- 橋選位
天橋梯道落地位置對天橋選位有很大影響 , 特別是當天橋僅可能單側設置梯道時。由于規范規定人行道最小寬度為 3m ,即便依此計算 ,梯道寬度也應為天橋寬度的 1. 2 倍即 3. 6m ;而一般人行道寬度為 3～5m ,如單側設置梯道則人行道全部或大部被侵占。由此造成天橋選位的極大困難。個人認為 ,規范中這條值得商榷 ,對于天橋的人流量 ,應該是兩個方向機會均等 ,完全朝著一個方向的概率比較小 ,如此 ,一側的梯道寬度應為半橋寬乘以適當的增大系數( 如 1. 2 等) 。這種認識 ,我們已在 2002 年徐家匯的斜徐路天橋設計中采用。
一般 ,天橋的選位應優先考慮滿足交通需要和行人的便利。但是 ,對于城市中心區 ,由于周圍環境和建筑物的限制 ,以及地下管線等的影響 ,通常理想橋位在設計和施工上都存在一些需要克服的困難或難題。對于橋梁設計師 ,應盡可能克服設計上的這些困難。
- 天橋的選型
2. 1 人行天橋的建筑選型
天橋建筑風格通常定位于“城市小品”,這是一個很高的要求 ,很難輕易達到。對于“城市小品”,不同的橋梁設計師可能有不同的理解。其實 ,對于城市中的橋梁 ,比如數量比較大的城市高架橋和軌道交通高架橋的選型 ,已進行過很長時
收稿日期 :2003211206
作者簡介 : 余鳳翔( 19682) ,男,陜西西安人,主任工程師,從事橋
梁設計。
間的探討和爭論 ,目前一般認為 ,橋梁應作為從屬建筑景觀 ,處于次要地位 ,其不應破壞或控制現在或將來的城市整體景觀。這些 ,對我們天橋的選型也適用。通常 ,人行天橋作為城市中很小的一個建筑 ,如果奢望成為“城市中一道亮麗的風景” 是很不現實的 ,也會對周圍建筑造成很大的影響 , 長遠來看 ,會產生不利的影響。2002 年在設計上海浦東新區時代廣場附近的三座人行天橋時 ,經過多方論證、比較和評審 ,最終采用了“簡約、精致、含蓄”的選型原則 ,在天橋的造型上不與周圍各具特色的大型建筑去一爭高低 ,實實在在將天橋放在一個從屬的、不引人注目的地位 ,在天橋上也不設置額外的建筑(如雨棚等) ,天橋自身照明上也是滿足需要即可;但在天橋的裝飾上 ,我們卻采用很高的檔次 ,注意了裝飾選材、細部修飾和細節處理 ,力求達到遠眺尋常普通 ,近觀可圈可點。在 2003 年 5 月完工后 ,受到建設單位和周圍群眾的好評。
天橋跨越城市道路一般可以分為兩大類: 跨越路口及跨越道路。跨越路口一般有十字交叉口、三叉路口、復合 (畸形) 交叉口等 ,天橋平面布置主要有“U ”形、“Y”形、“X”形、“圓”形、“八邊形”和“工”字形等形式 ;跨越道路則多采用“一”字形布置。人行天橋平面布置應遵循“簡單、對稱” 的原則 ,爭取與周圍建筑物協調統一 ,曲線過渡自然圓順。
跨越路口的天橋由于其凈高受四周道路的控制 ,其橋面通常是水平的;而“一”字形天橋其橋面有可能是水平的或變高的。橋面采用變高可以降低梯道的高度 ,相應也減少了梯道的長度 ,這對天橋建于空間狹小的位置時減少梯道對地面道路的
侵占很重要;但若變高采用不當 ,有可能對天橋的造型產生很大破壞 ,得不償失。當天橋落地處空間狹小時 ,宜首先進行直梯道與螺旋梯道比較 ,此后再考慮橋面變高。通常 ,天橋橋面以采用水平或微彎曲為宜。
