汉口站北广场高架平台结构方案设计

汉口站北广场高架平台结构方案设计

发表时间：2019-05-06T11:19:15.577Z 来源：《建筑模拟》2019年第8期作者：唐涛尹华泉

[导读] 汉口站北广场作为站前商业服务业区，在满足人流集散的功能需求同时还应体现城市窗口地段景观特色。

唐涛尹华泉

武汉市政工程设计研究院有限责任公司武汉 430015

摘要：汉口站北广场作为站前商业服务业区，在满足人流集散的功能需求同时还应体现城市窗口地段景观特色。该文结合周边复杂构筑物和环境特色，介绍汉口站北广场高架平台结构选型和设计思路。

关键词：方案设计；高架平台；市政天桥

1工程概况

随着武汉市社会经济和城市建设的快速发展，城市规模不断扩大，汉口火车站地区已发展成为城市新的商业中心区之一。

汉口站北广场作为站前商业服务业区，在满足人流集散的功能需求同时还应体现城市窗口地段景观特色。北广场整体设计采用立体分层规划理念，强化二层高架平台、地面广场和地下空间的立体复合利用，以解决复杂的交通流线，通过建立“多元”化服务体系，提高广场利用率，实现站区交通服务与景观功能的最大化。

汉口站北广场的入站形式主要依托北站房二层进站厅，所以如何有效、便捷地把人流引入二层进站厅是本工程的重点问题。北广场人流一大部分来源于地铁12号线，而地铁12号线与北广场的地面道路被铁路货运外绕线截断，因此需修建高架平台和过街天桥实现北站房二层进站厅与地铁12号线出入口间的连接。

图1 高架平台平面布置图

2建设条件

2.1地质条件

拟建场地地貌单元属长江Ⅰ级阶地。场地存在新近回填土和软土，层厚较厚，强度较低，后期在自重应力和附加应力共同作用下沉降变形较大，拟建场地划分为稳定性差、适宜性差。

2.2周边结构物

1）铁路货运外绕线。高架平台在跨越铁路线时，一方面墩柱基础需避开铁路安全保护区，另一方面铁路接触网对平台的高程存在一定影响，限值结构建筑高度。此外，铁路线处于运营状态，平台施工对铁路运营的影响在设计时应重点考虑。

2）地铁12号线区间线路及车站主体结构。高架平台和过街天桥很大一部分位于规划待建的地铁12号线区间线路及车站主体结构投影范围内。在设计时，应先与地铁设计方沟通项目的前后施工时序，确定结构基础与地铁盾构区间、车站结构的安全距离，在车站范围内的上部结构还可考虑与车站共用结构基础。

3 结构构思及方案比选

3.1基本原则

（1）结构设计以满足安全、耐久、适用、经济、美观为原则。[1]

（2）功能实用，满足行人进站、过街的通行功能；简洁，结构合理，施工方便迅速；经济，合理选择结构形式，降低造价。

（3）充分考虑现状地上、地下构筑物对结构的影响。

（4）尊重现状建设条件和城市规划确定的道路交通组织。

（5）考虑与周边环境协调，对结合区域的建筑体量与风格、色彩、高度等提出整体设计，以达到功能性、经济性和景观的协调统一。

3.2方案设计

3.2.1方案一：

高架平台遵循南广场“中体西用”的设计原则，主体采用与北站房一样中轴对称的布局形式，运用简洁大气的设计手法与现有汉口站广场有机的结合为一个整体。平台四周悬挑沿边，减轻结构厚重感，同时给人空间上的无限延展的感觉。

图2 方案一高架平台构思图

平台采用地面一层高架形式，平台长68.2m、宽91.3m。采用钢管混凝土柱+矩形钢管主次梁+组合楼板结构体系，跨线部分抗震等级为二级，其余框架抗震等级为四级。

图3 方案一高架平台平面立柱示意图

平台立柱受到货运外绕线及地铁12号线区间影响，平台立柱距区间线路中心线按6.1m控制，立柱距货运线线路中心线按6.5m控制。平台立柱方案最大跨度为34.5m，最大梁高为2.6m。为尽量减小平台与汉口站二层高差，采用主梁上翻，货运外绕线受控区域最大次梁高为1.5m。平台完成面标高高出汉口站二层标高1.6m，设置踏步过渡高差。场地地质稳定性差、适宜性差，且本工程为大跨度跨线工程，重点设防，安全等级为一级，基础设计等级为乙级。为保证基础设计、施工的可靠性，本工程拟采用1.0m直径钻孔灌注桩，以中风化泥岩作桩端持力层。

