劉燃

摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了0-4評(píng)分法在人行天橋方案選擇中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：天橋方案比選

Abstract:This paper?introduces the?application of 0-4?scoring system in the?selection?of?bridge?scheme.

Key Words: Pedestrian bridgeSchemeSelection

中圖分類(lèi)號(hào)： U291.6+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

人行天橋方案設(shè)計(jì)在橋梁整體設(shè)計(jì)工作中占有重要的地位，方案設(shè)計(jì)的比選方法有很多種，本文主要介紹的是0-4評(píng)分法在人行天橋方案選擇中的應(yīng)用。

1方案選擇關(guān)鍵點(diǎn)

北京站廣場(chǎng)前原有一處凈寬2.8米的天橋。隨著客流日益增多，至2007年旅游旺季客流超過(guò)25萬(wàn)人次/日，做為地面人流疏導(dǎo)主體的原天橋已屬超負(fù)荷運(yùn)行。為疏導(dǎo)行人安全過(guò)街，體現(xiàn)以人為本的理念，市政府決定在對(duì)原人行過(guò)街系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)完善，并將其列入當(dāng)年重點(diǎn)工程。完善后的過(guò)街系統(tǒng)包括加寬重建成10米寬的火車(chē)站站前廣場(chǎng)天橋，天橋平方案如下圖1

圖1方案平面圖

1.1 舒適性

我國(guó)人行天橋與地道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定人行天橋豎向一階自振頻率需大于3.0HZ但對(duì)橫向振動(dòng)頻率并沒(méi)有給出限定范圍參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究資料本方一案按橫向自振頻率需大于1HZ。

1.2 施工快捷

該市站前街路幅寬35米，有公交線(xiàn)路二十余條，施工期間臨時(shí)支撐的數(shù)量過(guò)多會(huì)使站前交通組織繁亂，另外管線(xiàn)比較復(fù)雜，需以少改移管線(xiàn)方案為優(yōu)。

1.3 經(jīng)濟(jì)

工程在滿(mǎn)足美觀等功能要求的基礎(chǔ)上應(yīng)充分利用舊橋，高效利用建設(shè)投資。

1.4 后期維護(hù)

廣場(chǎng)客流密集，在后期維護(hù)方面應(yīng)力圖將對(duì)交通組織的影響降低到最低。

2 方案介紹

2.1 門(mén)式剛架方案

門(mén)式剛架方案在豎向一階自振頻率達(dá)到3.0HZ，對(duì)應(yīng)的梁高降低，采用變截面設(shè)計(jì)立面曲線(xiàn)優(yōu)美。但是對(duì)應(yīng)10米的橋幅寬-剛構(gòu)基礎(chǔ)部分占地面積大涉及對(duì)原橋主墩拆除施工處理復(fù)雜，剛構(gòu)方案需要在站前街設(shè)置兩處臨時(shí)支撐，占用三條機(jī)動(dòng)車(chē)道對(duì)來(lái)往車(chē)流影響大。

圖2豎向一階自振模態(tài)f=3.17Hz 圖3橫向一階自振模態(tài)f=12.89Hz

2.2 簡(jiǎn)支梁方案

按現(xiàn)行人行天橋與地道設(shè)計(jì)規(guī)范豎向一階自振頻率大于3.0HZ需最小梁高1.8米。如采用在梁內(nèi)安置調(diào)諧阻尼器的方法可使橋振動(dòng)在很短時(shí)間內(nèi)衰減，不會(huì)讓行人感到不適。全橋主跨吊裝總重在156T，需分段支座安裝。單次吊裝重量在50t左右簡(jiǎn)支梁方案需要在路中設(shè)置臨時(shí)支撐。立面上厚重的主梁使人產(chǎn)生笨重的感覺(jué)

圖4豎向一階自振模態(tài)f=3.13Hz圖5橫向一階自振模態(tài)f=31.29Hz

2.3 梁拱組合結(jié)構(gòu)

梁拱組合結(jié)構(gòu)：外觀通過(guò)弧線(xiàn)與空間直線(xiàn)的結(jié)合有效劃分了橋上空間，使其柔美的弧形線(xiàn)條與該市火車(chē)站外立面的古典因素合理配合。由于拱元素的加入鋼結(jié)構(gòu)加工相對(duì)簡(jiǎn)支梁復(fù)雜。下承是拱方案系梁高0.7米是簡(jiǎn)支梁方案梁高的39%門(mén)式剛架方案的70%，有效減少了對(duì)周?chē)ㄖ锪⒚娴恼趽酢?/p>

圖6一階自振模態(tài)f=3.27Hz 圖7二階自振模態(tài)f=4.5Hz

3方案比選

3.1 0-4評(píng)分法介紹

0-4評(píng)分法多應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中決定產(chǎn)品功能的定位順序問(wèn)題，城市市區(qū)天橋的建設(shè)往往涉及諸如功能、美觀、交通組織、經(jīng)濟(jì)、舒適等諸多方面，而這諸多方面又是決定天橋方案選擇的因素，不同的因素排列順序會(huì)導(dǎo)致不同的方案選擇結(jié)果。這和不同的產(chǎn)品定位順序會(huì)決定產(chǎn)品的特征有相似之處，所以可以用來(lái)借鑒以確定這些因素的排列順序，以該天橋?yàn)槔?，組織有關(guān) 人士 10名對(duì)各項(xiàng)功能計(jì)分 而后取平均分，結(jié)果如下表：

