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

林文泉

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司橋梁處，武漢 430063)

1 工程概況

昆明市軌道交通首期工程由線網(wǎng)規(guī)劃中的2號(hào)線一期工程和1號(hào)線一期工程和二期工程組成，初、近期貫通運(yùn)營(yíng)，遠(yuǎn)期回歸線網(wǎng)。線路主要經(jīng)過(guò)盤(pán)龍區(qū)、官渡區(qū)和呈貢新區(qū)。軌道交通2號(hào)線起自盤(pán)龍區(qū)北部汽車客運(yùn)站，之后沿灃源路北側(cè)高架西行，在龍頭村站站后向南拐進(jìn)北京路延長(zhǎng)線，在羊腸村站站前進(jìn)入地下，然后線路沿北京路延長(zhǎng)線、北京路向南，在環(huán)城南路站站后通過(guò)單渡線進(jìn)入軌道交通1號(hào)線，之后線路從昆明火車站東側(cè)斜穿鐵路及南二環(huán)，沿著春城路向南，穿過(guò)巫家壩機(jī)場(chǎng)后沿規(guī)劃春城路延長(zhǎng)線至?xí)詵|村附近，右拐進(jìn)彩云路后轉(zhuǎn)為路中高架，于五臘村站站前拐至路側(cè)高架布置，此后一直向南，跨昆玉高速后轉(zhuǎn)為地下，穿過(guò)呈黃立交后進(jìn)入彩云南路路中布置，沿彩云南路南行，再西拐沿龍?zhí)督致分胁贾弥两K點(diǎn)廣電大學(xué)站。

昆明市軌道交通首期工程線路平面見(jiàn)圖1。

圖1 昆明市軌道交通首期工程線路平面

首期工程高架部分分為2段，第一段屬于2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 km;第二段屬于1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 km。

2 高架橋?qū)Τ鞘芯坝^的影響因素［1～6］

2.1 高架橋?qū)χ苓呑匀痪坝^的影響

高架橋沿線有大型商業(yè)區(qū)及規(guī)劃的大型住宅區(qū)，其景觀特征以精致秀麗為主。高架橋梁形體粗壯有力、尺度龐大，具有人工構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)美和粗曠美。兩者之間在尺度、質(zhì)感和色彩等方面都有較大差異，難以協(xié)調(diào)。高架線路在這些地方出現(xiàn)，使得原有的景觀空間變得更加擁擠。

2.2 高架橋?qū)σ曈X(jué)產(chǎn)生的影響

高架橋梁主要是以水平線條的橋梁和垂直線條的橋墩組成。水平方向的橋梁連續(xù)貫通，與人在車輛行走中眼睛的移動(dòng)相順應(yīng)，具有運(yùn)動(dòng)、延伸、增長(zhǎng)的意味，有助于視覺(jué)環(huán)境的簡(jiǎn)單化;垂直方向的橋墩挺拔粗壯，以一定的間隔連續(xù)排列，使人產(chǎn)生崇高、緊張、積極的感受。此外，粗壯的橋墩特有的垂直線條與人慣常的視線移動(dòng)方向不一致，會(huì)對(duì)視線起到一定的阻隔作用。

2.3 高架橋尺度協(xié)調(diào)性影響

高架橋梁的體量大、距離長(zhǎng)，是城市中無(wú)與倫比的人工構(gòu)筑物，具有特殊的意象價(jià)值，這些特點(diǎn)令其成為城市空間中的主體。周邊的建筑物與之相比，在尺度和體量上，都有相當(dāng)大的差異，如凱文林奇所指出的:一個(gè)巨大的標(biāo)志物會(huì)使它所在的地區(qū)的其他建筑物相形見(jiàn)拙，失去尺度。同時(shí)，高架線路將會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)集中效應(yīng)，使各種住宅和商業(yè)建筑沿著線路兩側(cè)分布，在用地面積有限的條件下，必然在建筑物的高度和體量上有一定的突破，從而對(duì)城市的尺度帶來(lái)影響。

3 高架橋梁跨及橋墩方案比選

3.1 高架橋基本方案

大型人工構(gòu)筑物，會(huì)對(duì)景觀產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。這需要在景觀設(shè)計(jì)中，結(jié)合自然環(huán)境和已有的人工環(huán)境來(lái)進(jìn)行綜合考慮，使主體融入城市環(huán)境，成為具有自身特色的景觀空間。為此設(shè)計(jì)4種相互協(xié)調(diào)的墩、梁外形方案，以期達(dá)到最佳景觀效應(yīng)。根據(jù)以上設(shè)計(jì)理念，提出了油紙傘方案、山茶花方案、綠芽方案以及幾何方案，各方案如下。

3.1.1 油紙傘方案

油紙傘方案以一把撐開(kāi)的油紙傘的形態(tài)作為設(shè)計(jì)元素，整體造型猶如一把撐開(kāi)的傘，如圖2所示，在該方案中橋墩的頂部進(jìn)行鏤空處理，減小整體造型的體量感，整體外形端莊又飽含輕盈之美。

