天津站接觸網(wǎng)景觀設(shè)計研究

范海江,羅 健,趙紅玉

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司,天津 300251)

1 概述

天津站位于天津海河之畔,是天津交通對外的重要窗口,是中國兩大鐵路動脈京滬和京山鐵路的交匯點,在天津?qū)ν饨煌?lián)系中占有重要位置。天津站集高速鐵路、城際鐵路、普速鐵路、城市軌道交通、長途客運、公交汽車、客運出租為一體的大型綜合交通樞紐,實現(xiàn)旅客的“零換乘”和各種交通方式“無縫銜接”,為推進京津一體化進程發(fā)揮更加重要的作用。

天津站車場布置自北向南依次為城際車場、高速車場、普速車場,其中城際車場為4臺7線,高速車場為3臺6線,普速為3臺5線,城際北站房、高架候車室、地下進站大廳、東西旅客地道、無站臺柱雨棚等總建筑面積20萬m2,無站臺柱雨棚覆蓋全部站臺。

天津站也是京津城際鐵路、津秦鐵路客運專線、天津地下直徑線的終點站。天津站與京津城際鐵路的修建,拉近了京津時空距離,京津兩地間實現(xiàn)30 min到達,對于滿足城際客流對時間、速度和舒適度的要求,加強兩城市間的客貨交流及產(chǎn)業(yè)技術(shù)合作,促進濱海新區(qū)的開發(fā)開放,帶動環(huán)渤海經(jīng)濟圈協(xié)調(diào)發(fā)展,不斷改善人民的物質(zhì)文化生活水平、促進城市群間優(yōu)勢互補,實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和全面建設(shè)小康社會戰(zhàn)略目標具有重要的意義。

天津站不僅有效地緩解了天津地區(qū)交通擁擠狀況,而且對推動天津濱海新區(qū)開發(fā)和環(huán)渤海區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有重大意義。在以往的鐵路電氣化工程接觸網(wǎng)設(shè)計中,一般以滿足系統(tǒng)功能需求為主,美觀性或景觀效果考慮較少。

隨著技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展,接觸網(wǎng)設(shè)計在保證系統(tǒng)功能需求的前提下,越來越注重接觸網(wǎng)支持結(jié)構(gòu)與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào),尤其是在大城市、旅游景點和有特殊要求的城市,接觸網(wǎng)設(shè)計又增添了一項必要因素,設(shè)計的景觀化。

2 大型客站接觸網(wǎng)懸掛設(shè)計的重要性

在我國越來越多的大型客站采用無站臺柱雨棚設(shè)計,大型客站的建成,將使之成為城市的地標性建筑。接觸網(wǎng)通過其支持結(jié)構(gòu)懸掛在鐵路上方,對整個雨棚結(jié)構(gòu)造型不會造成直接影響,但由于支持裝置順線路間距50～60 m,對通透、明亮、整潔的雨棚內(nèi)景觀有不利影響。在城市現(xiàn)代化建設(shè)進程中,人們對于環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一要求在不斷提高,接觸網(wǎng)與環(huán)境景觀的協(xié)調(diào)性必不可少。

鐵路車站站房建設(shè)要以人為本,綜合體現(xiàn)功能性、系統(tǒng)性、先進性、文化性、經(jīng)濟性的設(shè)計原則,成就一批不朽的鐵路客站建筑精品。接觸網(wǎng)作為車站建筑結(jié)構(gòu)不可分割的組成部分,從其接觸網(wǎng)系統(tǒng)的輕型化、局部屏蔽化、與雨棚結(jié)構(gòu)一體化等方面著手改善,對景觀效果的影響有現(xiàn)實意義。

