摘要:以苏州轨道交通8号线和顺路站与星港街北延高架为例,介绍了地铁车站与高架桥分建、合建方案,分析了各种方案的优缺点,结合本工程实例提出了几点建议,以期为类似工程项目的设计提供指导。
关键词:和顺路站;高架桥;分建;合建 引言
随着城市化的飞速推进,像高架桥这样的公路桥梁总数已经突破了80万座。同时,全国各省会及经济发达的地级市均在进行轨道交通规划、建设。公路桥梁与轨道交通线网均主要位于城市交通主干道上,存在大量路由重叠或交叉的情况。目前已有广州、武汉、成都、合肥等地将高架桥与轨道交通结合设置的情况。本文结合苏州轨道交通8号线和顺路站与星港街北延高架工程实例,研究城市高架桥与轨道交通是否应合建,若要实现城市高架桥与轨道交通的结合设计、同步实施需要哪些先决条件、存在哪些难题。 1 苏州轨道交通8号线和顺路站与星港街北延高架工程实例 1.1工程概况
苏州轨道交通8号线和顺路站位于扬贤路与和顺路路口,沿扬贤路南北向敷设。站位东北象限现状为华工自动化有限公司;西北象限现状为源德福科技有限公司;西南象限现状为黄天源食品厂;东南象限现状为八方电气厂。周边规划以工业用地为主,均已实现规划。 星港街北延高架沿杨贤路南北向敷设,与和顺路站及前后区间路由基本重叠。详见图1。
图1 苏州轨道交通8号线和顺路站站位示意图
目前,星港街北延工程已完成项目选址意见书、规划调整、项目方案公示、拆迁审批程序及项目环评等前期手续,但受拆迁进度影响尚未实施。轨道交通8号线和顺路站目前处于初步设计阶段,预计2020年底前开工建设。 1.2分建方案一(不同路由、结构分离)分析
和顺路站设于星港街北延高架桥东侧,为地下两层11m岛式车站,车站站前设单线双列位停车线,外包总长为317.8m,标准段宽19.7m。总建筑面积约17251.0㎡;车站埋深16.61m。车站共设4个出入口,3组风井。
图2 和顺路站与高架桥分建方案一示意图
优点:1、车站与高架桥分建,两者结构之间留5m安全距离,施工互不影响;2、车站按常规设计,造价较低。3、高架桥方案无调整,前期各项手续无需重新办理,实施进度能得到保证。
缺点:1、拆迁面积大:由于规划北延高架占据路中,车站及区间设于杨贤路东侧地块内,需拆迁大量厂房,约36050㎡;2、永久占用地块较多:车站及前后区间切割大量地块,约49592㎡。
通过以上分析可知,该方案主要优势在于造价较低,施工互不影响,桥、轨项目进度可控;而该方案存在的缺点主要为拆迁面积大、且占用大量地块。 1.3分建方案二(共路由、结构分离)分析
和顺路站设于规划高架桥正下方,为地下两层11m岛式车站,规划高架桥墩于车站围护结构外设置,需调整规划桥墩位置。车站外包总长为317.8m,标准段宽19.7m。总建筑面积约18729.0㎡。车站埋深16.1m。车站附属设置基本同方案一。
图4 和顺路站与高架桥分建方案二示意图2
优点:1、车站与高架桥共路由、分建,占用地块较少,节约土地资源;2、车站按常规设计,造价较低。
缺点:1、工程实施存在一定相互影响:由于车站位于高架桥正下方,且车站围护结构距离高架桥的桥桩较近,车站施工对桥梁桩基受力存在负磨阻,需采用加固或其他措施保证结构安全,另外施工时序需统筹安排;2、高架桥桥墩调整后横向间距较大(26.2~27.2m),横梁尺寸需要加高加宽;3、沪宁高速公路节点上跨桥上部结构采用双层钢桁梁桥,桥梁定位为景观桥,下部结构采用门架墩,墩柱位于高架桥面范围以外,且箱梁下部不断凸起,外观效果较差。
通过以上分析可知,该方案主要优势在于造价较低,占地较少,而缺点主要为施工存在相互影响、墩柱调整影响桥梁美观等。 1.4合建方案分析
1.4.1 车站与高架桥合建分析
为满足桥梁墩柱的传力要求,车站采用地下两层13m双柱岛式车站,规划高架桥位于车站上方。车站顶板设置结构转换梁,底板局部加厚兼做桥梁承台,通过加强车站的梁、板、柱来满足增加的桥梁荷载。车站外包总长为288.1m,标准段宽22.1m。总建筑面积约18926.0㎡。车站埋深19.7m(较分建方案增加约3m)。
图6 和顺路站与高架桥合建方案示意图2
优点:车站与高架桥共路由、合建,占用地块较少,节约土地资源。
缺点:1、车站方面:土建规模较大,工程造价较高;涉及顶板托换,车站结构体系受力复杂。2、前期手续方面存在的问题:由于星港街北延工程已完成项目选址意见书、规划调整、项目方案公示、拆迁审批程序及项目环评等前期手续,合建方案道路红线和拆迁范围均有变化,以上程序需重新报批,手续变更办理周期长,难度大,容易影响工期;3、项目管理方面:合建方案两者的施工方式、工期安排相互制约,节点施工相互影响大,且项目归属不同业主,管理协调困难,后期管养职权区分和认定困难;4、杨贤路道路平面:合建方
