李佳琦

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 北京 102600)

1 鐵路旅客車(chē)站站臺(tái)風(fēng)雨棚概述

1.1 站臺(tái)雨棚建筑

鐵路旅客車(chē)站的站臺(tái)空間，是旅客抵達(dá)一座城市后的第一印象，也是旅客離開(kāi)城市的最后記憶[1]。站臺(tái)風(fēng)雨棚造型往往與站房建筑的整體風(fēng)格合鳴，成為建筑樂(lè)章的一部分。

雨棚的主要功能是為站臺(tái)空間提供遮擋雨雪的物理?xiàng)l件，其構(gòu)造形態(tài)往往比較簡(jiǎn)單，主要考慮結(jié)構(gòu)支撐和雨水排除；其次考慮照明、標(biāo)識(shí)引導(dǎo)、信息設(shè)備、廣告等。

1.2 站臺(tái)雨棚的主要布局形式

站臺(tái)雨棚布局形式主要有兩種:有站臺(tái)立柱雨棚和無(wú)站臺(tái)立柱雨棚。

有柱雨棚在中小型車(chē)站中運(yùn)用較多，在站臺(tái)范圍內(nèi)立柱，下部空間較低，通常在4.5～5.5 m范圍。造價(jià)較低，但對(duì)于站臺(tái)旅客視線的影響比較大。

無(wú)柱雨棚在大型和特大型車(chē)站中運(yùn)用較多，在鐵路線間立柱，站臺(tái)范圍內(nèi)無(wú)柱。這種形式的站臺(tái)雨棚空間往往比較高大，旅客在站臺(tái)上可以通視整個(gè)鐵路車(chē)場(chǎng)。由于高度較高，與高架候車(chē)式站房結(jié)合也比較好。

1.3 站臺(tái)雨棚的主要結(jié)構(gòu)選型

傳統(tǒng)的站臺(tái)雨棚主要有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種。鋼結(jié)構(gòu)自重較輕，經(jīng)濟(jì)跨度較大；混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及可靠性較強(qiáng)，具體主要有以下幾種形式:全現(xiàn)澆混凝土、現(xiàn)澆混凝土框架預(yù)制屋面板、鋼梁及金屬屋面、鋼梁及疊合板屋面[2]。

由于安全及經(jīng)濟(jì)原因，站臺(tái)雨棚往往沒(méi)有多余的裝飾層，更多地是直接將結(jié)構(gòu)露明。

1.4 站臺(tái)雨棚的主要技術(shù)要求

(1)防(飄)雨雪

有柱雨棚通常與站臺(tái)邊緣齊平，這要求雨棚的邊緣高度盡可能低，以減少風(fēng)吹到站臺(tái)上的雨雪；無(wú)柱雨棚空間較高，要求盡可能減小股道上方雨棚開(kāi)口的寬度，有的站還會(huì)增設(shè)防雨百葉防止飄雨。

(2)旅客通行及站臺(tái)安全限界

一方面合理減少站臺(tái)立柱，提供更通透的視線空間和通行體驗(yàn)；另一方面控制柱身寬度，為站臺(tái)中部及上、下站臺(tái)的樓扶梯留出盡可能寬的空間，并避免異形構(gòu)件侵占通行寬度。

(3)建筑構(gòu)造及人性化

柱型設(shè)計(jì)避免直角等鋒利的設(shè)計(jì)，防止旅客受傷，同時(shí)也防止磕碰帶來(lái)的柱身?yè)p傷。另外建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要為管線敷設(shè)和設(shè)備安裝提供便利條件。

2 傳統(tǒng)風(fēng)雨棚與清水混凝土雨棚的比較

混凝土是一種施工便捷、可塑性及耐久性強(qiáng)的建筑材料。隨著現(xiàn)代建筑思潮的興起，簡(jiǎn)潔與純粹成為越來(lái)越多建筑師的追求，到二十世紀(jì)五六十年代，施工工藝不斷進(jìn)步，清水混凝土越來(lái)越多地被建筑師采用[3]。清水混凝土站臺(tái)風(fēng)雨棚相較于傳統(tǒng)的站臺(tái)風(fēng)雨棚在以下幾個(gè)方面具有顯著優(yōu)勢(shì):

(1)造型

傳統(tǒng)無(wú)柱雨棚空間高大，通常為桁架、網(wǎng)架、拱殼、張弦梁等大跨結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)美感。有柱雨棚以簡(jiǎn)潔為導(dǎo)向，造型比較簡(jiǎn)單。由柱承梁，梁間封板，形態(tài)簡(jiǎn)陋[4]。