當天橋采用自動扶梯時 ,一般梯道與扶梯并置 ,由于目前用于天橋的自動扶梯還只能是直行扶梯 ,故梯道也只好采用直梯道;對落地空間的侵占遠較一般的天橋大 ,這在天橋選位必須注意。
2. 2 天橋結構材料的選擇
除去一些特殊的結構類型 ,如鋼管混凝土人行天橋等 ,人行天橋一般可供選擇的材料只有鋼結構和鋼筋混凝土結構。目前 ,采用鋼結構的越來越多 ,筆者以為值得討論。
鋼人行天橋的根本優點是施工快捷 ,加 2002 年完成的上海浦東南路～張楊路 3 號人行天橋 , 其橋寬 4. 5m ,主梁長 44. 4m ,重量 108t ,從運出制梁廠到架設完畢用了不到 5 個小時 ,架設采用了整體吊裝就位; 整做天橋的制作架設(含主梁、基礎、墩柱等) 不到一個月。但其缺點也是很明顯的:費用大、養護困難和壽命短 ,對于裝修檔次比較高的人行天橋 ,其裝修費用要占到土建費用的25 %～40 %。
鋼筋混凝土天橋指普通鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土天橋。通常 ,當跨度在小于 25m 采用鋼筋混凝土 ,當跨度在 25～40m 時采用預應力混凝土結構。其主要缺點是施工工期長、施工噪音大;其優點是費用小 ,養護方便 ,壽命長。此外 ,它還有一個常被人忽略的優點 ,即混凝土優異的適模性 ,很容易澆注出需要的形狀。
筆者以為 ,人行天橋結構材料的選擇 ,很大程度上是由施工要求來決定的。比如 ,拿工程費用來講 ,對一個無相關工程的純人行天橋工程 ,其施工也許會影響到周圍的交通、商家的經營活動等 , 工期延長所增大的間接的費用一般遠遠大于工程本身直接費用的增減。因此 ,當天橋工程作為一個大工程(如新修地道、高架橋等) 的一個附屬工程 ,天橋施工工期不起控制作用時 ,宜采用鋼筋混凝土結構;反之 ,采用鋼結構。
2. 3 天橋主梁及墩柱的選型
天橋跨越的道路橫斷面組成部分一般有: 車行道和人行道、綠化隔離帶及道路周圍的公用設施和空地等 ,其中綠化帶、隔離帶及空地等都可以
設置橋墩 ,城市中心區的天橋跨度一般鮮有大于40m 的 ,比如在上海 ,目前建成天橋中跨度最大的為浦東新區時代廣場附近的三座天橋 , 也只有40m 。天橋常用跨度一般在 20～30m 之間。而即使考慮到行駛電車的需要 ,天橋墩柱高度通常也小于 6m 。故天橋具有跨度小、墩柱低的特點。此外 ,對于城市中心區的天橋 ,一般希望天橋對周圍環境的影響盡可能小 ,通常采用“隱蔽法”或“融合法”,使橋“藏”或“融”于周圍環境中 ,即要求天橋具有簡潔的特點。根據美學上“簡單即美”的原則 ,天橋宜采用形式簡單的主梁及墩柱。
通常 ,天橋主梁可以采用梁式結構、剛架結構、拱式結構和斜拉結構等。其中前兩種用得較多 ,后兩種用得較少。拱橋如西安公路學院跨越二環路的中承式鋼管拱橋 ,斜拉橋如重慶交通學院人行天橋。人行天橋中的斜拉橋日本采用得較多 ,我國較少。我國城市中心區的天橋通常采用梁式或剛架式 ,其中以梁式居多。
梁式橋為鋼結構時 ,多采用箱型斷面。一般梁高采用跨度的 1/ 30～1/ 40 ,簡支梁高一些 ,連續梁小一些; 箱梁底寬一般為橋梁全寬的 0. 5～ 0. 6 倍 ,懸臂長為橋梁全寬的 0. 25～0. 20 倍。懸臂橫向勁板當橋梁整體采用包裝裝飾時常采用弧形 ,以便整個箱梁包裝成為一個有機整體 ,當橋梁不包裝時 ,勁板多采用倒 T 形斷面。
