世博会样板组团高架步道方案设计

维普资讯 http://www.cqvip.com 桥梁论文集　ＣＨＩＮＡ　ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ　中圊希改Ｚ程　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　・设计锗・　世博会样板组团高架步道方案设计　张芳途。张文君　（上海浦东建筑设计研究院有限公司，上海２０１２００，－）　摘要：高架步道数量大，研究分析了多种类型的结构，提出合理的结构选型、建筑景观方寨，力求能更完美地论释　“城市，让生活更美好”、“勤俭办博”的宗旨。为世博会高架步道设计提出了合理的建议。　关键词：高架步道；世博样板组团；世博园区；结构安全；经济合理　中图分类号：Ｕ４４８．１１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—４６５５（２００７　Ｊ　－００２３一ｏ４　１　建设背景　２．３荷载标准　２０１０年上海世博会的主题为“城市，让生活更　１）人群荷载：３．５　ｋＮ　／Ｉｎ　。　美好”。世博会的规划理念是展现和谐城市，以和　２）栏杆推：句：２．５ｋＮ／ｍ。　谐、创新、生态为灵魂，塑造人与社会、人与自然、历　３）基本风压：０．８ｋＮ！ｍ　。　史与未来的和谐关系。　４）抗震设防：７度抗震设防烈度，由于本工程为　世博园区样板组团的率先启动，可以进一步明　临时建筑，一年内发生众值烈度的概率极低，故实际　确世博园区展馆及各项设施的功能设置与建设标　设计时抗震标准可适当降低。　准。在设计、建造和评估等过程中不断完善，以点带　２．４净空　面指导后续项目，可为整个世博园区的建设起到示　１）高架步道基准标高：＋１０　０　ｍ。　范作用。　２）人行道：≥２．５　ｍ。　高架步道是世博园区内连接各展馆和室外空间　２．５无障碍　的重要人流通道，将各展馆空问和室外空问有机串　１）设置残疾人电梯，纵坡≤５％。　联，提供人流的疏散、遮荫、避雨及休息等。规划以　２）踏步坡度：≤１：２。　步行景观通廊与滨水防汛绿坡为主要通道，并通过　３总体设计　平台连接，形成步道游览系统。本次世博样板组团　３．１总体规划的要求　高架步道面积１．４万ＩＩｌ２，整个世博园区高架步道平　世界博览会是人类思想的驿站，世博会的历史　台按规划将达到２０万ｍ　。其规模、数量很大，分布　上第一次用城市作为主题，表达丁全人类追求未来　很广，对整个世博园区的建筑、景观分格形成较大的　美好生活的共同愿望。２０１ｎ年世博会将对城市发　冲击，且投资规模占总投资比例相当：火。为使大面　展的前景进行探索和思芍，努力为世界城市未来发　积的高架步道完美融合在世博园中，遵从“勤俭办　展留下丰硕的理沦干ｕ思想成果。　博”的宗旨，应从建筑造型、结构选材、景观特点、经　高架步道是世博圃内连接各主要展馆的主要人　济分析等多方面比较，确定合理的建设规模，选用安　流步行系统，与备士要展馆群体和展馆室外空问相　全、经济、环保的结构材料，提出切实可行的方案。　联系，并连接世博网区各主要出入口，形成上下两层　２主要技术标准　的人流通道，具有人流疏散、遮荫、避雨等功能。　２．１　功能定位　根据总体设计构思要求，园内的高架步道设置　１）沟通行人立体交通。　主要应考虑：　２）行人园区观景高点。　１）高架步道与滨江防汛设施、核心区永久保留　３）人流疏散、休憩活动、遮荫蔽雨。　平台要协同考虑，强调地面与高架的｝ｊ然过渡与衔　２。２建设规模　接。　高架步道控制线宽４０　ｍ，设计最小宽度３０　ｍ。　２）作为以人流疏散为主导的带形空间，高架步　道必须具有明确的导向性和可识别性。　‘　收稿日期：２００７—０９—２ｏ　３）地面铺装采闱轻质可重复利用材料，如木地　维普资讯 http://www.cqvip.com