案需调整高架桥及杨贤路中心线,在原中心线的基础上西偏了近6m;另受合建方案桥墩调整影响,道路红线宽度需加大,道路红线面积增加约11.5亩。5、征地拆迁:项目前期研究阶段,经多轮汇报,园区业主明确要求:阳澄湖大道~和顺路段,道路方案考虑拆道路东侧厂房,保留道路西侧厂房,本次合建方案对线位和断面进行调整后,西侧地块“苏州工业园区创投科技企业孵化器有限公司(宗地号:21310)”路侧停车位及消防通道受影响,需改移。6、桥梁结构:桥梁跨径需结合车站墩柱间距布置,跨径布置受限;跨和顺路平交口跨径达46m,受桥下净空限制,高架上部应采用结构高度低的桥梁结构;受车站结构受力影响,高架作用在车站结构上的单墩反力不宜大于1000t,故高架上部结构宜采用自重轻的钢结构或钢混组合形式,造价偏高(增加约3200万)。 1.4.2合建方案区间段对高架桥的影响分析:
1)高架桥横向间距较大(26.2~27.2m),结构受力复杂,为满足结构受力要求,横梁尺寸需要加高加宽(梁高由2m加高至2.6m,横梁宽度加宽至3m); 2)箱梁梁高不断变化,施工立模困难;
3)箱梁下部不断凸起,且墩柱位于高架桥面范围以外,横梁外挑外观效果差。 4)桥梁桩基与盾构区间净距仅1.2m,盾构施工对桥梁桩基受力影响大,需采用加固或其他措施保证结构安全,加固等措施费用高(措施费用约2600万)。
5)沪宁高速公路节点上跨桥上部结构采用双层钢桁梁桥,桥梁定位为景观桥,外观要求高,下部结构为避开轨道结构,需采用门架墩,外观效果差,外部与之前的定位不一致。 6)跨高速桥梁与沪宁高速公路斜交,桥墩向外偏移后,承台边缘距离高速公路路基坡脚最小距离由4m减小至3m,水平距离偏小,承台施工对高速公路坡脚略有影响。 通过以上分析可知,和顺路站与星港街北延高架桥合建方案虽然占用地块较少,能节约土地资源;但在车站规模、前期手续办理、管理协调、道路调整、桥梁结构及美观等方面存在较多缺点。 2 结论与讨论
综合前文分析可以看出,当轨道交通与规划高架桥同路由时,能节约土地,减少拆迁等;但将车站与高架桥结合设计,同步实施存在诸多难题需解决。本工程案例通过对各方案的仔细研究对比,综合考虑投资成本、工期问题、协调难度、桥梁美观等采用了分建方案一(不同路由、结构分离)。本次研究结合本工程实例对后续类似工程的合建提以下建议: 1、统筹规划:当轨道交通与高架桥提交线网规划时,在线路重叠的部分提出明确的规划合建要求,以避免类似本文中提到的项目前期手续重办、道路平面调整重新申报、拆迁范围重新调整等容易影响工程实施进度的问题。
2、合并立项:将共建段高架桥项目与轨道交通相应标段合并立项,以解决设计之间、施工之间、管理之间难协调,后期管养职权区分和认定困难等问题。
3、技术方案因地制宜:由于轨道交通站点功能复杂、周边条件各不相同,不同高架桥断面宽度、外观要求不同;是否将轨道交通与高架桥共同设计、同步实施,具体采用哪种共建方案应结合具体站点仔细分析、深入研究。目前共建方案除文中的合建方案外,还有将车站按分离岛设计,桥墩设于分离岛之间的夹心土;或将桥墩结合车站主体结构外墙结合设计等方案。
4、合建方案需重点考虑的问题:1)荷载的传导,采用何种结构传力体系既安全又节约是值得深入研究的难题;2)投资拆分、责权划分,合建工程若属于不同项目,投资拆分与
后期责权划分是否清晰往往是制约方案能否顺利实施的关键;3)施工工序及工期安排,目前基建项目工期要求较高,如何合理安排施工工序,才能同时满足不同项目的工期要求是合建方案的重难点之一。4)桥梁的美观,目前城市对高架桥外观要求越来越高,如何协调车站柱网、区间线间距与桥墩的位置关系,往往影响桥梁的外观。
本文为城市轨道交通与高架桥线网重叠的情况下,是否结合设计、同步实施提供了一定的参考意义,但仍有较多细节之处有待进一步研究,如类似本工程采用合建方案后的投资拆分、后期管理养护、责任区划分等均未深入研究。 参考文献:
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[3]王纪元. 地铁车站和高架桥结合设计的研究.建筑知识.2016-11-136
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