城市人行天橋設(shè)計(jì)

樊長(zhǎng)剛， 謝澤龍

(中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司, 四川成都 610081)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的規(guī)模急劇擴(kuò)張，城市的交通狀況也日趨復(fù)雜多樣。以往的城市交通規(guī)劃，往往強(qiáng)調(diào)以“車”為主，忽略了“人”才是城市的主體，人車爭(zhēng)道的矛盾也越來(lái)越突出，人行天橋地修建在緩和這一矛盾的過(guò)程中起到了重要的作用。

1 人行天橋設(shè)計(jì)的目的

西方發(fā)達(dá)國(guó)家的人行天橋建造史已走過(guò)近60年的時(shí)間，建設(shè)體系基本完成。在我國(guó)，人行天橋建造史只有30余年，建設(shè)體系正在逐步形成的階段。在人行天橋的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往因天橋的選址不當(dāng)或設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致天橋建成后利用率低，造成資源浪費(fèi)。設(shè)計(jì)使得人行天橋的建設(shè)滿足安全、耐久、適用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和美觀的要求，達(dá)到人車分離，方便行人使用目的。同時(shí)還應(yīng)盡可能的考慮天橋參與城市環(huán)境的構(gòu)成，滿足人們的視覺(jué)欣賞和對(duì)美感的要求。

2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 人行天橋選址及總體布置

2.1.1 橋址選擇

橋址選擇應(yīng)以行人方便過(guò)街，減少過(guò)街人群繞行路程為目的，讓橋梁使用者能快捷舒適地通過(guò)街道。科學(xué)地確定橋址需要結(jié)合現(xiàn)狀及規(guī)劃，其主要工作如下：(1)道路分析，包含道路紅線寬度、綠線寬度、道路等級(jí)、道路分幅、現(xiàn)狀道路寬度及規(guī)劃道路寬度。(2)地下管網(wǎng)分析，包括道路下方重力流管線，如雨水管、污水管等；非重力流管線，如電力管、燃?xì)夤堋⑼ㄐ殴艿取?3)周邊地塊分析，周邊是否存在學(xué)校、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等大量人員聚集地。(4)地下交通分析，道路下方是存在地道或地鐵，是否規(guī)劃有地道或地鐵等。(5)現(xiàn)狀行人過(guò)街情況，是否有大量行人橫穿道路，周邊是否設(shè)有信號(hào)燈，附近有無(wú)過(guò)街通道等。橋址的選擇應(yīng)設(shè)置在人員聚集地附近，基礎(chǔ)應(yīng)盡量避開(kāi)地下管線及地下建筑設(shè)施。

2.1.2 總體布置

天橋常設(shè)置在道路交叉口附近或橫跨快速路等高等級(jí)道路，天橋的設(shè)置既可以減少信號(hào)燈的數(shù)量，保證車輛快速高效通行，又可以保證行人安全過(guò)街。天橋總體布置包括平面布置，縱斷面布置及橫斷面布置。

(1)平面布置。

根據(jù)道路的形式，天橋的平面布置大致有幾種形式，交叉路口主要采用一字形、L形、圓形、三角形、正方形、菱形等，處在非交叉口的直線道路一般采用一字形。平面布置形式如圖1。天橋每端各設(shè)置一條梯道和坡道，梯道保證行人快速上下天橋，坡道保證非機(jī)動(dòng)車或輪椅能推行上下天橋。在用地限制的情況下每端側(cè)也可僅設(shè)置一條坡道。

圖1 人行天橋布置形式

(2)縱斷面布置。

主橋縱坡以滿足橋面縱向排水為目的，縱坡不宜小于0.5 %，梯道坡度縱坡常采用1∶2～1∶2.5，踏步最小寬度不宜小于0.3 m，最大步高不宜大于0.15 m；坡道根據(jù)要求不同分設(shè)不同坡度，僅考慮非機(jī)動(dòng)車推行坡度宜設(shè)為1∶4，同時(shí)需考慮輪椅上下天橋，坡度宜小于1∶10。

(3)橫斷面布置。

主橋凈寬度根據(jù)過(guò)街人流量大小確定，凈寬不宜小于3 m，寬度按0.5 m的模數(shù)增加梯道或坡道寬度應(yīng)根據(jù)主橋?qū)挾却_定，每端梯道或坡道凈寬之和應(yīng)大于主橋凈寬的1.2倍。

2.2 天橋設(shè)計(jì)

2.2.1 主體設(shè)計(jì)

人行天橋結(jié)構(gòu)主要按照安全、耐久、適用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和美觀的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。按結(jié)構(gòu)形式可分為梁式橋、斜拉橋、拱橋、懸索橋；按建設(shè)材料可分為鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼-混組合橋、鋼橋、鋁合金橋、其它新型材料橋如玻璃鋼。