梁式橋為鋼筋混凝土結構時 ,小跨度時可以采用預制板 ,大跨度時可以采用現澆板。通常 ,預制板由于懸臂較短 ,美觀差一些;現澆板可以采用同鋼結構一樣大甚至更大的懸臂 ,使得天橋顯得輕盈美觀。梁高可以取用跨度的 1/ 25～1/ 35 。
墩柱通常與主梁采用一樣的材料。當采用鋼立柱時 ,一般采用低標號混凝土灌芯 ,以增強抗沖擊力。墩柱一般采用圓形和板式 ,上下等截面。
當采用剛架時一般多采用斜腿剛構 ,梁高比梁式橋稍低 ,斜腿多采用板式。材料可以為鋼或混凝土。剛構橋一般用于跨度較大的天橋。
- 4 天橋的裝修裝飾
除非少量旅游城市如昆明、西安和杭州等的風景區的天橋可以考慮設置頂(雨) 棚、休息平臺、長椅等一種或幾種設施外 ,一般城市中心區不宜設置這些裝飾構造 ,因為這些將使得天橋的體量變得很大、天橋顯得很突出。另外 ,有些設施比如雨棚在城市中心區天橋上也是不需要的 ,因為人
們很難從天橋上欣賞城市景觀 ,即便在晴天 ,行人也是行色匆匆 ,很少停留的 ,更何況雨天呢。
但是 ,城市中心區天橋的裝修是很必要的。目前 ,上海很多天橋都進行了裝修 ,提升了天橋的檔次 ,也使天橋和周圍環境更加協調。但這種裝修投資是很大的 , 一般達到土建投資的 25 %～ 40 %。一般城市很難有上海的經濟實力 ,所以除了上海 ,一般城市幾乎不進行這么高檔次的裝修 , 將來 ,隨著經濟實力的增強 ,天橋裝修會越來越多。
天橋裝修材料一般采用鋁塑板、不銹鋼板(管) 、6mm + 6mm 安全玻璃( 15mm 進口亞克力板等) 、大理石花崗巖及地磚等。
- 天橋的人性化設計
本節只談論天橋的人性化設計上一些最新發展的情況。
- 1 人流的吸引 ———設置自動扶梯
《城市人行天橋與人行地道技術規范》
性條文》等。為殘疾人能方便、安全通過人行天橋 ,有必要設置殘疾人專用垂直電梯。
由于上海浦東作為全國第一個殘疾人無障礙示范區 ,在 2002 年的浦東南路～張楊路天橋中 , 第一次在國內的人行天橋中設置了殘疾人專用垂直電梯。由于存在一些景觀和管理上的問題 ,我們在三座天橋中實際僅設置了一座 ,預留了兩座 , 等積累經驗和反饋效果后再實施另外兩座。
設置垂直電梯 ,目前存在的問題主要有:
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- 景觀影響。目前采用的只有曳引式的垂直電梯 ,其曳引機處于電梯上部 ,致使電梯井道高出橋面 2. 5～4m ,對天橋景觀影響很大 ,且難以解決。后續可以考慮的方案是采用液壓式的垂直電梯 ,但存在如何解決噪音大和要求地下空間大的問題。
- 電梯結構尺寸。處于景觀和少占地的考慮 ,希望盡可能采用小的結構尺寸;但電梯廠家由于流水線等的影響 ,一般甚至不愿意生產產品目錄上的少量非常用產品 ,造成天橋設計上的困難。
(CJJ 69 —95) 認為 “,
過街者一般不愿意走天
如在上海浦東南路～張楊路天橋中 ,由于電梯廠
