劉陽(yáng)明
(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 武漢 430063)
昆明市軌道交通首期工程高架部分分為2段,第一段屬于1號(hào)線,主要敷設(shè)于汽車北站站到羊腸村站區(qū)間,長(zhǎng)度約為1.7 k m;第二段屬于2號(hào)線,主要敷設(shè)于曉東村站到呈貢北站區(qū)間,長(zhǎng)度約為10.1 k m[1]。晉寧線一期工程線路起自呈貢新區(qū)廣電大學(xué)站,與首期工程1號(hào)線廣電大學(xué)站平行換乘,站后線路沿前元路敷設(shè),至月馬路路口轉(zhuǎn)入高架段,在前元路與老昆洛路路口向南進(jìn)入馬金鋪高新區(qū),沿南北大道路中敷設(shè),上跨公園南路后,線路拐至南北大道東側(cè)至白云村,之后正線向南跨南外環(huán)路進(jìn)入晉寧南城,沿南北大道中央綠化帶敷設(shè),抵達(dá)終點(diǎn)站晉城南站。線路全長(zhǎng)18.2 k m,高架線長(zhǎng)17.3 k m[2]。
昆明市軌道交通首期工程高架橋以昆明市市花—山茶花為設(shè)計(jì)原素,運(yùn)用分解、引入和切分等設(shè)計(jì)手法對(duì)橋梁的形態(tài)加以整合,花莖演化為墩身,花瓣演化為箱梁。橋墩?qǐng)A得柔美、順暢,弧形箱梁相結(jié)合,相互協(xié)調(diào),相互映襯,產(chǎn)生和諧之美[3]。山茶花方案融合了昆明地域特色,受到昆明市市民廣泛好評(píng)。昆明市軌道交通晉寧線一期工程仍然采用山茶花方案。圖1和圖2分別是山茶花方案的效果圖和實(shí)景。
圖2 山茶花方案實(shí)景
圖1 山茶花方案效果圖
首期工程高架橋景觀方案已經(jīng)得到了各方的充分肯定,但前期設(shè)計(jì)中對(duì)景觀細(xì)節(jié)的處理存在不足,本文進(jìn)行歸納總結(jié),并在首期工程后期和晉寧線一期工程設(shè)計(jì)中采取了優(yōu)化措施。
為了滿足線路和橋下交通的需要,設(shè)計(jì)時(shí)采用了多種類型橋墩,如雙線墩、單線墩、T墩,門式墩等,見圖3。在前期設(shè)計(jì)時(shí),主要從結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造要求等方面考慮,在景觀細(xì)節(jié)處理上考慮不周,導(dǎo)致不同墩型的造型風(fēng)格差異較大。
圖3 各種類型橋墩實(shí)景
(1)由于墩身曲線的需要,單線墩墩頂寬度比單線梁梁底寬,初期設(shè)計(jì)時(shí)在墩頂兩側(cè)設(shè)置了“耳朵”,試圖消弱墩頂尺寸的視覺沖擊,但從建成的實(shí)物看,與雙線橋墩造型上存在差異,總體感覺不是很好。
(2)T墩采用矩形斷面,墩柱曲線與雙線橋墩差異較大,帽梁看上去略顯臃腫,給人一種頭重腳輕的感覺。墩身正面也沒(méi)有保留弧形刻槽,與雙線橋墩造型上有較大差異,景觀效果較差。
(3)由于線路與橋下道路夾角較大,門式墩帽梁順橋向?qū)挾容^大,而墩柱尺寸不需要那么大,因此墩柱與帽梁相接處有突變,墩柱正面也沒(méi)有保留弧形刻槽,與雙線橋墩造型上有較大差異,景觀效果差。
針對(duì)以上不足,分別采取了以下優(yōu)化措施。
(1)對(duì)于單線墩,總體造型與雙線墩基本保持一致,取消墩頂兩側(cè)的“耳朵”,圖4為優(yōu)化后單線墩實(shí)景圖片。
圖4 優(yōu)化后單線墩實(shí)景
(2)圖5為晉寧線一期工程T墩輪廓圖,相對(duì)首期工程T墩做了如下優(yōu)化:①墩柱采用了山茶花方案,墩柱橫橋向尺寸及墩柱曲線半徑均與同高度雙線橋墩完全一致,極大地消弱了T墩對(duì)人視覺的沖擊;②T墩帽梁寬度在滿足構(gòu)造要求的前提下,盡量與箱梁底板保持一致,T墩與箱梁外輪廓銜接順暢;③ 帽梁最小高度和帽梁底斜率保持不變,隨著帽梁寬度減小,帽梁根部高度也變小,既符合帽梁的受力特點(diǎn),又使得帽梁的體重減小,比例更加協(xié)調(diào);④ 帽梁與墩柱相接處采用統(tǒng)一的曲線過(guò)渡,使得墩柱的模板可以重復(fù)利用,避免了工程浪費(fèi),節(jié)省了投資。
圖5 T墩輪廓圖(單位:c m)
(3)圖6為晉寧線一期工程門式墩輪廓圖,在首期工程的基礎(chǔ)上做了如下優(yōu)化:① 墩柱同樣采用了山茶花方案的曲線外形,與雙線墩的造型較接近,墩柱橫向尺寸較小,消弱了門式墩橫向結(jié)構(gòu)尺寸的視覺沖擊;② 帽梁橫截面采用了梯形截面,如此既弱化了門式墩帽梁尺寸,又滿足了帽梁的構(gòu)造要求,從側(cè)面看輪廓與雙線墩很接近,與雙線墩有呼應(yīng)。③ 墩柱內(nèi)側(cè)與帽梁之間采用了半徑150 c m的圓曲線過(guò)渡,使得門式墩整體造型更加柔美。
圖6 門式墩輪廓圖(單位:c m)
通過(guò)以上優(yōu)化,在滿足橋墩受力和構(gòu)造要求的前提下,不同類型橋墩都采用了山茶花方案的主體元素,造型風(fēng)格統(tǒng)一,尺寸比例更加協(xié)調(diào),既改善了橋墩景觀,又節(jié)省了工程投資。