0-4評(píng)分結(jié)果匯總表 表-1

功能項(xiàng)目 功能完善 美觀 舒適 經(jīng)濟(jì) 施工

方便 交通

影響 功能

總分 修正后得分 功能重要性系數(shù) 排序

功能完善 0 3 2 2 3 3 13 13 0.213 1

美觀 1 0 3 3 3 2 12 12 0.197 2

舒適 2 1 0 3 2 3 11 11 0.180 3

經(jīng)濟(jì) 2 1 1 0 3 1 8 8 0.131 4

施工方便 1 1 2 1 0 0 5 5 0.082 5

交通影響 1 1 3 3 4 0 12 12 0.197 2

合計(jì) 61 61 1.000

3.2 0-4評(píng)分法在方案選取中的運(yùn)用

由表-1可以看出 需要首先解決完善的過(guò)街功能也就是要滿(mǎn)足目前高峰流量的需求，其次應(yīng)在兼顧外形景觀系統(tǒng)化與最小交通影響的要求，在此基礎(chǔ)上需要完善并強(qiáng)調(diào)舒適性設(shè)計(jì)，在新橋基礎(chǔ)施工的過(guò)程中盡量延后舊橋拆除時(shí)間，協(xié)助地面臨設(shè)人行橫道避免客流在站前集中，如能進(jìn)一步利用原天橋部件減少施工工作量減少管線(xiàn)拆改移降低施工難度為佳?？梢园凑杖缟鲜龅囊蛩嘏帕许樞騺?lái)對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行評(píng)比。按照表-1排定的影響因素順序分別對(duì)上述三個(gè)方案排名打分，排名第一的得三分第二名得2分，第三名得1分。

各方案評(píng)分結(jié)果匯總表 表-2

功能項(xiàng)目 功能完善 交通影響 美觀 舒適 經(jīng)濟(jì) 施工 總分 排序

簡(jiǎn)支梁 1 1 2 2 2 3 11 2

門(mén)式剛架 2 2 1 3 1 1 10 3

下承式拱 3 3 3 3 3 2 17 1

將表-2中各方案的各項(xiàng)得分用表-1中功能重要性系數(shù)相乘后得到修整得分

修正后各方案結(jié)果匯總表表-3

功能項(xiàng)目 功能完善 交通影響 美觀 舒適 經(jīng)濟(jì) 施工 功能總分 排序

簡(jiǎn)支梁 0.213 0.394 0.197 0.18 0.262 0.246 1.492 3

門(mén)式剛架 0.426 0.197 0.394 0.36 0.131 0.082 1.590 2

下承式拱 0.639 0.591 0.591 0.54 0.393 0.164 2.918 1

根據(jù)表-2、3可以看出下承式拱功能總分最高，該方案通過(guò)利用東西部分原橋和南北方向原橋主墩將實(shí)現(xiàn)了南北方向和東西方向行人立體過(guò)街，功能完善。系梁立面高度在三個(gè)方案中最小，有利于減小對(duì)火車(chē)站建筑系統(tǒng)立面的遮擋。拱結(jié)構(gòu)的運(yùn)用較之其他兩個(gè)方案豐富了橋上立面空間的劃分手段，也為今后燈飾工程預(yù)留了合理化的位置，使之不再拘泥于平直線(xiàn)條的布置。全橋施工過(guò)程對(duì)路上交通組織影響最小，建成后舒適度指數(shù)大。同時(shí)后期維護(hù)相對(duì)方便。在備選方案中是最符合要求的建設(shè)方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)影響方案選擇排序0-4評(píng)分法的結(jié)果認(rèn)為，考慮到建筑風(fēng)格的一致性、承載能力、以及使用舒適度、施工快捷等方面的原因，最優(yōu)設(shè)計(jì)方案采用梁拱組合結(jié)構(gòu)。天橋外立面通過(guò)弧線(xiàn)與空間直線(xiàn)的結(jié)合在豎向重新劃分了橋上空間，拱柔美的弧形線(xiàn)條以及輕巧的系梁與原火車(chē)站站立面的古典因素搭配一致，弱化了一般梁式人行天橋“平”、“板”、“直”的建筑形象；減少了平直線(xiàn)條對(duì)站前廣場(chǎng)周?chē)ㄖ饬⒚娴母盍迅小４朔N結(jié)構(gòu)形式的運(yùn)用使天橋在保證拱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下有效的控制了系梁的建筑高度，減少對(duì)建筑主體立面的遮擋。在保證相同承載能力和使用舒適度的前提下，其系梁高度僅為一般通用型式的簡(jiǎn)支梁方案梁高的39%；門(mén)式剛架方案梁高的70%。

天橋施工期間可以將天橋施工對(duì)道路交通的影響降至最低。梁拱組合結(jié)構(gòu)屬于內(nèi)部超靜定，外部屬于靜定結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)處理相對(duì)剛架等超靜定結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)施工比較簡(jiǎn)單，對(duì)站前廣場(chǎng)交通運(yùn)行干擾較少。同時(shí)因?yàn)樘鞓蝮w型較大需要分段拼接，鑒于吊運(yùn)能力限制，同等跨徑一般型式的簡(jiǎn)支梁橋由于主梁過(guò)于厚重，需要分三段吊裝，設(shè)置兩個(gè)臨時(shí)支撐。而梁拱組合結(jié)構(gòu)中拱的運(yùn)用讓全橋施工只需要在系梁拼接過(guò)程中布置一個(gè)臨時(shí)支撐，保證其在自重下變形符合要求即可。其余諸如拱的拼裝、吊桿張拉、橋面鋪裝等施工過(guò)程由于施工荷載較小，都可以系梁做施工平臺(tái)完成相應(yīng)作業(yè)。施工過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，保證了天橋可以按時(shí)完工將大跨徑、大寬度人行天橋施工對(duì)道路交通的影響降至最低，為今后此類(lèi)規(guī)模天橋的建設(shè)提供了一種新的解決方案。