图4 方案一天桥平面布置图

天桥上部结构采用连续钢箱梁结构形式，主梁全长45.3m，最大跨径27.7m。主梁采用钢箱梁断面，梁宽5.0m，梁高1.2m。天桥共设置三个出入口，每个出入口配置一副梯道加自动扶梯，方便带行李的乘客上下天桥。梯道全长92.7m，宽3.0m，坡度1：2，断面采用双边箱结构形式。桥墩采用独柱式墩，主墩直径1.0m，下设1.2m直径钻孔灌注桩；梯道墩直径0.8m，桩基采用1.0m直径钻孔灌注桩。

3.2.2方案二：

北广场二层高架平台范围内地面和地下结构复杂，沿常青一路南侧布置有轨道12号线区间及车站，靠近车站站房侧汉丹货运铁路线与高架平台投影斜交。这些边界条件的限制使得平台结构立柱较为困难，本方案拟采用大跨结构从北站房一跨达到常青一路。上跨货运铁路使得建筑物的桥面以下架构建筑高度收到限值；此外，北站房整体建筑风格为欧式拱形建筑，出于整体建筑风格的协调性，平台最终选用下承式钢箱系杆拱桥结构形式。

平台全长93.0m、宽67.0m，高架平台纵向采用4m+85m+4m组合拱桥结构，吊杆间距4m；横向布置4片拱肋，间距依次为17.5m+27.0m+17.5m。最外侧两片均设横撑。主拱矢跨比采用1/5，矢高17m。主拱采用钢拱箱结构，截面尺寸2mx2m。主梁采用钢箱梁结构，跨中梁高1m，支点梁高2m。桥墩采用多柱式墩，每片拱肋对应一墩柱，墩柱直径2m，下设2m直径钻孔灌注桩。

图5 方案二高架平台立面布置图

图6 方案二高架平台平面布置图结合路面布置、周边构筑物、两侧用地等现状条件，方案二将天桥桥位向西移动15米，使桥墩避开地铁车站范围，减小设计难度和安全风险。

图7 方案二天桥平面布置图天桥平面为“┳┳”型，主桥横跨常青一路，与其斜交75°。主桥采用连续钢箱梁结构，全长57.73m，跨径布置57.73m=2m+13.7m+26.03m +15m+1m，全宽5.3m，净宽5.0m。主桥标准截面采用钢箱梁断面，梁高1.2m，箱宽5.3m。

梯道长均为27.8m，结构宽均为3.3m。梯道采用两跨双边箱结构，两箱间布置钢梯踏步，边箱宽0.15m，垂高0.65m。梯道坡度为1：2。梯道上端与主梁焊接，下端简支于梯台基础之上。梯道一、梯道三落地点采用桩基础，桩基直径1.0m。因梯道二落地点处位于地铁12线车站主体结构范围内，采用桩基础需贯穿12线车站站厅，增加设计难度和安全风险。综合考虑，梯道落地处梯台采用扩大基础。

3.2.3方案三：

设计考虑降低实施难度，将中轴对称的大跨度高架平台改为偏于站房西侧，同时通过人行天桥解决跨铁路线的人行交通。平台造型结合景观布置，以动感的线条向站房中心集中，体现一种向心性的广场空间形态。以此隐喻老汉口码头的“百舸争流，帆樯林立，商贾云集”的繁华景象，再现老汉历史风貌。

图8 方案三高架平台构思图由于轨道交通2号线贯穿北广场用地，将地下空间分割成东西两块且无法连通，而武汉夏季温度高，太阳直射多，因此建筑将高架平台向西侧延伸，尽可能的为到汉口站的旅客提供更多的阴凉空间，和减少地面公交车、出租车及地下社会车的人流在阳光直射下的行走路径。