大型客站接觸網(wǎng)懸掛設(shè)計方案,直接影響車站整體效果,既要滿足功能性、實用性,又要滿足安全性、可維護性,并兼顧景觀性。

3 大型客站接觸網(wǎng)懸掛設(shè)計原則

(1)站臺上不應(yīng)設(shè)立接觸網(wǎng)支柱[1]；

(2)盡量減少支柱數(shù)量,加大跨距,充分利用無柱雨棚、高架候車室等設(shè)施懸掛接觸網(wǎng)[2]；

(3)優(yōu)先考慮與雨棚、高架候車室等設(shè)施合建,不能合建時盡量采用線間立桿；

(4)與無柱雨棚、高架候車室合建,優(yōu)先考慮由土建專業(yè)預(yù)留接口,接口簡單、可行；

(5)盡量采用腕臂結(jié)構(gòu)形式獨立懸掛,無柱雨棚凈空較高、跨度較大時可考慮軟橫式結(jié)構(gòu)；

(6)支柱結(jié)構(gòu)形式與站房的協(xié)調(diào)性統(tǒng)一；

(7)各類支柱高度差別應(yīng)盡量一致；

(8)支柱斷面尺寸應(yīng)盡量做小,與站房尺寸匹配；

(9)接觸懸掛方式盡量簡潔[4-5]。

4 天津站接觸網(wǎng)懸掛形式比選

天津站無站臺柱雨棚為張弦結(jié)構(gòu),雨棚柱立于股道之間,張弦結(jié)構(gòu)的弦上不能安裝吊柱等設(shè)施。結(jié)合雨棚形式,接觸網(wǎng)可采用的懸掛方案有線間立腕臂柱懸掛方案和軟橫跨懸掛方案。

(1)無柱雨棚處接觸網(wǎng)線間立柱方案

在沒有雨棚柱的股道間立腕臂柱,腕臂柱兩側(cè)懸掛,同時利用雨棚柱兩側(cè)安裝腕臂支持裝置。線間立腕臂柱后側(cè)面限界為2.55 m(線間距為5.4 m,支柱寬按0.3 m考慮)。本方案結(jié)構(gòu)形式較為簡單,每股道接觸網(wǎng)采用腕臂支持結(jié)構(gòu)懸掛,系統(tǒng)相對獨立且穩(wěn)定性較好。

站內(nèi)普速車場和城際車場由不同相供電,線間單根腕臂柱兩側(cè)懸掛滿足不同相帶電體間的絕緣距離較為困難,需采用2根腕臂柱單側(cè)懸掛,腕臂柱錯開5 m布置。

(2)無柱雨棚處接觸網(wǎng)軟橫跨懸掛方案

兩相鄰雨棚柱間安裝橫承力索及上、下部定位繩,形成軟橫跨結(jié)構(gòu)懸掛承力索和接觸線。本方案站臺及軌道上方線索較多,雨棚本身張弦結(jié)構(gòu)下側(cè)也存在線索,且根據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)要求,橫承力索不能用雨棚下側(cè)的線索代替。本方案結(jié)構(gòu)相對于線間立柱方案較為復(fù)雜、繁瑣。根據(jù)接觸網(wǎng)導(dǎo)高5.3 m,推算出下部定位繩距站臺面高度為4.45 m,且每個站臺上方都有下部定位繩,對站臺行人存在較大的安全隱患。

經(jīng)過比選、論證,最終采用線間立腕臂柱方案。

(3)高架候車室下方接觸網(wǎng)懸掛形式

天津站高架候車室支撐梁最低高度為6.75 m,接觸網(wǎng)采用腕臂支持結(jié)構(gòu)形式。在有高架候車室支柱的地方,腕臂安裝在高架候車室支柱上；否則在高架候車室梁底后植錨栓安裝吊柱,通過腕臂支持裝置懸掛承力索和接觸線。

此時,京津城際車場和津秦客專車場接觸線懸掛點高度為5.3 m,結(jié)構(gòu)高度為1.1 m,絕緣間隙為0.35 m；普速車場接觸線懸掛點高度為5.8 m,結(jié)構(gòu)高度為0.6 m,絕緣間隙為0.35 m[5]。

5 天津站接觸網(wǎng)景觀設(shè)計主要方案

(1)車站接觸網(wǎng)平面布置及其支持裝置形式[6-7]

