融合城市設(shè)計(jì)的跨坐式單軌選線設(shè)計(jì)

蒲建錦

(中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司廣東分公司，廣東深圳 518052)

跨坐式單軌作為中運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)制式之一，主要采用結(jié)構(gòu)輕盈的軌道梁進(jìn)行高架敷設(shè)，具有建設(shè)周期短、投資較地鐵少、噪聲小、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力強(qiáng)、行駛平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)城市交通的改善與環(huán)境美化有很好的效果[1-3]，已在重慶有成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，深圳、蕪湖、汕頭、中山、廣安等城市也處于規(guī)劃或建設(shè)過(guò)程中。以下闡述軌道交通選線方法和城市設(shè)計(jì)理論，探討將城市設(shè)計(jì)中對(duì)空間、建筑、居民心理、視覺(jué)等方面的構(gòu)造分析方法融入跨坐式單軌選線設(shè)計(jì)的必要性和可行性，介紹了典型城市空間要素中融合城市設(shè)計(jì)的跨坐式單軌選線設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程，可為相關(guān)跨坐式單軌選線設(shè)計(jì)提供一定的參考。

1 選線設(shè)計(jì)方法和城市設(shè)計(jì)理論

1.1 軌道交通選線設(shè)計(jì)方法

軌道交通的線路是一條三維空間帶狀實(shí)體，線路的空間位置由其平面和縱斷面決定。在城市軌道交通項(xiàng)目中，線路是機(jī)車(chē)車(chē)輛和列車(chē)運(yùn)行的基礎(chǔ)，其線路設(shè)計(jì)主要是合理運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)方案比選，確定線路走向、車(chē)站分布，并通過(guò)平、縱、橫斷面設(shè)計(jì)，用坐標(biāo)、高程精確地確定線路位置[4]。

線路、站位設(shè)計(jì)需收集的基礎(chǔ)資料有：城市總體規(guī)劃、線路功能定位、近期建設(shè)規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃等上位規(guī)劃[5]，以及市政管線資料、沿線建筑物紅線、樁基等基礎(chǔ)資料，在分析客流的基礎(chǔ)上，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇合適的線路走向和車(chē)站分布，進(jìn)行線路平、縱、橫設(shè)計(jì)。

1.2 城市設(shè)計(jì)理論和方法

城市設(shè)計(jì)是一種關(guān)注城市規(guī)劃布局、城市面貌、城鎮(zhèn)功能及城市公共空間的一門(mén)學(xué)科。城市設(shè)計(jì)以改善城市空間環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，對(duì)城鎮(zhèn)建筑環(huán)境中的空間進(jìn)行組織和優(yōu)化[6]。

城市設(shè)計(jì)可以作為建筑設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃間的紐帶。城市規(guī)劃涉及城市整體宏觀層面的資源分配，包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、社會(huì)規(guī)劃、政策確定和物質(zhì)規(guī)劃四個(gè)方面，決定城市性質(zhì)、片區(qū)規(guī)劃、用地性質(zhì)、配套設(shè)施、交通市政等需求，而城市設(shè)計(jì)更多涉及三維的城市空間結(jié)構(gòu)、建筑群落布局、開(kāi)放空間以及人的心理感性影響等方面。建筑設(shè)計(jì)多從建筑設(shè)計(jì)師或業(yè)主的價(jià)值取向出發(fā)，關(guān)注功能、造價(jià)和美觀等內(nèi)容，而城市設(shè)計(jì)更多反映公眾的利益和意志，工作對(duì)象多是包括城市外部空間的開(kāi)放空間。