與之相反，現(xiàn)澆混凝土造型自由，接近液態(tài)的混合物可以接受并形成被傾倒的容器形狀，呈現(xiàn)出不同的表面效果和各種豐富的構(gòu)件造型。

(2)耐久性與易維護(hù)性

傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)雨棚的耐久性相對(duì)不足，鋼結(jié)構(gòu)銹蝕存在一定的隱患，影響結(jié)構(gòu)安全，需要定期檢修；經(jīng)氣候變化，鋼結(jié)構(gòu)飾面涂層易脫落，也會(huì)進(jìn)一步造成銹蝕，影響美觀和結(jié)構(gòu)安全。

輕型屋面系統(tǒng)中，金屬屋面板由于其自重輕，對(duì)大風(fēng)十分敏感，如金屬屋面被風(fēng)揭落，將嚴(yán)重影響列車(chē)的行車(chē)安全和周邊的生產(chǎn)生活安全[5]。

相反，清水混凝土結(jié)構(gòu)在耐久和易維護(hù)方面體現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)?；炷敛牧媳旧砟蜐B透、耐凍融，與成熟的屋面防水材料結(jié)合，防水和抗風(fēng)揭性能好。另外，與表面保護(hù)劑結(jié)合，其防塵耐腐蝕、防污抗紫外線性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他雨棚形式。可以極大地降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，提高站臺(tái)區(qū)域的運(yùn)營(yíng)安全性。

(3)與設(shè)備的銜接

鋼結(jié)構(gòu)通常由成規(guī)格的鋼構(gòu)件組成，不會(huì)單獨(dú)處理優(yōu)化形態(tài)，管線在構(gòu)件上穿洞安裝，燈具及設(shè)備末端均通過(guò)焊接或栓接安裝。

混凝土造型可以特殊變化，以適應(yīng)管線路由的要求。京張高鐵站房、大同南站均為管線的敷設(shè)單獨(dú)定制了造型和安裝空間，雜亂的線槽、橋架集中隱藏在其造型中，維護(hù)檢修也更為便捷。

3 清水混凝土建筑及其在站臺(tái)雨棚中的運(yùn)用案例

鐵路旅客車(chē)站具有得天獨(dú)厚的“巨構(gòu)”條件，在武漢站等車(chē)站建筑作品中，建筑造型與鐵路橋梁結(jié)構(gòu)相結(jié)合，樸素的混凝土讓人們認(rèn)識(shí)到別樣的精致。

近年來(lái)，我國(guó)建成了數(shù)座運(yùn)用清水混凝土的站臺(tái)風(fēng)雨棚，按照質(zhì)量和表觀效果，以普通清水混凝土和飾面清水混凝土為主[6]。

3.1 重慶西站

重慶西站在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)運(yùn)用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)站臺(tái)柱雨棚，雨棚覆蓋面積約6萬(wàn)m2。車(chē)站于2018年1月投入使用。

雨棚的線間立柱為有圓角并在平面設(shè)有凹槽造型的方柱，圓角在一定程度上削弱了柱的體量感，凹槽設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)了豎向線條，并與上部結(jié)構(gòu)梁等寬，形成自柱身向外生長(zhǎng)的穿插關(guān)系，豐富了柱頭部位的造型變化。雨棚頂部的預(yù)應(yīng)力梁也做了精心的布置，主次分明為兩種尺寸和高度，次梁均勻布置為正方形網(wǎng)格。雨棚整體形式邏輯強(qiáng)，如同精心種植和修剪、整齊向上生長(zhǎng)的行道樹(shù)，見(jiàn)圖1[7]。

圖1 重慶西站清水混凝土無(wú)柱雨棚

3.2 京張高鐵沿線車(chē)站

京張高鐵沿線車(chē)站中，張家口站主要采用有柱雨棚，局部采用無(wú)柱雨棚；昌平、東花園北、懷來(lái)、下花園北等小型車(chē)站，全部采用有柱雨棚，見(jiàn)圖 2。京張高鐵沿線車(chē)站于2019年12月投入使用。

圖2 京張高鐵站房清水混凝土有柱雨棚(昌平站)

京張線車(chē)站雨棚設(shè)計(jì)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:首先是靈活運(yùn)用上返梁和曲線造型，解決了傳統(tǒng)雨棚造型呆板的問(wèn)題；第二是解決了天溝、雨水管與梁及柱的位置問(wèn)題，柱兩側(cè)設(shè)計(jì)有凹槽，雨水立管在其中布設(shè)，柱下窄上寬，頂部支撐雙梁，中間設(shè)置雨水溝；第三是利用造型統(tǒng)一了管線走向及燈具安裝，強(qiáng)、弱電管線及燈具也在此位置安裝，原先雜亂不易處理的元素在這里統(tǒng)一，見(jiàn)圖3[8]。

