天津站接觸網景觀設計研究

范海江,羅 健,趙紅玉

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司,天津 300251)

1 概述

天津站位于天津海河之畔,是天津交通對外的重要窗口,是中國兩大鐵路動脈京滬和京山鐵路的交匯點,在天津對外交通聯系中占有重要位置。天津站集高速鐵路、城際鐵路、普速鐵路、城市軌道交通、長途客運、公交汽車、客運出租為一體的大型綜合交通樞紐,實現旅客的“零換乘”和各種交通方式“無縫銜接”,為推進京津一體化進程發揮更加重要的作用。

天津站車場布置自北向南依次為城際車場、高速車場、普速車場,其中城際車場為4臺7線,高速車場為3臺6線,普速為3臺5線,城際北站房、高架候車室、地下進站大廳、東西旅客地道、無站臺柱雨棚等總建筑面積20萬m2,無站臺柱雨棚覆蓋全部站臺。

天津站也是京津城際鐵路、津秦鐵路客運專線、天津地下直徑線的終點站。天津站與京津城際鐵路的修建,拉近了京津時空距離,京津兩地間實現30 min到達,對于滿足城際客流對時間、速度和舒適度的要求,加強兩城市間的客貨交流及產業技術合作,促進濱海新區的開發開放,帶動環渤海經濟圈協調發展,不斷改善人民的物質文化生活水平、促進城市群間優勢互補,實現區域經濟可持續發展和全面建設小康社會戰略目標具有重要的意義。

天津站不僅有效地緩解了天津地區交通擁擠狀況,而且對推動天津濱海新區開發和環渤海區域經濟發展具有重大意義。在以往的鐵路電氣化工程接觸網設計中,一般以滿足系統功能需求為主,美觀性或景觀效果考慮較少。

隨著技術和社會經濟的發展,接觸網設計在保證系統功能需求的前提下,越來越注重接觸網支持結構與周邊環境的協調,尤其是在大城市、旅游景點和有特殊要求的城市,接觸網設計又增添了一項必要因素,設計的景觀化。

2 大型客站接觸網懸掛設計的重要性

在我國越來越多的大型客站采用無站臺柱雨棚設計,大型客站的建成,將使之成為城市的地標性建筑。接觸網通過其支持結構懸掛在鐵路上方,對整個雨棚結構造型不會造成直接影響,但由于支持裝置順線路間距50～60 m,對通透、明亮、整潔的雨棚內景觀有不利影響。在城市現代化建設進程中,人們對于環境的協調統一要求在不斷提高,接觸網與環境景觀的協調性必不可少。

鐵路車站站房建設要以人為本,綜合體現功能性、系統性、先進性、文化性、經濟性的設計原則,成就一批不朽的鐵路客站建筑精品。接觸網作為車站建筑結構不可分割的組成部分,從其接觸網系統的輕型化、局部屏蔽化、與雨棚結構一體化等方面著手改善,對景觀效果的影響有現實意義。

大型客站接觸網懸掛設計方案,直接影響車站整體效果,既要滿足功能性、實用性,又要滿足安全性、可維護性,并兼顧景觀性。

3 大型客站接觸網懸掛設計原則

(1)站臺上不應設立接觸網支柱[1]；

(2)盡量減少支柱數量,加大跨距,充分利用無柱雨棚、高架候車室等設施懸掛接觸網[2]；

(3)優先考慮與雨棚、高架候車室等設施合建,不能合建時盡量采用線間立桿；

(4)與無柱雨棚、高架候車室合建,優先考慮由土建專業預留接口,接口簡單、可行；

(5)盡量采用腕臂結構形式獨立懸掛,無柱雨棚凈空較高、跨度較大時可考慮軟橫式結構；

(6)支柱結構形式與站房的協調性統一；

(7)各類支柱高度差別應盡量一致；

(8)支柱斷面尺寸應盡量做小,與站房尺寸匹配；

(9)接觸懸掛方式盡量簡潔[4-5]。

4 天津站接觸網懸掛形式比選

天津站無站臺柱雨棚為張弦結構,雨棚柱立于股道之間,張弦結構的弦上不能安裝吊柱等設施。結合雨棚形式,接觸網可采用的懸掛方案有線間立腕臂柱懸掛方案和軟橫跨懸掛方案。

(1)無柱雨棚處接觸網線間立柱方案

在沒有雨棚柱的股道間立腕臂柱,腕臂柱兩側懸掛,同時利用雨棚柱兩側安裝腕臂支持裝置。線間立腕臂柱后側面限界為2.55 m(線間距為5.4 m,支柱寬按0.3 m考慮)。本方案結構形式較為簡單,每股道接觸網采用腕臂支持結構懸掛,系統相對獨立且穩定性較好。