城市設(shè)計(jì)的方法和主要內(nèi)容可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)對(duì)象的空間尺度確定。就空間尺度而言，城市設(shè)計(jì)可分為宏觀、中觀和微觀[7]。宏觀城市設(shè)計(jì)又稱區(qū)域級(jí)的城市設(shè)計(jì)，它的目的是為城市規(guī)劃提供一個(gè)基于公眾利益的形體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，包括市域用地形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)和景觀、開(kāi)放空間、道路格局、城市天際線和標(biāo)志性建筑布局等內(nèi)容。中觀尺度城市設(shè)計(jì)是片區(qū)級(jí)城市設(shè)計(jì)，涉及城市中功能相對(duì)獨(dú)立并具有整體環(huán)境性的街區(qū)，其目標(biāo)是基于城市總體規(guī)劃確定的原則，對(duì)包括自然景觀和人造景觀在內(nèi)的建成區(qū)城市整體價(jià)值進(jìn)行分析，對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行控制。微觀城市設(shè)計(jì)是地段級(jí)城市設(shè)計(jì)，涉及具體的建筑物設(shè)計(jì)及其較小范圍內(nèi)的形體環(huán)境。這一層次多與建筑設(shè)計(jì)配合，是最常見(jiàn)的城市設(shè)計(jì)內(nèi)容。

2 將城市設(shè)計(jì)融入到軌道交通選線設(shè)計(jì)

跨坐式單軌交通線路主要延城市道路敷設(shè)，而城市道路車(chē)輛行人密集，道路下方雨污水、電力電信、燃?xì)夤饫|等管線眾多，道路兩側(cè)建筑物密集，道路交叉口關(guān)系復(fù)雜。如何充分高效地利用日益寶貴的城市公共空間布置線路和車(chē)站，必須經(jīng)過(guò)詳細(xì)縝密的設(shè)計(jì)。在線路設(shè)計(jì)中景觀、環(huán)境的協(xié)調(diào)一直都是線路設(shè)計(jì)的重要因素之一，過(guò)去一般采取避讓或減輕線路對(duì)環(huán)境影響的手段，較少將城鎮(zhèn)空間和線路走向有機(jī)結(jié)合。近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，包括跨坐式單軌在內(nèi)的城市高架交通的景觀效果受到越來(lái)越多的重視，但是仍然缺少將城市公共空間、線路、景觀統(tǒng)籌考慮的系統(tǒng)理論和方法。城市設(shè)計(jì)和軌道交通線路設(shè)計(jì)都涉及城市公共空間，可以通過(guò)城市公共空間這個(gè)紐帶將二者結(jié)合[8]，更好地服務(wù)于城市建設(shè)、城市居民出行，以及人們對(duì)更美好居住環(huán)境的訴求。

城市空間要素和景觀構(gòu)成是最典型的城市設(shè)計(jì)對(duì)象。城市設(shè)計(jì)的要素包括土地利用、建筑形態(tài)及其組合、開(kāi)放空間、步行街區(qū)、交通和停車(chē)、城市色彩、保護(hù)和改造、城市環(huán)境設(shè)計(jì)與建筑小品。城市設(shè)計(jì)對(duì)象中的城市空間要素包含了交通、開(kāi)放空間、土地利用等線路設(shè)計(jì)也必須關(guān)注和分析研究的對(duì)象。

城市軌道交通規(guī)劃選線是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須統(tǒng)籌宏觀規(guī)劃和微觀分析，做到有層次可持續(xù)。只有以城市總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，充分考慮資源共享及工程可實(shí)施性，注意環(huán)境保護(hù)和節(jié)能，才能規(guī)劃出一條安全可靠、節(jié)能環(huán)保、有利運(yùn)營(yíng)、環(huán)境友好的線路[9]。

城市軌道交通規(guī)劃選線中的宏微觀研究與城市設(shè)計(jì)中不同空間尺度的宏觀、中觀和微觀發(fā)生交集，宏觀級(jí)城市設(shè)計(jì)與軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，中觀城市設(shè)計(jì)與區(qū)域級(jí)軌道交通線路設(shè)計(jì)的路由選擇，微觀城市設(shè)計(jì)和線路設(shè)計(jì)中確定線路平縱斷面的具體空間位置都存在關(guān)聯(lián)。

線路設(shè)計(jì)作為城市軌道交通的龍頭，直接和間接地影響跨坐式單軌建設(shè)中和建設(shè)后的自然景觀和人文景觀，包括施工過(guò)程中道路占用、高架線路對(duì)城市空間的分割和引導(dǎo)、運(yùn)行車(chē)輛的環(huán)境噪聲振動(dòng)及沿線居民個(gè)人隱私的保護(hù)等[10-11]。