圖2 油紙傘方案

3.1.2 山茶花方案

山茶花方案以昆明市市花山茶花的形態(tài)作為設(shè)計(jì)元素，整體造型猶如一朵盛開(kāi)的山茶花，橋跨及橋墩立面如圖3所示，橋墩?qǐng)A的柔美、順暢與弧形的箱梁相結(jié)合，產(chǎn)生和諧之美。

3.1.3 綠芽方案

圖3 山茶花方案

綠芽方案以茁壯成長(zhǎng)的綠芽作為創(chuàng)作元素，在設(shè)計(jì)中經(jīng)過(guò)精簡(jiǎn)、提煉，總結(jié)出更為流暢的形體比例構(gòu)造，整體造型透著現(xiàn)代生活的和諧美，結(jié)構(gòu)構(gòu)思及方案如圖4所示。

圖4 綠芽方案

3.1.4 幾何方案

幾何方案由基本幾何元素構(gòu)建而成，橋梁及橋墩?qǐng)?jiān)實(shí)剛正，相互協(xié)調(diào)，相互映襯，顯得親切得體，其中菱形橋墩，體現(xiàn)出力度感，給人以強(qiáng)烈的挺拔之勢(shì)，方案如圖5所示。

圖5 幾何方案

3.2 高架橋方案的確定

4種方案設(shè)計(jì)后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙等媒體向社會(huì)公示，征求市民意見(jiàn)，最終以山茶花方案得票最高，選定為昆明市軌道交通首期工程高架橋梁的標(biāo)準(zhǔn)墩、梁外形方案，建成后高架橋如圖6所示。

圖6 山茶花方案實(shí)景

4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

4.1 橋墩經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

為對(duì)所選取的山茶花方案橋墩進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，選用國(guó)內(nèi)其他城市10 m墩高的雙線墩設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算結(jié)果如表1所示。從表1可知，昆明高架橋橋墩含筋率較高。其原因:一方面在于昆明的水平地震基本加速度為0.20g，較其他城市都高［6］，橋墩設(shè)計(jì)時(shí)，地震工況控制結(jié)構(gòu)的配筋;另一方面是為了使設(shè)計(jì)的墩梁外形協(xié)調(diào)且滿足受力要求，設(shè)計(jì)時(shí)以加大配筋的方式而不是常規(guī)的加大截面尺寸的方式來(lái)滿足結(jié)構(gòu)受力要求。表1的橋墩造價(jià)參照昆明市2010年9月的市場(chǎng)信息價(jià)來(lái)計(jì)算，從表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)昆明的橋墩設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)節(jié)約的。

表1 雙線墩設(shè)計(jì)指標(biāo)分析

4.2 箱梁經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

為了評(píng)價(jià)所選取山茶花方案梁跨技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選取國(guó)內(nèi)6座城市30 m跨的簡(jiǎn)支箱梁的相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)做對(duì)比分析。表2給出6座城市高架橋的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，各城市均采用B型車。從表2可以看出，昆明的箱梁造價(jià)最高。

表2 箱梁設(shè)計(jì)指標(biāo)分析

圖7為昆明雙線箱梁和具有代表性的武漢雙線典型箱梁截面，其中山茶花方案中陰影部分占總截面的9%，但是該部分對(duì)于結(jié)構(gòu)的受力是個(gè)負(fù)擔(dān)。其他城市的箱梁均設(shè)計(jì)為類似武漢雙線梁截面的斜腹板形式，結(jié)構(gòu)沒(méi)有多余的負(fù)擔(dān)。從橫框計(jì)算來(lái)考慮，該混凝土塊導(dǎo)致頂板橫向鋼筋直徑增大，因此昆明的梁部含筋率最高。為判斷昆明雙線梁設(shè)計(jì)指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)合理性，將圖7(a)中的陰影部分去掉，則其相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)如表2的最后一行。從表中數(shù)據(jù)顯示，去掉陰影部分后，昆明的箱梁每平方的造價(jià)接近于全國(guó)6個(gè)城市的平均造價(jià)。由此可見(jiàn)，昆明的箱梁設(shè)計(jì)在滿足景觀的前提下，是經(jīng)濟(jì)節(jié)約并可以接受的。

圖7 雙線梁截面

5 結(jié)論

本文根據(jù)昆明市軌道交通首期工程高架區(qū)間墩、梁外形方案比選的過(guò)程，結(jié)合國(guó)內(nèi)其他城市的設(shè)計(jì)成果，對(duì)所選用的山茶花墩梁外形方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，主要成果及結(jié)論如下所述。

(1)給出了高架橋?qū)Τ鞘芯坝^的影響因素，城市軌道交通高架橋作為城市的一道特殊的風(fēng)景線，應(yīng)做到與城市的人文景觀相融合、相協(xié)調(diào)。

(2)結(jié)合昆明市城市特色，提出了適合昆明市城市特色的4種高架橋梁設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙等媒體向社會(huì)公示，最終確定了山茶花方案。

(3)山茶花方案橋墩技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表明，雙線墩的設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)節(jié)約的;對(duì)箱梁的技術(shù)分析表明，昆明雙線梁造價(jià)略高于其他城市同類型梁跨，但在不考慮景觀要求下，該方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可達(dá)到其他城市平均水平。

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