從結(jié)構(gòu)形式上分析城市人行天橋一般采用梁式橋，梁式橋受力明確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線條簡(jiǎn)潔。從材料角度分析天橋一般采用混凝土橋，預(yù)應(yīng)力混凝土橋及鋼橋。混凝土橋和預(yù)應(yīng)力混凝土橋具有技術(shù)成熟，施工方便，經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)；鋼橋具有技術(shù)成熟，施工工期短，材料可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，因此天橋常采用鋼筋混凝土梁橋，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，鋼梁橋。

2.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

天橋設(shè)計(jì)荷載是設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，設(shè)計(jì)荷載分為永久荷載包含結(jié)構(gòu)重力(含鋪裝、欄桿、外掛裝飾板)、預(yù)加應(yīng)力、水浮力、混凝土收縮、徐變作用、基礎(chǔ)變位作用；可變荷載包括人群荷載、風(fēng)荷載、雪重力、溫度作用、支座摩阻力；偶然荷載包括汽車撞擊力和地震力。

結(jié)構(gòu)驗(yàn)算是確保天橋安全的重要依據(jù)，結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的主要內(nèi)容：(1)強(qiáng)度驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各荷載工況下能否滿足強(qiáng)度要求。(2)剛度驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)整體及局部構(gòu)件在活載作用下的撓跨比是否小于規(guī)范允許值。(3)穩(wěn)定性驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性驗(yàn)算。(4)人行天橋結(jié)構(gòu)豎向自振頻率驗(yàn)算，豎向自振頻率過(guò)小會(huì)使行人產(chǎn)生不安全感，要求不小于3 Hz。

2.2.3 附屬設(shè)計(jì)

天橋附屬設(shè)計(jì)包括欄桿設(shè)計(jì)、鋪裝設(shè)計(jì)、外裝設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)、伸縮縫設(shè)計(jì)、無(wú)障礙通道設(shè)計(jì)、標(biāo)志標(biāo)牌設(shè)計(jì)。城市人行天橋雖然體量小，但城市建設(shè)中對(duì)橋梁建筑的景觀要求高，附屬設(shè)計(jì)中的欄桿設(shè)計(jì)、鋪裝設(shè)計(jì)、外裝設(shè)計(jì)及照明設(shè)計(jì)最能體現(xiàn)橋梁景觀特色。

(1)欄桿設(shè)計(jì)，欄桿是人行天橋上必要的安全設(shè)施，也是構(gòu)成人行天橋立面造型的重要美學(xué)要素，因此欄桿的設(shè)計(jì)也必須是安全與景觀的有機(jī)結(jié)合。人行天橋設(shè)計(jì)輕巧，欄桿設(shè)計(jì)應(yīng)與之呼應(yīng)匹配。較常見(jiàn)的欄桿形式有鋼欄桿、不銹鋼欄桿、鋁合金欄桿、玻璃欄桿以及鋼網(wǎng)欄桿。其中較常采用鋼欄桿和鋁合金欄桿，如圖2；不銹鋼欄桿和玻璃欄桿款式比較現(xiàn)代，給人高級(jí)感覺(jué)，如圖3；鋼網(wǎng)欄桿造型多變，形式豐富，可塑造獨(dú)特的文化元素。

圖2 鋁合金欄桿

圖3 玻璃欄桿

(2)鋪裝設(shè)計(jì)，天橋上的橋面鋪裝主要有保護(hù)橋面板及創(chuàng)造舒適行走感的作用。天橋基本處在自然環(huán)境中，長(zhǎng)期經(jīng)受日曬、雨淋、風(fēng)吹，面層材料選擇不當(dāng)就會(huì)造成材料防滑性不好、使用壽命短、維修費(fèi)用高等問(wèn)題。所以人行天橋的橋面鋪裝必須具備抗滑性、耐久性、舒適性以及美觀性。常用的人行天橋鋪裝主要有混凝土層加地磚、防腐木、塑膠材料、聚合物(環(huán)氧樹(shù)脂等)砂漿等，如圖4、圖5。

圖4 地磚鋪裝

圖5 聚合物砂漿鋪裝

(3)外裝設(shè)計(jì)，天橋外裝主要有保護(hù)天橋主體結(jié)構(gòu)和美化天橋外形的作用。天橋基本位于室外環(huán)境中，長(zhǎng)期受到環(huán)境的侵蝕，常規(guī)的外裝主要是對(duì)天橋主體進(jìn)行涂裝，如鋼結(jié)構(gòu)天橋采用防腐氟碳漆涂裝，以延長(zhǎng)主體結(jié)構(gòu)的使用壽命，通過(guò)選擇不同顏色的氟碳漆，使天橋與周圍環(huán)境融合。根據(jù)天橋設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，天橋的梯、坡道每升高一定高度須設(shè)置休息平臺(tái)。天橋梯、坡道常成折線形式，若對(duì)天橋的外觀線形流暢性要求較高，常對(duì)天橋進(jìn)行外裝處理，如采用外掛裝飾混凝土板、鋁板、石膏纖維板等，消除休息平臺(tái)產(chǎn)生折線感，使天橋立面線形流暢。