站內普速車場和城際車場由不同相供電,線間單根腕臂柱兩側懸掛滿足不同相帶電體間的絕緣距離較為困難,需采用2根腕臂柱單側懸掛,腕臂柱錯開5 m布置。

(2)無柱雨棚處接觸網軟橫跨懸掛方案

兩相鄰雨棚柱間安裝橫承力索及上、下部定位繩,形成軟橫跨結構懸掛承力索和接觸線。本方案站臺及軌道上方線索較多,雨棚本身張弦結構下側也存在線索,且根據結構專業要求,橫承力索不能用雨棚下側的線索代替。本方案結構相對于線間立柱方案較為復雜、繁瑣。根據接觸網導高5.3 m,推算出下部定位繩距站臺面高度為4.45 m,且每個站臺上方都有下部定位繩,對站臺行人存在較大的安全隱患。

經過比選、論證,最終采用線間立腕臂柱方案。

(3)高架候車室下方接觸網懸掛形式

天津站高架候車室支撐梁最低高度為6.75 m,接觸網采用腕臂支持結構形式。在有高架候車室支柱的地方,腕臂安裝在高架候車室支柱上；否則在高架候車室梁底后植錨栓安裝吊柱,通過腕臂支持裝置懸掛承力索和接觸線。

此時,京津城際車場和津秦客專車場接觸線懸掛點高度為5.3 m,結構高度為1.1 m,絕緣間隙為0.35 m；普速車場接觸線懸掛點高度為5.8 m,結構高度為0.6 m,絕緣間隙為0.35 m[5]。

5 天津站接觸網景觀設計主要方案

(1)車站接觸網平面布置及其支持裝置形式[6-7]

①雨棚覆蓋區域

采用最大計算跨距,盡量采用腕臂柱,咽喉區線間距不夠時采用輕型硬橫梁式軟橫跨形式,并采用上、下部定位繩形式,系統穩定性好,且美觀。

②雨棚未覆蓋區域

高架站房區段：利用高架站房柱加全腕臂支持裝置懸掛接觸網。

非高架站房區段：間隔利用線間雨棚柱,采用65 m跨距,合建全腕臂支持裝置懸掛接觸網。無線間雨棚柱,增設圓鋼管型鋼柱,與圓管雨棚柱在同一個垂直線路橫斷面上[2]。

③接觸網下錨

站臺及附近區域避免設置拉線,采用不打線下錨柱；避免設置墜砣,采用恒張力彈簧補償裝置。

④附加導線

為減少架空線索對車站景觀的影響,回流線、正饋線采用電纜通過站臺,掛設在站臺墻上。

⑤供電線平面布置

供電線上網采用電纜,避免與地面層區域規劃沖突,影響車站廣場效果。

(3)接觸網懸掛

雨棚范圍內支柱、預埋件等在不影響受力和絕緣的前提下可以涂以與雨棚柱相同的顏色,減少顏色差別。旅客可視范圍內腕臂絕緣子的顏色采用灰色,與建筑結構景觀協調。無論是腕臂柱,還是雨棚柱、吊柱,盡可能采用兩側懸掛,對稱和諧。圓管型鋼柱采用盡可能小的截面,保證視覺通透[3-4]。

6 結論

(1)通過對天津接觸網景觀進行的設計,初步探索出關于景觀設計的重點,在滿足接觸網系統功能要求的同時,也達到了景觀設計的效果。

(2)進行接觸網景觀設計時,應考慮與所處周邊環境的協調統一,對接觸網支持結構形式、平面布置等進行優化設計,并進行必要的技術經濟比較。

(3)天津站接觸網系統采用了鋼管支柱、鋼管硬橫跨、恒張力彈簧補償器和無拉線下錨雙支柱等方案,實施效果較好。

接觸網系統景觀設計是近幾年來各方關注較多的課題,需要在借鑒以往設計的基礎上,逐步完善設計,以達到預期效果[9-10]。

[1] 曾欽源.接觸網景觀評估體系的建立[J].科技創業,2009(6).

[2] 于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網[M].成都：西南交通大學出版社,2003.

[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路動車組設備設計暫行規定[S].北京：中國鐵道出版社,2006.

[4] 中華人民共和國鐵道部.鐵路客運專線技術管理辦法[S].北京：中國鐵道出版社,2006.

[5] 中華人民共和國鐵道部.高速鐵路設計規范(試行)[S].北京：中國鐵道出版社,2010.

[6] 王亞麗,黃小鋼.高速鐵路動車組檢查庫設計研究[J].交通科技,2008(3).

[7] 王亞麗,周智勇.客運專線動車組存車線數量的計算[J].鐵道勘測與設計,2005(1).

[8] 中華人民共和國鐵道部.鐵路電力牽引供電設計規范[S] .北京：中國鐵道出版社,2005.

[9] 孟祥奎,劉峰濤.京津城際鐵路北京南站接觸網景觀設計[J].鐵道工程學報,2010(4).

[10] 沈雙強.廣州南站接觸網景觀設計淺析[J].鐵道勘察,2010(2).