昆明城市軌道交通高架橋景觀方案及技術經濟分析

林文泉

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司橋梁處，武漢 430063)

1 工程概況

昆明市軌道交通首期工程由線網規劃中的2號線一期工程和1號線一期工程和二期工程組成，初、近期貫通運營，遠期回歸線網。線路主要經過盤龍區、官渡區和呈貢新區。軌道交通2號線起自盤龍區北部汽車客運站，之后沿灃源路北側高架西行，在龍頭村站站后向南拐進北京路延長線，在羊腸村站站前進入地下，然后線路沿北京路延長線、北京路向南，在環城南路站站后通過單渡線進入軌道交通1號線，之后線路從昆明火車站東側斜穿鐵路及南二環，沿著春城路向南，穿過巫家壩機場后沿規劃春城路延長線至曉東村附近，右拐進彩云路后轉為路中高架，于五臘村站站前拐至路側高架布置，此后一直向南，跨昆玉高速后轉為地下，穿過呈黃立交后進入彩云南路路中布置，沿彩云南路南行，再西拐沿龍潭街路中布置至終點廣電大學站。

昆明市軌道交通首期工程線路平面見圖1。

圖1 昆明市軌道交通首期工程線路平面

首期工程高架部分分為2段，第一段屬于2號線，主要敷設于汽車北站站到羊腸村站區間，長度約為1.7 km;第二段屬于1號線，主要敷設于曉東村站到呈貢北站區間，長度約為10.1 km。

2 高架橋對城市景觀的影響因素［1～6］

2.1 高架橋對周邊自然景觀的影響

高架橋沿線有大型商業區及規劃的大型住宅區，其景觀特征以精致秀麗為主。高架橋梁形體粗壯有力、尺度龐大，具有人工構造物的結構美和粗曠美。兩者之間在尺度、質感和色彩等方面都有較大差異，難以協調。高架線路在這些地方出現，使得原有的景觀空間變得更加擁擠。

2.2 高架橋對視覺產生的影響

高架橋梁主要是以水平線條的橋梁和垂直線條的橋墩組成。水平方向的橋梁連續貫通，與人在車輛行走中眼睛的移動相順應，具有運動、延伸、增長的意味，有助于視覺環境的簡單化;垂直方向的橋墩挺拔粗壯，以一定的間隔連續排列，使人產生崇高、緊張、積極的感受。此外，粗壯的橋墩特有的垂直線條與人慣常的視線移動方向不一致，會對視線起到一定的阻隔作用。

2.3 高架橋尺度協調性影響

高架橋梁的體量大、距離長，是城市中無與倫比的人工構筑物，具有特殊的意象價值，這些特點令其成為城市空間中的主體。周邊的建筑物與之相比，在尺度和體量上，都有相當大的差異，如凱文林奇所指出的:一個巨大的標志物會使它所在的地區的其他建筑物相形見拙，失去尺度。同時，高架線路將會帶來經濟集中效應，使各種住宅和商業建筑沿著線路兩側分布，在用地面積有限的條件下，必然在建筑物的高度和體量上有一定的突破，從而對城市的尺度帶來影響。

3 高架橋梁跨及橋墩方案比選

3.1 高架橋基本方案

大型人工構筑物，會對景觀產生一定的負面影響。這需要在景觀設計中，結合自然環境和已有的人工環境來進行綜合考慮，使主體融入城市環境，成為具有自身特色的景觀空間。為此設計4種相互協調的墩、梁外形方案，以期達到最佳景觀效應。根據以上設計理念，提出了油紙傘方案、山茶花方案、綠芽方案以及幾何方案，各方案如下。

3.1.1 油紙傘方案

油紙傘方案以一把撐開的油紙傘的形態作為設計元素，整體造型猶如一把撐開的傘，如圖2所示，在該方案中橋墩的頂部進行鏤空處理，減小整體造型的體量感，整體外形端莊又飽含輕盈之美。