通過(guò)城市設(shè)計(jì)，對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)、建筑群落布局、開(kāi)放空間以及人的心理影響進(jìn)行綜合分析優(yōu)化，合理提升軌道交通沿線土地利用價(jià)值，特別是可開(kāi)發(fā)面積較大的停車(chē)場(chǎng)、車(chē)輛段、控制中心和部分車(chē)站等，反哺軌道交通建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)成本。城市設(shè)計(jì)框架下的軌道交通建設(shè)可促進(jìn)城市化進(jìn)程和城市更新，豐富城市景觀，提升居民幸福感，更好地達(dá)到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)一致與可持續(xù)發(fā)展。

3 不同空間要素條件下的跨坐式單軌選線

與地下敷設(shè)方式相比，跨坐式單軌對(duì)城市空間、景觀生態(tài)、視覺(jué)心理產(chǎn)生的影響更大。軌道交通空間跨度大，與所經(jīng)過(guò)區(qū)域的外部自然生態(tài)環(huán)境、政府部門(mén)、企事業(yè)單位和居住社區(qū)等關(guān)聯(lián)情況復(fù)雜，利益訴求多樣，協(xié)調(diào)工作繁重。城市設(shè)計(jì)串連城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)，關(guān)注城市公共空間，同時(shí)又承載和引導(dǎo)社會(huì)精神文化的物質(zhì)空間。通過(guò)城市公共空間這個(gè)紐帶把跨坐式單軌選線和城市設(shè)計(jì)聯(lián)系起來(lái)，這些公共空間包括：城市道路、廣場(chǎng)、中心區(qū)、濱水區(qū)等。

3.1 沿城市道路敷設(shè)的線路平縱斷面設(shè)計(jì)

跨坐式單軌一般沿城市道路敷設(shè)，設(shè)計(jì)需考慮的因素主要包括：線路位于路中或路側(cè)、線路與周邊房屋的距離、線路縱斷面的坡度與高度、站位與周邊建筑物的位置關(guān)系、路口位置處線路平縱斷面設(shè)置、工程投資及運(yùn)營(yíng)成本[12]等。

從城市設(shè)計(jì)角度看，道路是基本的城市線性開(kāi)放空間，發(fā)揮了提供交通功能和居民公共活動(dòng)空間的功能?？缱絾诬壱话阊爻鞘械缆贩笤O(shè)，除滿足線路本身要求外，應(yīng)重視道路空間的交通需求、步行要求和生活功能要求，重視機(jī)動(dòng)車(chē)駕乘人員的視覺(jué)要求，優(yōu)先考慮交通流量、效率、安全和視覺(jué)連續(xù)以及城市對(duì)外門(mén)戶的景觀要求。應(yīng)與政府規(guī)劃部門(mén)、沿線機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位、居民社區(qū)充分溝通，對(duì)周邊地塊城市更新、街道改造等規(guī)劃和可能性進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)商，合理利用天空、周邊建筑和路面構(gòu)成的街道公共空間。

合理設(shè)計(jì)車(chē)站的建筑體量、橋墩的大小及橋下凈空高度等，減少對(duì)道路空間的壓縮；設(shè)置流暢的線路空間形狀及合理的縱向坡度，減少行人視覺(jué)不連貫和線路對(duì)天空的分割；合理布置站點(diǎn)位置、出入口位置；利用適當(dāng)?shù)慕志安贾煤蛥f(xié)調(diào)視覺(jué)效果，同時(shí)充分利用進(jìn)退，對(duì)景，框景，節(jié)律等手段使跨坐式單軌、建構(gòu)筑物、道路車(chē)道和步行空間充分配合。充分利用三維選線、數(shù)字高程模型、BIM等先進(jìn)技術(shù)對(duì)線路和周?chē)鞘虚_(kāi)放空間的空間協(xié)調(diào)性和行人視覺(jué)效果進(jìn)行可視化的直觀判斷[13-14]。