首期工程中高架車站大多采用島式車站,該結(jié)構(gòu)形式具有站臺(tái)面積利用率高、能調(diào)劑客流、乘客中途改變乘車方向方便、車站管理集中、站臺(tái)空間寬闊等優(yōu)點(diǎn),但是會(huì)導(dǎo)致進(jìn)出車站路線間距加大,形成“喇叭口”,對(duì)城市景觀影響較大。
當(dāng)線間距加大到一定程度時(shí),為節(jié)省投資,區(qū)間高架橋梁通常采用2片單線梁并置的結(jié)構(gòu)形式,由此帶來(lái)單雙線箱梁過(guò)渡的問(wèn)題。初期設(shè)計(jì)時(shí)忽視了過(guò)渡方案的景觀設(shè)計(jì),使雙線梁與單線梁輪廓尺寸存在差異,導(dǎo)致單雙線箱梁相接處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)突變(見圖7),景觀效果差。
針對(duì)已經(jīng)建成的節(jié)點(diǎn),經(jīng)過(guò)多方案設(shè)計(jì)比選,采用鋁塑板外包的形式,將結(jié)構(gòu)突變處進(jìn)行順接處理,見圖8。從圖片中可以看到,鋁塑板與混凝土顏色存在差異 ,對(duì)橋梁景觀的改善不明顯。
圖8 鋁塑板外包過(guò)渡方案
圖7 單雙線箱梁相接截面突變
針對(duì)尚未施工的節(jié)點(diǎn),采用如下優(yōu)化措施:設(shè)計(jì)1孔異形雙線簡(jiǎn)支梁,通過(guò)約10 m的過(guò)渡段,箱梁橫截面從標(biāo)準(zhǔn)的雙線截面逐漸過(guò)渡到與單線梁順接的“大截面”,如圖9所示,橋梁景觀得到了較大的改善。
由于雙線箱梁與單線箱梁外輪廓存在差異,過(guò)渡段為空間曲線,對(duì)模板加工及施工精度要求較高。
圖9 異形簡(jiǎn)支梁過(guò)渡方案
為了適應(yīng)地形和橋下道路及構(gòu)筑物的需要,在橋跨布置時(shí)往往會(huì)采用多種跨度簡(jiǎn)支梁,當(dāng)相鄰簡(jiǎn)支梁跨度差別較大時(shí),主梁高度會(huì)出現(xiàn)高矮不一致的現(xiàn)象。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn),大多采用調(diào)整橋墩蓋梁高度來(lái)“彌補(bǔ)”梁高的高差,即通常所說(shuō)的“高低蓋梁”,該處理方式簡(jiǎn)化了梁部的設(shè)計(jì),只需要對(duì)橋墩墩頂蓋梁進(jìn)行局部修改,設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,受力明確。昆明軌道交通首期工程也采用了高低蓋梁方案進(jìn)行梁高過(guò)渡。圖10為首期工程梁高過(guò)渡實(shí)景,圖中梁高變化較突兀,橋墩蓋梁與箱梁之間順接不流暢,景觀效果不太好。
圖10 梁高過(guò)渡實(shí)景
為了改善橋梁景觀,晉寧線采用了梁底補(bǔ)塊方案(見圖11),即在較矮簡(jiǎn)支梁梁底增加“補(bǔ)塊”(圖中陰影部分),使得橋墩墩頂兩側(cè)梁高相同,2片主梁順接流暢。梁底補(bǔ)塊采用圓曲線過(guò)渡,極大消弱了梁高變化產(chǎn)生的視覺沖擊,同時(shí)也減少了混凝土用量,補(bǔ)塊主要集中在梁端,其自重對(duì)主梁受力影響較小。該方案經(jīng)濟(jì)實(shí)用,景觀效果較好,但是施工較麻煩。
圖11 梁底補(bǔ)塊方案(單位:c m)
(1)昆明軌道交通高架橋梁景觀方案充分融合了昆明區(qū)域特色,以昆明市花為設(shè)計(jì)元素,設(shè)計(jì)的山茶花方案得到了昆明市社會(huì)各界的認(rèn)可。
(2)晉寧線汲取了首期工程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),在滿足橋墩受力和構(gòu)造要求的前提下,不同類型橋墩都采用了山茶花方案的主體元素,造型風(fēng)格統(tǒng)一、尺寸比例更加協(xié)調(diào),既改善了橋墩景觀,又節(jié)省了工程投資。
(3)對(duì)于工程中經(jīng)常出現(xiàn)的單雙線過(guò)渡和梁高過(guò)渡問(wèn)題,本文提出了改善橋梁景觀的優(yōu)化措施,供橋梁設(shè)計(jì)師參考借鑒。
[1] 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.昆明軌道交通首期工程初步設(shè)計(jì)[Z].武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2010.
[2] 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.昆明軌道交通晉寧線工程初步設(shè)計(jì)[Z].武漢:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2012.
[3] 林文泉.昆明城市軌道交通高架橋景觀方案及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2011(4):49-52.