中国审绶ｚ程　张芳途，张文君：世博会样板组团高架步道方案设计　桥梁论文集　板、彩钢板、不锈钢板和复合材料等。　４）结合展馆布局，规划建议设置遮阳蓬、雨蓬、　座凳等休息休闲设施。绿化采用可移动式盆栽绿　化，达到绿化美化的效果。　３．２总体设计理念　视效果图见图１。　对于世博园区来说，一个清晰难忘的形象将增　强归属感和独特感。　高架步道肩负着世博会期间高容量人群密度　的，将停留等候的人与穿越的人有机地组织联系在　一起，在个别位置设置较有特点的主题场所，以人的　活动聚集为尺度，设置较多人参与的趣味性设施，达　到可停留，可休憩的目的。　设计的重点在于通过运用一些先进的技术及材　料对绿色城市的概念做出推广和宣传。　绿色城市基本目标为：　１）利用可再生资源，尽可能减少资源能耗的消　耗。　２）选用多种先进的科学技术，利用有限的自然　环境尽量消化城市对自然造成的污染。　３）改良绿化的种植方式及优化植物品种配置，　将有限的绿化效果进行放大。　４）引入空间立体绿化方式，将有限的绿化空间　进行多重叠加。　在方案设计的基础上，充分考虑通过多种不同　的技术措施，应用不同的材料类型，力求达到节能、　增绿、降温的效果。　１）结构材料采用可回收重复利用、可组装拆卸　的钢架、铝合金桁架等。　２）将雾喷设施引入高架步道上，运用ＴＴＣ雾森　系统达到降温、造景、控温、除尘的生态效果。　３）架空的高架步道局部抬高开孔，有机错落地　布置成良好的趣味空间，同时作为下层采光设施。　３．３景观方案设计　通过分析高架步道的区域情况，有效利用自然　和社会环境条件，使桥梁构成新环境的一个要素。　桥梁和环境互相依托、互相呼应，自然和谐恰当体现　桥梁存在，同时使环境景观更美丽生动。充分体现　“人、城市、自然、和谐”的宗旨，贯彻“以人为本，可　持续发展”的设计理念。　通过景观设计总体理念及形象的定位，主要在　工程和景观统一的前提下，优选结构形式，确定附属　设施及周边建筑景观的总体风格。通过设置可移动　拆卸的景观设施（遮阳篷、移动花池等），丰富桥面　特征，达到可停留、可休憩的目的。高架步道局部透　２４　图１　商架步道局部透视效果图　４结构设计　４．１主要考虑因素　１）根据建筑造型、建筑功能及结构需要采用技　术较先进的结构型式，以体现结构的新颖、轻巧。同　时，应兼顾结构造价的经济性。　２）结构体系应采用拆除后材料可回收再利用　的结构。　３）基础形式要适应临时结构的要求。基础设　计要考虑场地再开发。　４．２基础形式选取　上海为软土地基，结构基础较多选用桩基基础。　高架步道作为世博会展期间使用的临时建筑，结构　按临时性结构设计，设计使用年限为３　ａ。若采用桩　基，则会对世博会后土地再次利用带来较大困难。　因此，采用柱下基础，局部结合条形基础。　参考附近工程地质勘察报告，在拟建场地内，为　②。层灰色砂质粉土，饱和，稍密，压缩性中，含云母　片，夹１～３咖的薄层状粉质黏土，上部局部为黏　质粉土，地基承载力特征值为９Ｏ　ｋＰａ，可作为天然地　基持力层。所以，只在特殊地质条件时，对地基土采　取地基处理方案，如注浆或换土垫层法。　４．３结构体系选择　高架步道结构形式充分考虑世博会前期的建　设、期间的运行管理和世博会后的拆除和利用，体现　生态、环境和经济的可持续发展理念。　根据总体设计理念及形象的定位，主要在工程　和景观统一的前提下，优选高架步道结构型式，确定　附属设施及高架步道景观的总体风格，使其传达现　代桥梁建筑的同时，能更好的融入总体环境，进而展　示世博的总体理念。　在这样一个休闲娱乐区域，选择一种轻盈恬静　的高架形式显然最为合适，而梁桥正好满足这种要　求。故结构形式推荐选用梁式，见图２。　维普资讯 http://www.cqvip.com

