. Il a été calculé que le coût d’exploitation et de maintenance complet des structures en acier, de leur achèvement à leur mise hors service, peut être réduit de 15 à 20 %.

XTD Steel Structure a intégré la technologie des grandes portées, la construction intelligente et des concepts écologiques à la construction de gares ferroviaires et a réalisé avec succès plus de dix projets de pôles de transport en structure métallique. Du magnifique dôme de la gare TGV à la forme astucieuse de la gare de montagne, nous faisons de chaque gare une passerelle intelligente vers la ville grâce à une chaîne de services complète : conception BIM avancée, fabrication intelligente et installation précise. Choisir une structure métallique, c’est non seulement opter pour une construction plus rapide, mais aussi pour une solution de transport d’avenir.