緊湊空間城市人行連廊設(shè)計

郭宏偉

[悉地（蘇州）勘察設(shè)計顧問有限公司，江蘇 蘇州 215000]

0 引言

隨著城市空間日益緊張，人行連廊可在很大程度上緩解城市地面空間不足引起的一系列交通矛盾，把傳統(tǒng)的二維平面交通模式轉(zhuǎn)換為三維立體式交通[1]，靈活串聯(lián)了周邊區(qū)域斷點，是實現(xiàn)城市立體化發(fā)展不可或缺的一部分。

蘇州獅山會議中心蘇州高新區(qū)獅山公園東北側(cè)，鄰接金山路、長江路。東西向發(fā)展主軸將獅山轉(zhuǎn)換為城市核心的中央公園。目前，高新區(qū)將致力于把該區(qū)域打造成具有獨特魅力的山水生態(tài)之園、具有時尚氣質(zhì)的宜居創(chuàng)業(yè)和諧之區(qū)、具有活力創(chuàng)新元素的集聚之城，建設(shè)成為蘇州創(chuàng)新高地、蘇州商業(yè)商務(wù)中心、蘇州城市生態(tài)綠肺。

項目周邊建筑造型現(xiàn)代大氣，體現(xiàn)了高品質(zhì)、大尺度的標(biāo)志性公共建筑形象。但建筑之間的城市公共環(huán)境尚缺少人性化的空間尺度、便捷易達的步行連接與舒適愉悅的環(huán)境品質(zhì)。根據(jù)會議中心運營情況，為了充分利用城市配套資源，提升會議中心使用品質(zhì)，需打造以步行為脈絡(luò)、以公共空間為骨架結(jié)合而成的特色活力街區(qū)。通過建設(shè)人行連廊串聯(lián)周邊區(qū)域節(jié)點，不僅保障了人們的出行安全，也進一步提高了空間資源的利用率。

1 工程概況

獅山會議中心人行連廊南起日航酒店（二層），北至獅山國際會議中心（二層）。步行橋主體位于長江路東側(cè)綠化帶內(nèi)，總長度約350 m，橋面寬度有5.8 m、7.9 m、12.65 m、15.4 m，最高高度10.8 m（二層室內(nèi)凈高3.9 m），跨金山路及長江路處車輛通行凈高大于4.5 m。

步行橋二層為封閉式，在南端及金山路和長江路交叉口局部放大設(shè)置觀景平臺，底層架空區(qū)結(jié)合綠化帶設(shè)置線性綠化公園，人行連廊總體鳥瞰圖如圖1所示。

圖1 獅山會議中心人行連廊鳥瞰圖

2 連廊總體設(shè)計

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）橋梁性質(zhì)：人行橋。

（2）設(shè)計使用年限：50 a。

（3）環(huán)境類別：Ⅰ-c 類。

（4）設(shè)計基準(zhǔn)期：橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期為100 a。

（5）設(shè)計安全等級：一級。

（6）荷載等級：人群荷載按照《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（2019 年版）[2]取用。

（7）抗震標(biāo)準(zhǔn)：地震基本烈度7 度，地震動加速度峰值為0.1g，抗震構(gòu)造措施按8 度設(shè)防。

（8）橋下凈空：車行道不小于4.5 m；人非通道不小于2.5 m。

2.2 總體方案

蘇州獅山會議中心人行連廊主體結(jié)構(gòu)工程分為三部分：

（1）跨長江路桁架：2.6 m+28.5 m+45.1 m+2.9 m=79.1 m。

（2）沿長江路桁架：4.8 m +7.5 m +6×19.2 m +14.4 m +19.2 m +9.6 m +4.8 m =175.5 m。

（3）跨金山路桁架：4.8 m+4.8 m+33.6 m+4.8 m=48 m。

人行連廊平面布置如圖2 所示。

圖2 人行連廊平面布置

人行連廊內(nèi)完成面距地6 m 高，總長約350 m。通道內(nèi)部凈高3.8 m，寬4.5 m，如圖3 所示。本項目共設(shè)5 部室外疏散樓梯，其中金山路南北兩側(cè)樓梯兼行人過街功能。靠長江路側(cè)共設(shè)2 處觀景平臺，供行人駐足眺望。消防、空調(diào)等主系統(tǒng)從獅山會議中心引入。日航酒店改造后銜接部位，借用一處疏散樓梯。本連廊為長江路東側(cè)空中人行連廊（部分橫跨長江路）。獅山會議中心、日航酒店為已建建筑，與連廊主體之間進行改造連通。

圖3 人行連廊內(nèi)部斷面

主體結(jié)構(gòu)采用鋼桁架形式，二層采用玻璃幕墻，鋼桁架結(jié)構(gòu)布置如圖4 所示。會議中心側(cè)橋墩位于地下結(jié)構(gòu)頂板上，采用淺基礎(chǔ)（地下結(jié)構(gòu)加固處理）。日航酒店側(cè)桁架結(jié)構(gòu)位于軌道3 號線5 號口上方，立柱需結(jié)合軌道出入口改造同步實施，立柱與軌道站點立柱采用螺栓連接，靠近日航酒店側(cè)立柱采用Y 字形橋墩，基礎(chǔ)采用地梁作用在立柱上方，其余橋墩采用柱式墩，鉆孔樁基礎(chǔ)。全橋沿長江路共設(shè)置2個轉(zhuǎn)角踏步，會議中心側(cè)設(shè)置1 個踏步, 金山路兩側(cè)各設(shè)置1 個踏步。