中国市政ｚ程　张芳途，张文君：世博会样板组团高架步道方案设计　桥梁论文集　刚架是由梁、柱等直杆组成的，具有刚结点的结　构见图３。由于刚结点所连接各杆杆端不能发生相　对转动，能传递力和力矩，因此刚架的内力、变形峰　值比用铰结点连接时小，能跨越较大空间，应用广　泛。单层轻型房层一般采用门式刚架、屋架和网架　为主要承重结构。门式刚架结构是梁柱单元构件的　组合体，型式种类多样，可以满足通风采光等要求，　单跨刚架的跨度国内最大已达到７２　ｍ，是目前整体　图２粱扳式结构桥霞向图　性、稳定性较高的结构体系。结构自重轻，可采用明　４．４主体梁板结构选择　挖扩大基础。　梁式结构从选用材料上分别有如下几种类型：　网架主要有平面桁架体系、四角锥体系、三角锥　钢筋混凝土结构，钢混组合结构，刚架结构，网架结　体系列网架三种，其中应用较广泛的为四角锥体系　构，桁架结构等。　的网架结构形式，见图４。网架轻巧的结构外形，也　通过分析认为，结构设计应主要考虑：　非常适合于高架步道，但结构高度比钢架结构体系　１）可以根据建筑造型、建筑功能及结构需要采　要高，则影响高架步道下的净空。　用技术较先进的结构型式，以体现结构的新颖、轻　巧；同时应兼顾结构造价的经济性。　２）结构应明快、简洁，宜采用装配式构造体系，　便于后续的拆除利用。　３）基础形式要适应临时结构的要求，尽量减少　世博会后二次开发的废弃工程。　一　因此，材料选择应从结构自身特性、经济性指标、　圈３刚架结构　图４网架结构　对基础要求、景观特性等方面进行综合比较选择。　铝合金桁架是目前在国际上使用较多的结构材　在“钢结构建筑与循环经济高层论坛”上，与会　料类型，见图５。铝合金桁架梁桥主跨最大可达　专家达成这样一个共识：建筑节能在全球已成为不　８０　ｍ，结构高度２～４　ｍ。其建造成本基本高于钢箱　可逆转的潮流，发展钢结构节能环保建筑是建筑行　梁（１０　０００元／ｍ　），但其轻巧的结构外形及耐腐蚀　业的发展趋势与最佳选择。钢结构建筑作为一种节　（养护费用的低廉）、标准件的使用、完全可循环利　能环保的新型建筑体系，被誉为２１世纪的“绿色建　用环保等优点，相对于钢结构有着较大的优势。但　筑”。　目前国内应用铝合金作为桥梁受力结构的没有，且　钢结构建筑的第一个特点是轻巧，从对全球不　国内生产的铝合金材料还不满足桥梁结构构件的受　同建筑实例的比较中，钢结构建筑节约了二分之一　力要求，均需向国外进口。　的重量，这证实了“钢结构是最轻的”的结论。这一　贝雷桁架作为快速架设跨越障碍的设备目　论断说明：钢结构建筑可以节省５０％的材料，从而　前也广泛应用于民用，搭设临时支架设备、架设桥梁　节省了生产这些材料所需要的地球资源。钢结构的　应用较多，见图６。其可租赁、构件标准定型、１００％　轻巧性带来的另一项益处是：建筑物的地基相应减　可回收供二次利用，但桁架面宽受限，一般８　ｍ左　轻。因此，可以考虑不需要通过桩基础，避免对会展　右，若搭设总宽达３Ｏ余米的桥梁，需纵向出现多达　后的二次开发造成瓶颈。　８道高出行走面的桁架构件（即栏杆扶手），势必较　钢筋混凝土结构作为目前结构使用最为常见的　大地影响总体景观效果。　材料，广泛使用于桥梁、厂房建筑等，但结构跨越能　力有限，多用于小跨度结构物，主要缺点是结构外形　较为粗笨，结构高度相对于同等跨度的钢结构要大　得多，对于景观要求较高的环境下并不适用，且大面　积的混凝土结构的基础，会给今后的拆除废弃造成　浪费和给环境造成相当大的破坏。　图５铝合金桁架结构　一　图６贝雷桁架构件　维普资讯 http://www.cqvip.com 中回希篮工程　张芳途，张文君：世博会样板组团高架步道方案设计　桥梁论文集　综上所述，在世博会高架步道主体结构选用上，　首先应选用钢结构，同时为有效降低工程投资，选用　有害裂缝。这样可适当加长长伸缩缝间距，考虑不　超过１００　ｍ设置一道伸缩缝。　４．６下部结构设计　钢架一混凝土面板组合结构，可达到造价最低化、景　观效果理想化的要求。　４．５上部结构设计　墩柱型式的选定，除应有足够的强度和稳定性　外，还应结合施工方便、经济合理等因素；结合上部　结构的选型，使上下部结构协调一致，与展馆建筑和　谐、匀称，同时满足景观装饰的要求。　