①雨棚覆蓋區(qū)域

采用最大計算跨距,盡量采用腕臂柱,咽喉區(qū)線間距不夠時采用輕型硬橫梁式軟橫跨形式,并采用上、下部定位繩形式,系統(tǒng)穩(wěn)定性好,且美觀。

②雨棚未覆蓋區(qū)域

高架站房區(qū)段：利用高架站房柱加全腕臂支持裝置懸掛接觸網(wǎng)。

非高架站房區(qū)段：間隔利用線間雨棚柱,采用65 m跨距,合建全腕臂支持裝置懸掛接觸網(wǎng)。無線間雨棚柱,增設(shè)圓鋼管型鋼柱,與圓管雨棚柱在同一個垂直線路橫斷面上[2]。

③接觸網(wǎng)下錨

站臺及附近區(qū)域避免設(shè)置拉線,采用不打線下錨柱；避免設(shè)置墜砣,采用恒張力彈簧補償裝置。

④附加導(dǎo)線

為減少架空線索對車站景觀的影響,回流線、正饋線采用電纜通過站臺,掛設(shè)在站臺墻上。

⑤供電線平面布置

供電線上網(wǎng)采用電纜,避免與地面層區(qū)域規(guī)劃沖突,影響車站廣場效果。

(3)接觸網(wǎng)懸掛

雨棚范圍內(nèi)支柱、預(yù)埋件等在不影響受力和絕緣的前提下可以涂以與雨棚柱相同的顏色,減少顏色差別。旅客可視范圍內(nèi)腕臂絕緣子的顏色采用灰色,與建筑結(jié)構(gòu)景觀協(xié)調(diào)。無論是腕臂柱,還是雨棚柱、吊柱,盡可能采用兩側(cè)懸掛,對稱和諧。圓管型鋼柱采用盡可能小的截面,保證視覺通透[3-4]。

6 結(jié)論

(1)通過對天津接觸網(wǎng)景觀進行的設(shè)計,初步探索出關(guān)于景觀設(shè)計的重點,在滿足接觸網(wǎng)系統(tǒng)功能要求的同時,也達到了景觀設(shè)計的效果。

(2)進行接觸網(wǎng)景觀設(shè)計時,應(yīng)考慮與所處周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,對接觸網(wǎng)支持結(jié)構(gòu)形式、平面布置等進行優(yōu)化設(shè)計,并進行必要的技術(shù)經(jīng)濟比較。

(3)天津站接觸網(wǎng)系統(tǒng)采用了鋼管支柱、鋼管硬橫跨、恒張力彈簧補償器和無拉線下錨雙支柱等方案,實施效果較好。

接觸網(wǎng)系統(tǒng)景觀設(shè)計是近幾年來各方關(guān)注較多的課題,需要在借鑒以往設(shè)計的基礎(chǔ)上,逐步完善設(shè)計,以達到預(yù)期效果[9-10]。

[1] 曾欽源.接觸網(wǎng)景觀評估體系的建立[J].科技創(chuàng)業(yè),2009(6).

[2] 于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社,2003.

[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路動車組設(shè)備設(shè)計暫行規(guī)定[S].北京：中國鐵道出版社,2006.

[4] 中華人民共和國鐵道部.鐵路客運專線技術(shù)管理辦法[S].北京：中國鐵道出版社,2006.

[5] 中華人民共和國鐵道部.高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)[S].北京：中國鐵道出版社,2010.

[6] 王亞麗,黃小鋼.高速鐵路動車組檢查庫設(shè)計研究[J].交通科技,2008(3).

[7] 王亞麗,周智勇.客運專線動車組存車線數(shù)量的計算[J].鐵道勘測與設(shè)計,2005(1).

[8] 中華人民共和國鐵道部.鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范[S] .北京：中國鐵道出版社,2005.

[9] 孟祥奎,劉峰濤.京津城際鐵路北京南站接觸網(wǎng)景觀設(shè)計[J].鐵道工程學(xué)報,2010(4).

[10] 沈雙強.廣州南站接觸網(wǎng)景觀設(shè)計淺析[J].鐵道勘察,2010(2).