城市人行天橋精細化設計的關鍵問題研究

閆文華

[同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海市 200092]

0 引言

在城市道路設計中，除了對城市路網(wǎng)中快速路、主干道、次干道等縱向交通進行詳細流量分析和合理梳理及設計外，還應重點考慮行人過街引起的橫向交通問題。在路段中間局部人流量較大的地方，僅采用控制交通信號燈來疏導和管理車流及人流的設計模式，去解決由行人過街與縱向車流平面交叉引起的交通沖突，還具有一定的局限性。人車互相搶道、堵車等問題，不僅影響過往行人的安全性，也會影響駕駛員的行車舒適性。

過街天橋可以使橫向過路的行人和主路上的車輛實現(xiàn)完全分離，保證交通的通暢和行人的安全。

本文基于某四線城市近些年來設計的28 座人行天橋，結合設計經(jīng)驗，對人行天橋精細化設計中的某些關鍵問題進行研究總結。

1 工程概況

某市已建人行天橋的類型包括桁架橋、簡式梁橋、帶上構景觀造型連續(xù)梁橋、拱橋等。上部均采用鋼結構梁，橋墩采用圓鋼柱（方鋼柱）內(nèi)灌注混凝土，基礎采用擴大基礎或者樁基礎。均為“一”字形天橋，所跨道路包括主干路和次干路。

2 人行天橋群設計

城市人行天橋相比于跨江、河、海橋梁，結構簡單、體量小，但其因數(shù)量多、且?guī)в谐鞘薪ㄖ∑沸诳臻g上通過某種內(nèi)在有機聯(lián)系組成城市人行天橋橋梁群，進而對外界產(chǎn)生群體的感官投射影響。因此，在城市整體規(guī)劃設計中，人行天橋群的概念愈發(fā)重要。

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃選址，分批建設天橋

人行天橋在選址前應對交通狀況進行充分調(diào)研，重點選擇人流量較多的區(qū)域。多地點、多方式調(diào)研，再根據(jù)調(diào)研情況進行選址。選址時優(yōu)先考慮學校、醫(yī)院、商場、車站、居民密集住宅區(qū)、重要商圈路口等。根據(jù)資金充裕情況、流量大小、需求程度，分批次先后建造。聽取附近居民建議和意見，不斷進行優(yōu)化調(diào)整。

（2）景觀與城市文化、區(qū)域發(fā)展匹配

城市人行天橋的景觀應與城市文化相匹配，與城市融為一體，避免格格不入。作為從屬景觀建筑結構或者凸顯結構都應思考及比選分析。在景觀設計時依托城市文化，根據(jù)區(qū)域發(fā)展情況分類設計，力求與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。老城區(qū)天橋偏向簡單、樸素、古風，工業(yè)區(qū)天橋偏向工業(yè)、金屬，新區(qū)則偏向簡潔、新穎、時尚、前衛(wèi)等。比如在歐式住宅區(qū)的天橋設計應偏向歐美風，通過調(diào)整顏色、欄桿、橋墩線條等方面實現(xiàn)；工業(yè)區(qū)的天橋設計多用桁架結構；商場天橋多簡潔新穎，梁墩多薄細。除簡潔型無上構造型天橋外，帶造型天橋在同一片區(qū)或同一條路附近時造型應盡量不同。

3 占地優(yōu)化設計

由于市區(qū)土地空間有限，人行天橋原則上在滿足功能的前提下，盡可能少占土地，減少占用管線改遷以及避免兩側街道店鋪門面遮擋。這便要求在空間受限時，總體布置盡可能縮短樓梯的長度，從而要求主梁橋面標高在滿足車輛通行凈空的條件下，到樓梯側時盡量降低。設計時可考慮如下三種方法。

方法一，梁高盡量小，考慮到美觀、施工便捷、快速保通等因素，多采用鋼結構主梁，主梁高度約為跨徑的1/25～1/30。

方法二，設置較大縱坡，在滿足非機動車道和人行道凈空的前提下，通過縱坡主梁與樓梯相接處標高迅速降低。該方法較為常規(guī)。

方法三，主梁在跨越機動車道后，采用1∶2 或者1∶4 的臺階銜接跨越非機動車道，標高迅速降低后，再向兩側布置樓梯（如圖1 所示）。

圖1 非機動車道上方臺階銜接主梁（單位：m）

4 結構避讓管線設計

人行天橋多設置在市區(qū)人流量較大的地方，市區(qū)里地下市政管線較多，設計工作較為復雜。對干擾基礎的市政管線的處理，也是人行天橋設計中最富有創(chuàng)造力的工作之一[1]。原則上與基礎沖突的管線需改遷，但部分主管線改遷的代價較高，難度較大，因此在設計工作中需根據(jù)對規(guī)范的理解靈活合理地避讓現(xiàn)狀管線。