圖4 人行連廊桁架結(jié)構(gòu)布置（單位：cm）

3 幕墻方案設(shè)計

3.1 豎明橫隱玻璃幕墻

本人行連廊工程貫穿長江路及金山路并鄰近學(xué)校，對玻璃的安全尤為重點，故選取6 彩釉+1.52pvb+6（Low-E）+12A+8 鋼化夾膠中空玻璃，距地面1.2 m采用6 彩釉+1.52pvb+6（Low-E）+12A+6+1.52pvb+6鋼化夾膠中空玻璃兼作防護欄板，滿足建筑方案達到簡潔要求。鋁合金立桿截面為80 mm×150 mm，鋁合金橫桿截面為80 mm×90 mm，看面為80 mm，材質(zhì)為6063-T6。

幕墻立桿與鋼梁的連接鋼件采用10 mm 厚、300 mm 寬連接鋼板、勁板，120 mm×60 mm×5 mm厚熱浸鍍鋅鋼方管與H 型鋼同時在鋼構(gòu)車間一并加工制作完成，減少現(xiàn)場動火工作，滿足安全要求。幕墻完成效果如圖5 所示。

圖5 連廊幕墻效果圖

3.2 鋁板屋面

本連廓頂為人字形屋面，設(shè)計需滿足節(jié)能及防雨雪水等功能要求。整體采用人字形120 mm×60 mm×5 mm 厚熱浸鍍鋅鋼方管加工成品后焊接于H 型主鋼梁，下方L50 mm×5 mm 熱浸鍍鋅角鋼焊件于120 mm×60 mm 鋼方管。鋪設(shè)1.5 mm 厚瓦楞彩鋼板，將上方熱浸鍍鋅角鋼焊于120 mm×60 mm 鋼方管，80 mm 厚保溫層巖棉A 級（雙層40 mm 錯縫鋪設(shè)）于瓦楞彩鋼板上，固定第二道防水鍍鋅鋼板，最后安裝3 mm 厚鋁單板背30 mm 厚保溫巖棉單面鋁箔，打膠完成第一道防水。

排水溝采用2 mm 厚不銹鋼板，為防止雨水管堵塞，天溝上方設(shè)不銹鋼網(wǎng)篩，屋面完成效果如圖6 所示。

圖6 鋁板屋面效果圖

4 鋼桁架結(jié)構(gòu)受力分析

4.1 桁架結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算

縱向計算采用空間有限元理論，利用Midas Civil 建立空間桁架模型，桁架主體結(jié)構(gòu)計算參數(shù)如下：

（1）結(jié)構(gòu)自重：主橋鋼結(jié)構(gòu)按照實際鋼結(jié)構(gòu)用量考慮。

（2）活載等級：人群荷載按照4.5 kN/m2。

（3）二期鋪裝荷載取4.25 kN/m2，幕墻荷載取1.5 kN/m2，頂部裝修荷載為0.2 kN/m2，底部裝修荷載取0.2 kN/m2，雪荷載取0.2 kN/m2。

（4）風(fēng)荷載：按照《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范》[3]，計算桁架縱橫向風(fēng)荷載。

（5）結(jié)構(gòu)整體升降溫：體系升溫35℃，體系降溫30℃。

考慮各種工況最不利組合情況，主體結(jié)構(gòu)桁架基本組合應(yīng)力如圖7 所示。跨長江路桁架最大組合應(yīng)力169.7 MPa，跨金山路桁架最大組合應(yīng)力183.5 MPa，沿長江路桁架最大組合應(yīng)力152.1 MPa。根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》（JTG D64—2015），Q345 鋼板容許應(yīng)力為270 MPa，滿足要求。

圖7 主體結(jié)構(gòu)桁架基本組合應(yīng)力

4.2 桁架結(jié)構(gòu)撓度計算

各節(jié)段桁架活載作用下，豎向位移如圖8 所示。跨長江路桁架最大豎向位移8.5 mm，跨金山路桁架最大豎向位移5.2 mm，沿長江路桁架最大豎向位移5.89 mm，撓度變形小于1/500，結(jié)構(gòu)剛度滿足要求。

圖8 主體結(jié)構(gòu)桁架活載作用下豎向位移

4.3 桁架結(jié)構(gòu)自振計算

結(jié)構(gòu)自振特性計算采用子空間迭代法，考慮結(jié)構(gòu)自重、二期鋪裝、幕墻、頂?shù)撞垦b修荷載的影響。由于本設(shè)計人行連廊桁架高度較高，豎向剛度大，橫向剛度小，前幾階振型為水平橫向及順橋向振動。由于人行連廊激振來源主要為豎向行人荷載，故僅考慮豎向振型，計算的結(jié)構(gòu)振型如圖9 所示。從中可以看出，各節(jié)段桁架結(jié)構(gòu)自振頻率最小為3.43 Hz，滿足《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》[4]要求的3.0 Hz。

圖9 主體結(jié)構(gòu)桁架自振頻率

5 結(jié)語

隨著緊湊城市立體化的不斷發(fā)展與完善，城市人行連廊已成為城市步行系統(tǒng)的重要組成部分。本文對蘇州高新區(qū)獅山會議中心人行連廊總體設(shè)計方案、幕墻設(shè)計方案進行了論述，并對鋼桁架結(jié)構(gòu)受力進行了分析計算，得到以下主要結(jié)論：

（1）城市人行連廊可在很大程度上緩解緊湊城市地面空間不足的情況，不僅保障了人們的出行安全，還進一步提高了空間資源的利用率。

（2）主體鋼桁架最大組合應(yīng)力183.5 MPa，最大豎向撓度8.5 mm，自振頻率最小為3.43 Hz，人行連廊鋼桁架結(jié)構(gòu)強度、撓度及自振頻率滿足規(guī)范的各項要求，確保了整體結(jié)構(gòu)的合理、安全。