橋 , ”,建議“ 采取必要的方便行人、誘導行人以及帶一定強制性的措施 , ”,但規范沒有給出具體的方案。現在 ,比較人性化的方案是采用自動扶梯。最早采用的是上海市 ,比較有代表性的如龍陽路～白楊路和浦東南路～張楊路的天橋等。通常采用的是上行的直行自動扶梯。對吸引行人 ,特別年老體弱、兒童等發揮了很大的作用 ,但從實際使用效果上看 ,尚有待改進之處。
- 僅設上行自動扶梯 ,行人下行仍存在困難。有將行人“哄”上橋之嫌 ,致使行人產生逆反心理 ,吸引作用有限。建議采用上下行的雙向自動扶梯 , 這主要涉及到工程投資 , 一部寬 100cm 的自動扶梯(升高 640cm) 大約需要 40～60 萬元。
- 直行自動扶梯占地比較大 ,造成天橋選位、布設上的困難。建議采用螺旋形自動扶梯 ,這可能是電梯廠需要解決的一個難題。目前 ,筆者尚未看到有關螺旋形自動扶梯的報道。僅在上海南京路新世界商城看到過曲線自動扶梯。
- 2 殘疾人的關愛 ———殘疾人專用垂直電梯
隨著全社會對殘疾人的關愛的不斷增強 ,一系列保證殘疾人權利和生活便利的規范、規定相繼推出 ,如《城市道路和建筑物無障礙設計規范》(J GJ 5022001 ,J 114222001) 及《工程建設標準強制
家的不讓步 ,致使電梯尺寸偏大 ,引起一些問題。
- 結構設計
天橋和一般橋梁在結構設計上大同小異 ,但須注意以下幾點:
- 1 預 拱 度
對于連續梁的預拱度 ,應在結構重力下足以抵消結構重力的撓度 ,使橋面保持平順。特別注意不能在中墩處使橋面形成尖角。對于鋼結構 , 有人建議計算撓度時不考慮縱向加勁肋的作用 , 理由是縱向加勁肋變形不符合平截面假定 ,筆者以為值得探討。由于存在間距為 2～3m 的橫向加勁板的約束限制 ,縱向加勁肋不會產生撓曲變形 ,故在計算撓度應計入其作用。其實 ,縱向加勁肋作用通常也是很有限的 ,一般約在 3 %～8 % , 很少大于 5 %。
對規范中計入全部靜活載的規定 ,筆者覺得偏大。天橋規范中人群荷載取用 5k Pa ,遠較一般公路橋梁的 3～3. 5k Pa 大得多 ,而且通常使用中也很難達到那么大荷載。按此設置的預拱度 ,特別對連續梁其線型很差。建議對簡支結構 ,可按規范采用; 對連續結構 ,可按全部靜活載的 40 %
～50 %采用。
4. 2 基礎沉降
對于設置自動扶梯和垂直電梯的天橋 ,其基礎必須保持一致的沉降量 ,以免影響正常使用。對于天橋和垂直電梯宜采用相同的基礎類型。
樁基時應盡可能使樁尖處于相同的地層 ,并注意地面以下一定范圍內 ,將來可能要增設或維修管線 ,不應計入該范圍的土抗力作用。
4. 3 管線處理
這是天橋設計中最富創造力的地方之一。很可能牽一發而動全身。對于與基礎有干擾的管線 ,通常處理的辦法也無外乎是懸挑、穿心和架空等。但由于各種各樣的限制因素 ,一般很難滿足規范要求的各種構造要求和設計細節 ,這就要求
設計者根據對規范的理解和工程實踐經驗 ,靈活、變通乃至創造性地采用一些方法 ,滿足特殊的需要。墨守常規 ,是很難解決問題的。
在方案設計時 ,應預見到這種復雜性 ,并采取一些針對措施 ,否則 ,會引起大的設計變更。
- 結語
城市中心區的人行天橋是與城市生活緊密相連的 ,設計、建造能融入城市整體環境的天橋是我們橋梁工作者的最大心愿。在設計一座天橋時 , 我們應考慮社會的、文化的和科技的進步 ,與時俱進 ,最大限度地滿足現時的和長久的需要 ,在各種復雜因素下取得平衡。
