0-4評分法在人行天橋方案選擇中的應(yīng)用

劉燃

摘要：本文簡單介紹了0-4評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

中圖分類號： 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25萬人次/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)行人安全過街，體現(xiàn)以人為本的理念，市政府決定在對原人行過街系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)完善，并將其列入當(dāng)年重點(diǎn)工程。完善后的過街系統(tǒng)包括加寬重建成10米寬的火車站站前廣場天橋，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但對橫向振動(dòng)頻率并沒有給出限定范圍參考國內(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，有公交線路二十余條，施工期間臨時(shí)支撐的數(shù)量過多會(huì)使站前交通組織繁亂，另外管線比較復(fù)雜，需以少改移管線方案為優(yōu)。

1.3 經(jīng)濟(jì)

工程在滿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)

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

2 方案介紹

2.1 門式剛架方案

門式剛架方案在豎向一階自振頻率達(dá)到3.0HZ，對應(yīng)的梁高降低，采用變截面設(shè)計(jì)立面曲線優(yōu)美。但是對應(yīng)10米的橋幅寬-剛構(gòu)基礎(chǔ)部分占地面積大涉及對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)車道對來往車流影響大。

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

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)：外觀通過弧線與空間直線的結(jié)合有效劃分了橋上空間，使其柔美的弧形線條與該市火車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)加工相對簡支梁復(fù)雜。下承是拱方案系梁高0.7米是簡支梁方案梁高的39%門式剛架方案的70%，有效減少了對周圍建筑物立面的遮擋。

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評分法介紹

0-4評分法多應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中決定產(chǎn)品功能的定位順序問題，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名對各項(xiàng)功能計(jì)分 而后取平均分，結(jié)果如下表：

0-4評分結(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街功能也就是要滿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拆改移降低施工難度為佳。可以按照如上述的因素排列順序來對各個(gè)方案進(jìn)行評比。按照表-1排定的影響因素順序分別對上述三個(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

簡支梁 1 1 2 2 2 3 11 2

門式剛架 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

簡支梁 0.213 0.394 0.197 0.18 0.262 0.246 1.492 3

門式剛架 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，有利于減小對火車站建筑系統(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條的布置。全橋施工過程對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

根據(jù)影響方案選擇排序0-4評分法的結(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)。天橋外立面通過弧線與空間直線的結(jié)合在豎向重新劃分了橋上空間，拱柔美的弧形線條以及輕巧的系梁與原火車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；減少了平直線條對站前廣場周圍建筑外立面的割裂感。此種結(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支梁方案梁高的39%；門式剛架方案梁高的70%。

天橋施工期間可以將天橋施工對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)處理相對剛架等超靜定結(jié)構(gòu)來說施工比較簡單，對站前廣場交通運(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支梁橋由于主梁過于厚重，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)。施工過程相對簡單，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道路交通的影響降至最低，為今后此類規(guī)模天橋的建設(shè)提供了一種新的解決方案。