3.2 廣場(chǎng)、中心城區(qū)和濱水區(qū)的跨坐式單軌選線設(shè)計(jì)

廣場(chǎng)、中心城區(qū)和濱水區(qū)是城市有機(jī)組成中不可缺少的部分，其主題和特色鮮明，具有開(kāi)放性、可達(dá)性和大眾性等特點(diǎn)?？缱絾诬壘€路在途經(jīng)這些區(qū)域時(shí)應(yīng)做好對(duì)人的使用活動(dòng)的支持，綜合生態(tài)學(xué)、環(huán)境心理學(xué)和行為科學(xué)，減少對(duì)人的活動(dòng)的負(fù)面影響，如噪聲、光污染，適當(dāng)增加正面影響，保證這些區(qū)域活動(dòng)和功能的連續(xù)性。

廣場(chǎng)是由建筑物、構(gòu)筑物和綠化合圍而成的開(kāi)放空間，可以分為市政廣場(chǎng)、商業(yè)廣場(chǎng)、交通廣場(chǎng)和綜合廣場(chǎng)等。方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少穿越，以保證廣場(chǎng)的整體完整、尺度控制、步行適宜和生態(tài)連續(xù)性要求。城市中心區(qū)是指城市中供市民進(jìn)行公共活動(dòng)的地方，包括商業(yè)中心、市民中心、居住社區(qū)中心等。如果需要同時(shí)將單軌交通作為廣場(chǎng)的一道風(fēng)景，可以參考視覺(jué)因素公式[6]。用D表示人與跨坐式單軌間水平距離，用H表示跨坐式單軌縱斷面相對(duì)人水平視線的高程，如(圖1所示)，則有：

圖1 視覺(jué)因素公式示意

(1)當(dāng)D/H=1時(shí)，即垂直視角為45°，可以看清實(shí)體細(xì)部，給行人內(nèi)聚和安定感。

(2)當(dāng)D/H=2時(shí)，即垂直視角為27°，可以看清實(shí)體整體，內(nèi)聚向心且不致產(chǎn)生閑散感；

(3)當(dāng)D/H=3時(shí)，即垂直視角為18°，可以看清實(shí)體和背景的關(guān)系，但空間較離散。

可以利用這種尺度適配原則，根據(jù)廣場(chǎng)、中心區(qū)、濱水區(qū)的不同使用功能和主題要求，在廣場(chǎng)、中心區(qū)和濱水區(qū)布置線路的空間位置，使跨坐式單軌線路與周邊建筑景觀一致。通過(guò)合理設(shè)置車(chē)站結(jié)構(gòu)形式、色彩、綠化、附屬構(gòu)造物以及照明等跨坐式單軌線路要素，力求在與環(huán)境協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上成為廣場(chǎng)空間、中心區(qū)和濱水區(qū)的一部分，表現(xiàn)其特有的地域性和文化性[15]。

4 結(jié)論

對(duì)城市設(shè)計(jì)和跨坐式單軌選線的理論方法進(jìn)行了歸納闡述，論證了將城市設(shè)計(jì)理念融入到跨坐式單軌選線的可行性和必要性，并結(jié)合不同城市空間要素的特點(diǎn)，借助城市設(shè)計(jì)的理念，優(yōu)化跨坐式單軌線路的平縱斷面布置，為線路方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較提供比較科學(xué)的依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)跨坐式單軌的功能需求，按照城市設(shè)計(jì)的靈活性、成長(zhǎng)性和松弛適配等原則，通過(guò)區(qū)分不同城市公共空間，關(guān)注人與社會(huì)要素，合理利用軌道交通提升城市環(huán)境質(zhì)量，方便市民出行，增加土地物業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值，有助于設(shè)計(jì)出既可以有效引導(dǎo)城市發(fā)展、疏導(dǎo)客流，又可以與城市開(kāi)放空間協(xié)調(diào)統(tǒng)一、可持續(xù)發(fā)展的軌道線路。