(4)照明設(shè)計(jì)，天橋的照明分為功能性照明和景觀性照明。功能性照明滿足天橋的照度要求，使行人能安全，快捷的通過(guò)天橋。天橋一般都設(shè)置在城市中心區(qū)域，路燈的照度基本滿足天橋的使用要求，無(wú)需特別設(shè)計(jì)。景觀性照明滿足天橋美化要求，使天橋景觀性更佳，更能突出天橋的地標(biāo)性，如采用投射燈照亮橋體與橋體外裝呼應(yīng)，突出橋梁的風(fēng)格；采用欄桿扶手燈，以光做橋梁邊界，弱化欄桿的存在，使橋面更加簡(jiǎn)潔。

(5)排水設(shè)計(jì)，橋面排水是天橋中設(shè)計(jì)的重要一項(xiàng)，排水不暢不僅影響到行人的使用，還會(huì)影響天橋的耐久性。很多人行天橋由于排水不暢，造成橋面積水，進(jìn)而破壞橋面鋪裝，侵蝕梁體，橋面積水滲漏到橋體表面，不僅影響天橋美觀，還影響結(jié)構(gòu)的耐久性。因此天橋應(yīng)設(shè)置合適的縱坡與橫坡，以利于迅速排除雨水，減少雨水對(duì)橋面鋪裝地滲透，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，方便行人行走。天橋橋面須設(shè)置地漏，連接落水管將雨水排至雨水管網(wǎng)中，切勿直接將水排至道路或人行道上。

(6)伸縮縫設(shè)計(jì)，伸縮縫是滿足橋梁變形要求的重要裝置，保證橋梁在氣溫變化時(shí)，結(jié)構(gòu)有足夠的變形空間。天橋常采用鋅鐵皮作為橋梁的伸縮裝置，上鋪裝彈性材料，以滿足變形的需要。應(yīng)特別注意伸縮縫處的防水措施，若處理不當(dāng)，伸縮縫常發(fā)生滲水漏水的情況，污染橋體影響美觀。

(7)無(wú)障礙設(shè)計(jì)，隨著文明的發(fā)展，“以人為本”的理念提出，天橋在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮無(wú)障礙的設(shè)計(jì)，以方便老年人和殘障人士的使用。主要考慮以下幾點(diǎn)：①盲道系統(tǒng)要保持連續(xù)性，貫通整個(gè)天橋，進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)置提示盲道。②梯、坡道起坡點(diǎn)處的三角空間區(qū)應(yīng)安裝欄桿，并在梁體上涂刷反光油漆，防止行人碰頭。③坡道設(shè)計(jì)應(yīng)考慮輪椅通行，坡度不宜過(guò)大，每提升一定高度應(yīng)設(shè)置休息平臺(tái)，條件限制時(shí)可改設(shè)升降梯。④欄桿應(yīng)考慮到各類人群的需求，設(shè)置雙層扶手，且在欄桿起點(diǎn)水平段安裝盲文標(biāo)志牌。

(8)標(biāo)志標(biāo)牌設(shè)計(jì)，天橋完成時(shí)需設(shè)置必要的標(biāo)志標(biāo)牌，給予提示作用。標(biāo)志標(biāo)牌主要分為2類：①滿足橋下車輛使用，如限高標(biāo)牌等；②滿足橋上行人使用，如禁止騎行標(biāo)牌、輪椅通行坡道標(biāo)牌等。

3 結(jié)論

天橋在城市建設(shè)中雖然是一個(gè)體量很小的建筑，但又有其特殊性，如若設(shè)計(jì)不當(dāng)，不僅會(huì)破壞橋址處周圍景觀環(huán)境，還可能會(huì)產(chǎn)生安全事故。“麻雀雖小，五臟俱全”，因此設(shè)計(jì)單位應(yīng)重視天橋的設(shè)計(jì)工作。在具體工作中需要特別注意如下幾點(diǎn)：

(1)天橋安全是設(shè)計(jì)的首要原則；(2)合理的選址及天橋的適用性；(3)天橋造型、色彩與周邊建筑的協(xié)調(diào)性；(4)重視附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(5)考慮天橋建成后的使用舒適性。