圖3 京張高鐵昌平站站房有柱雨棚剖面(單位:mm)

3.3 大同南站

大同南站為大型鐵路車(chē)站，采用高架候車(chē)室。站臺(tái)雨棚為有柱雨棚和無(wú)柱雨棚相結(jié)合的形式，大量運(yùn)用了無(wú)裝飾的清水混凝土，雨棚總結(jié)構(gòu)覆蓋面積約2.2萬(wàn)m2。車(chē)站于2019年12月投入使用，見(jiàn)圖4～圖5。

圖4 大同南站清水混凝土有柱雨棚

圖5 大同南站有柱雨棚剖面(單位:mm)

車(chē)站的站臺(tái)雨棚很好地運(yùn)用了混凝土材料造型靈活的特點(diǎn)，造型、細(xì)節(jié)與主站房設(shè)計(jì)呼應(yīng)。有柱雨棚采用部分上返梁的形式，中部單向橫梁露明，呼應(yīng)傳統(tǒng)建筑廊的空間形式，兩側(cè)采用上返梁，腹板造型與主站房“反宇”屋面造型相符。另一方面，跨線雨棚與站房體現(xiàn)傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)邏輯的設(shè)計(jì)思路一致，柱承主梁，次梁為井字梁方格網(wǎng)，三級(jí)布置，逐級(jí)嵌套自然地過(guò)渡至有柱雨棚區(qū)域[9]。

有柱雨棚柱身設(shè)凹槽，內(nèi)裝有定制的異形雨水管，與混凝土同色，形成一體化的矩形倒角柱，兩側(cè)混凝土腹板向內(nèi)挑出，形成架設(shè)管線的空間。

4 清水混凝土雨棚應(yīng)用難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

清水混凝土因其一次成型，無(wú)二次裝飾的特點(diǎn)，主要運(yùn)用難度體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的精細(xì)程度上。必須要在設(shè)計(jì)階段考慮到各方面的細(xì)節(jié)，同時(shí)多個(gè)專業(yè)要協(xié)同完成設(shè)計(jì)。另外，設(shè)計(jì)還要與施工技術(shù)高度協(xié)同，從施工角度來(lái)考慮設(shè)計(jì)要表達(dá)的內(nèi)容。

4.1 建筑設(shè)計(jì)

首先要合理布置柱網(wǎng)。柱網(wǎng)應(yīng)為地面鋪裝塊材模數(shù)的整數(shù)倍，保證石材縫與混凝土禪縫或柱心、柱邊緣發(fā)生關(guān)系。相鄰柱跨尺寸應(yīng)考慮到梁的均勻布置，避免不合理的柱網(wǎng)導(dǎo)致屋頂造型沖突。變形縫處應(yīng)采用雙側(cè)懸挑的方式處理，一致性更好。

另外還要注重構(gòu)件設(shè)計(jì)。梁柱的造型本身應(yīng)與車(chē)站整體的建筑設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。柱身的形狀應(yīng)確保雨水管的安裝，旅客不易碰傷。要精心組織正常梁與上返梁的布置，保證同一層級(jí)的梁尺寸一致，板下造型符合設(shè)計(jì)理念。也要注重女兒墻、下吊的造型板與梁高及建筑其他部分的交圈關(guān)系，避免不合邏輯的錯(cuò)臺(tái)。

清水混凝土的精致程度更體現(xiàn)在建筑細(xì)部。禪縫布置要均勻并與造型轉(zhuǎn)折發(fā)生關(guān)系?；炷僚c其他建筑材料的交接部位(如踢腳線)也要妥善處理。檐口滴水線也應(yīng)合理設(shè)置，確保雨水和塵土不對(duì)主體產(chǎn)生污損。同時(shí)設(shè)計(jì)中也要盡量采用圓角、小弧角，避免拆模損壞和使用過(guò)程中的磕碰。

4.2 排水及防水措施

因造型要求，清水混凝土雨棚通常會(huì)局部有上返梁的設(shè)計(jì)，上返梁要與雨水排水單元結(jié)合處理，保證合理的排水單元，不產(chǎn)生死角。

雨水立管通常居柱中安裝，這就使落水口的布置與柱頂居中的梁發(fā)生沖突。無(wú)柱雨棚距離較遠(yuǎn)，處理好雨水管頂部的彎折即可。有柱雨棚的處理，已有一些成功的嘗試:京張高鐵站臺(tái)雨棚采用設(shè)置雙梁，中間布置雨水溝和落水口的方法；大同南站盡可能壓縮主梁寬度并將其與一側(cè)柱邊平齊，選用合適尺寸的落水口和異形雨水管進(jìn)行“糾偏”，見(jiàn)圖6～圖7。