圖2 油紙傘方案

3.1.2 山茶花方案

山茶花方案以昆明市市花山茶花的形態作為設計元素，整體造型猶如一朵盛開的山茶花，橋跨及橋墩立面如圖3所示，橋墩圓的柔美、順暢與弧形的箱梁相結合，產生和諧之美。

3.1.3 綠芽方案

圖3 山茶花方案

綠芽方案以茁壯成長的綠芽作為創作元素，在設計中經過精簡、提煉，總結出更為流暢的形體比例構造，整體造型透著現代生活的和諧美，結構構思及方案如圖4所示。

圖4 綠芽方案

3.1.4 幾何方案

幾何方案由基本幾何元素構建而成，橋梁及橋墩堅實剛正，相互協調，相互映襯，顯得親切得體，其中菱形橋墩，體現出力度感，給人以強烈的挺拔之勢，方案如圖5所示。

圖5 幾何方案

3.2 高架橋方案的確定

4種方案設計后，通過網絡、報紙等媒體向社會公示，征求市民意見，最終以山茶花方案得票最高，選定為昆明市軌道交通首期工程高架橋梁的標準墩、梁外形方案，建成后高架橋如圖6所示。

圖6 山茶花方案實景

4 經濟技術分析

4.1 橋墩經濟技術比較

為對所選取的山茶花方案橋墩進行經濟技術分析，選用國內其他城市10 m墩高的雙線墩設計指標進行對比，計算結果如表1所示。從表1可知，昆明高架橋橋墩含筋率較高。其原因:一方面在于昆明的水平地震基本加速度為0.20g，較其他城市都高［6］，橋墩設計時，地震工況控制結構的配筋;另一方面是為了使設計的墩梁外形協調且滿足受力要求，設計時以加大配筋的方式而不是常規的加大截面尺寸的方式來滿足結構受力要求。表1的橋墩造價參照昆明市2010年9月的市場信息價來計算，從表中數據可見昆明的橋墩設計是經濟節約的。

表1 雙線墩設計指標分析

4.2 箱梁經濟技術比較

為了評價所選取山茶花方案梁跨技術經濟指標，選取國內6座城市30 m跨的簡支箱梁的相關設計指標做對比分析。表2給出6座城市高架橋的經濟技術指標，各城市均采用B型車。從表2可以看出，昆明的箱梁造價最高。

表2 箱梁設計指標分析

圖7為昆明雙線箱梁和具有代表性的武漢雙線典型箱梁截面，其中山茶花方案中陰影部分占總截面的9%，但是該部分對于結構的受力是個負擔。其他城市的箱梁均設計為類似武漢雙線梁截面的斜腹板形式，結構沒有多余的負擔。從橫框計算來考慮，該混凝土塊導致頂板橫向鋼筋直徑增大，因此昆明的梁部含筋率最高。為判斷昆明雙線梁設計指標的經濟合理性，將圖7(a)中的陰影部分去掉，則其相關設計指標如表2的最后一行。從表中數據顯示，去掉陰影部分后，昆明的箱梁每平方的造價接近于全國6個城市的平均造價。由此可見，昆明的箱梁設計在滿足景觀的前提下，是經濟節約并可以接受的。

圖7 雙線梁截面

5 結論

本文根據昆明市軌道交通首期工程高架區間墩、梁外形方案比選的過程，結合國內其他城市的設計成果，對所選用的山茶花墩梁外形方案進行了經濟技術分析，主要成果及結論如下所述。

(1)給出了高架橋對城市景觀的影響因素，城市軌道交通高架橋作為城市的一道特殊的風景線，應做到與城市的人文景觀相融合、相協調。

(2)結合昆明市城市特色，提出了適合昆明市城市特色的4種高架橋梁設計方案，并通過網絡、報紙等媒體向社會公示，最終確定了山茶花方案。

(3)山茶花方案橋墩技術經濟分析表明，雙線墩的設計是經濟節約的;對箱梁的技術分析表明，昆明雙線梁造價略高于其他城市同類型梁跨，但在不考慮景觀要求下，該方案技術經濟指標可達到其他城市平均水平。

［1］牛 帥，李青寧.城市高架橋特點及分類［J］.山西建筑.2008，34(28):3-4.

［2］劉艷輝，趙世春，強士中.城市高架橋抗震性能水準的量化［J］.西南交通大學學報，2010(1):54-58.

［3］吳蒙友，張志清.城市橋梁的夜景觀設計［J］.中國照明，2008(9):54.

［4］陳正斌.重慶橋梁生態景觀設計研究［J］.安徽農業科學，2010(15):8051-8052.

［5］楊航卓.看“橋都”的橋梁景觀［J］.公路交通技術，2008(6):147-152.

［6］楊欽發.淺談城市高架橋抗震設計［J］.廣東建材，2010，26(3):131-132.