（1）橋位避讓

在進行總體設計時，綜合地形、選址位置和管線平面位置，盡可能地移動橋位避免基礎與管線直接沖突。

（2）橋墩避讓

在橋位確定的前提下，可通過微調(diào)跨徑，即調(diào)整橋墩的位置來有效避開縱向管線。在樓梯處時，也可通過增減平臺長度（大于2 m）后移動橋墩避讓管線。

（3）基礎避讓

原則上基礎與管線之間距離應滿足相關規(guī)范要求，但部分受場地限制需特殊靈活處理。天橋常用基礎有擴大基礎和樁基礎。基礎遇到不可改遷的管線時，在滿足結構安全、反力不大的情況下，可考慮采用降低或抬高基礎標高法、板凳式結構、承臺騎跨法、包裹法、懸臂式結構等，分別如圖2～ 圖6 所示。施工前具體改遷及保護方案需報各參建方及管線權屬單位認可后方可實施。

圖2 基礎降低（單位：mm）

圖3 板凳式結構（單位：mm）

圖4 承臺騎跨式（單位：mm）

圖5 包裹法（單位：mm）

圖6 懸臂式結構（單位：mm）

5 經(jīng)濟指標

經(jīng)濟指標能夠反映橋梁結構設計和工程量的合理性、經(jīng)濟性，也能在項目方案階段對總建安費有合理的估算。本文從已建人行天橋中挑選16 座具有代表性的天橋進行經(jīng)濟指標分析（見表1）。

通過對表1 的分析可知，無上構簡潔型連續(xù)梁橋主梁用鋼指標為0.34～0.38 t/m2；帶上構景觀造型連續(xù)梁大多數(shù)為0.38～0.5 t/m2，具體取決于上構造型的用鋼量；桁架橋用鋼指標為0.33～0.39 t/m2；表1中簡支梁由于景觀造型特殊原因結構受力復雜，用鋼指標較大，為0.73 t/m2。樓梯用鋼指標多為0.26～0.37 t/m2。

表1 主梁和樓梯結構用鋼量指標

天橋擴大基礎鋼筋指標約0.12 t/m3，摩擦樁鋼筋指標約為0.07～0.08 t/m3。

6 人性化設計

城市人行天橋設計時盡量人性化，包括視覺景觀、行走舒適、功能完善、無障礙設計等方面。

（1）樓梯無障礙設計

城市人行天橋樓梯無障礙設計包括垂直電梯、自動扶梯或者1∶12 的坡道樓梯等。

垂直電梯會高出橋面，因此需考慮與總體景觀協(xié)調(diào)的影響。同時還需考慮天橋主梁寬度和高度銜接方面的匹配性。

通常情況下樓梯設計由于場地、管線限制等因素多為折線形，設置扶梯較為困難。因此自動扶梯多設置在直線型樓梯。

發(fā)達城市商業(yè)區(qū)空間土地造價較高，一般多設置電梯或自動扶梯供行人通行。

當空間充足，考慮部分非機動車、輪椅等通行時，多采用設置1∶12 的樓梯坡道。建議在總體設計時主梁各側各設置1∶2 樓梯和1∶12 的坡道，以滿足各類行人的需要。

（2）雨棚或上構包圍型景觀造型

由于人行天橋設置在道路上方大于5 m 高度，暴露在陽光或者雨天中，設置雨棚[2]或上構包圍型景觀造型可遮陽擋雨，夏天避免暴曬，雨天可防止淋濕和避免由于橋面較滑高空中引起的不安全感。雨棚側面鏤空設計，以減少夏天時密閉空間引起的悶熱。

由于天橋總橋長較短，行人在橋上停留時間不多，設置雨棚造成天橋體量較大，增加造價，景觀總體上感覺喧賓奪主，個人認為如非必要則不建議設置雨棚。若天橋設置在學校附近，則可另行考慮。

（3）樓梯橋下方較矮處需設置欄桿

樓梯梯腳處下方銳角區(qū)域空間較小，行人在旁邊行走或者穿越時容易撞到頭部，存在安全隱患，設計時也容易忽略。因此在下方空間較小處設置欄桿圍起來，防止人撞到橋，且貼上警示標志。

（4）橋上欄桿設置雙扶手

主梁和樓梯欄桿扶手根據(jù)無障礙設計做法，還需設置低扶手欄桿，保障小孩和殘疾人正常通行。

（5）樓梯與地面人行道銜接

天橋樓梯前的人行道應與樓梯坡度銜接平順、與臺階高差應不大于一個踏步高度，防止行人不注意絆倒和局部積水。人行道應設置盲道磚引導避開或者銜接天橋。

7 結語

城市人行天橋的建造與城市生活、文化等緊密相關，本文就人行天橋設計工作中的某些關鍵問題，從特定的角度進行剖析和總結，希望能為以后的天橋設計提供更多的思路和參考，使建設出的天橋更安全可靠，經(jīng)濟美觀，居民出行更方便。