圖6 京張高鐵站房昌平站有柱雨棚雨水口細(xì)節(jié)(單位:mm)

圖7 大同南站有柱雨棚雨水口細(xì)節(jié)(單位:mm)

4.3 施工工藝

施工方面要保證模板剛度，減小施工誤差，設(shè)計(jì)與施工結(jié)合，減少構(gòu)件的規(guī)格種類，采用先進(jìn)模板工藝，合理拼接穩(wěn)定支撐，接縫整齊避免澆筑過(guò)程中跑漿漏漿[10]。澆筑過(guò)程中還要根據(jù)設(shè)計(jì)方案，合理組織施工分步澆筑方案，提升完成質(zhì)量，保證主要部分色澤一致，平整度高。

以下幾個(gè)方面有較高的精度要求:柱身定位與鋪裝面的模數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系到對(duì)縫整齊；柱身與人較接近，細(xì)節(jié)處理也要到位；因站臺(tái)上人員視線通常為順軌道方向，故檐口部位的平直度要求也較高；設(shè)備安裝部位要保證較高精度，避免安裝時(shí)剔鑿混凝土。

4.4 精細(xì)化協(xié)同設(shè)計(jì)

清水混凝土站臺(tái)雨棚沒(méi)有多余的二次修飾進(jìn)行補(bǔ)救，預(yù)埋件和預(yù)開(kāi)孔洞必須在澆筑前精心對(duì)位，盡量避免二次加工。管槽構(gòu)件尺寸要與管線橋架適應(yīng)；燈具布置及選型要與整體協(xié)調(diào)；標(biāo)識(shí)、動(dòng)態(tài)顯示屏安裝也要與構(gòu)件設(shè)計(jì)相統(tǒng)一。

5 清水混凝土雨棚的適用性

誠(chéng)然，某一種建造方式的選用必定有一定的局限性，清水混凝土站臺(tái)雨棚也有其適用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要合理運(yùn)用，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。

5.1 適用范圍與原則

混凝土雨棚自重較大，在路基式車(chē)場(chǎng)更加適用，在橋式站中與橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)合難度大，易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)浪費(fèi)。

混凝土雨棚在嚴(yán)寒地區(qū)可避免凍融對(duì)防水構(gòu)造的破壞，在沿海地區(qū)可有效地避免海風(fēng)和鹽霧對(duì)結(jié)構(gòu)的侵蝕，在臺(tái)風(fēng)地區(qū)可避免構(gòu)件的脫落。故在此類特殊氣候條件下，可優(yōu)先選用。

作為車(chē)站有機(jī)的一部分，雨棚也與整體建筑設(shè)計(jì)理念有著不可分割的關(guān)系，建筑創(chuàng)作獨(dú)特的造型要求也應(yīng)與清水混凝土的色澤質(zhì)感、造型、施工相適應(yīng)，盲目地追求局部的設(shè)計(jì)往往造成整體的不協(xié)調(diào)。

5.2 設(shè)計(jì)及建造的關(guān)注點(diǎn)

造型設(shè)計(jì)和施工方便之間應(yīng)盡力取得平衡。某些奇異的造型并不適宜用混凝土建造，盲目追求只會(huì)憑空增加造價(jià)。

另外，近年來(lái)鐵路客站建設(shè)中運(yùn)用清水混凝土的案例，無(wú)一例外地產(chǎn)生實(shí)際造價(jià)超出投資預(yù)算的情況，這與過(guò)分地追求施工精度和完成質(zhì)量有一定的關(guān)系。清水混凝土最重要的特點(diǎn)是原始的質(zhì)樸，色差、紋理、瑕疵都是混凝土美感的一部分。設(shè)計(jì)和施工中不能忘記追求質(zhì)樸美感的初心、經(jīng)濟(jì)適宜，不應(yīng)盲目追求過(guò)高質(zhì)量，有利于合理地控制造價(jià)，使這種設(shè)計(jì)建造手法得到更廣范地運(yùn)用。

6 結(jié)束語(yǔ)

清水混凝土站臺(tái)雨棚在我國(guó)鐵路客站中的運(yùn)用剛剛起步，部分成功的做法已經(jīng)在客站建設(shè)中大量推廣。通過(guò)合理選用、精心設(shè)計(jì)、科學(xué)施工，清水混凝土站臺(tái)雨棚一定能更好地表達(dá)站房的文化內(nèi)涵，成為鐵路精品客站中的重要組成部分，進(jìn)一步提升旅客出行體驗(yàn)。