上海为软土地基，建筑及桥梁结构基础较多选　上部结构推荐采用简支梁桥面连续体系。简支　结构不仅能很好地适应基础的不均匀沉降，而且上　部结构可以采取预制拼装的方法施工，上部结构预　制可与下部结构施工平行作业，有利于保证桥梁的　施工速度。　用桩基基础。高架步道作为世博会展期间使用的临　时建筑，结构按临时性结构设计（设计使用年限为　３　ａ），若采用桩基，则会对世博会后土地再次利用带　来较大困难，因此采用柱下基础，局部结合条形　基础，地基基础中心最终沉降量控制＜１５．０　ｃｍ，基　础偏心率＜１．５％。　４．７主要材料　高架步道柱网结合展馆柱网设置情况，采用　１５ｍ×９ｍ布置，中柱采用６００ｍｍ×６００ｍｍ×２０ｒａｍ　方钢管，边柱采用５００　ｍｍ×５００　ｍｍ×１４　ｍｍ方钢　管，主梁采用９００　ｍｍ×３００　ｍｍ×１４×１６　ｍｍ、１　０００　ｍｍ×３００　ｍｍ×１４　ｍｍ×１８　ｍｍ、１　１００　ｍｍ×３５０　ｍｉｌｌ　×１８　ｍｍ×２２　ｍｍ工字钢。其中部分为钢管混凝土　（１　０００　ｍｍ×１　０００　ｍｍ×３０　ｍｍ，内灌Ｃ３０混凝土）。　楼板采用压型钢板混凝土组合板，其中压型钢板采　用ＹＸ一５１—２２６—６７８—１．０，板厚１３０　ｍｍ。　１）钢结构：采用Ｑ２３５Ｂ。　２）普通钢筋：采用ＨＲＢ３３５（用西表示）、Ｐ．２３５　（用西表示），其钢筋的化学成分及力学性能应符合　ＧＢ　１４９９－－１９９８、ＧＢ　１３０１３－－１９９１要求。　立柱间距１５×９　ｍ，横向３根与展馆建筑柱网　３）混凝土：组合板和基础混凝土均采用Ｃ２５。　５结语　融为一体，避免高架步道下密集的柱体，造成游人心　理上的压抑感。局部桥面板抬高形成趣味空间，同　时用于下层采光通风。通过交通流量计算，在合理　通过分析比选采用模数化、可拆卸的刚架结构，　能够较好地体现“勤俭办博”的宗旨，具有较明显的　的位置设置电梯、楼梯等与地面形成立体沟通。　本次设计高架步道共４００　ｍ长，考虑到结构为　钢梁、钢柱，仅步道板采用压型钢板混凝土组合板，　社会效益与经济效益。它为大规模推广使用，提出　了合理的建议。　参考文献　［１］中国２０１０年上海世博会规划区控制性详细规划［Ｒ］．　［２］上海市城市规划设计研究院．浦东高架平台规划设计研究［Ｒ］．　［３］崔宁．上海世博会和爱知世博会的规划基础比较研究［Ｊ］．规划　师，２００６（８）．　拟采用高性能补偿收缩自防水混凝土，选用ＵＥＡ微　膨胀剂。在普通混凝土中掺入膨胀剂后，混凝土产　生适度膨胀，在钢筋和邻位约束下，可在钢筋混凝土　中建立一定的预压应力，这一预压应力大致可抵消　混凝土在硬化过程中产生的干缩拉应力、补偿部分　水化热引起的温差应力，从而防止或减少结构产生　（上接第２２页）　［４］上海市园林设计院，德国ｏｅＱ设计事务所，上海市城市规划设计　研究院．人与自然的和谐空间［Ｊ］．上海建设科技，２ｏｏ６（５）．　主桥均采用全钢结构，工厂预制，现场吊装拼焊，　参考文献　施工方便，确保了工程质量和工期。桥型柔中有刚，　线条流畅，富有韵律感，加上新的设计手法和装饰材　［１］吴之光．论美学在天桥建筑设计中的应用［Ｊ］．上海市政工　程，１９８７（４）・　料，使人行天桥既与周围建筑相协调，又与太湖大道　同时，又成为人们休闲观景的走廊。（由于太湖大　道需要赶在２００２年９月１日“金鸡奖”和“百花奖”　颁奖典礼前开通使用，天桥泛光照明工程受工期　和投资影响，暂未实施，但基本上已达到了预期设计　目标）。　２６　的景观融为一体，从而人行天桥在方便行人过街的　［３］　磊源．　妥东路越江隧道配套工程一福建路自行车、人行　天桥［Ｊ］．上海市政工程，１９８９（２）．　［４］廖顺庠．人行天桥的设计与施工［Ｍ］．上海Ｉ同济大学出版社．　１９９５・　［　］张金富、沈雷达・徐家汇肇嘉浜路人行天桥的设计与研究［Ｊ］・　中国市政工程’　ｏｏ　（　）’　粪　意　路路人行天桥方案的论证…・上海市政工