林文泉

(中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处，武汉 430063)

1 工程概况

昆明市轨道交通首期工程由线网规划中的2号线一期工程和1号线一期工程和二期工程组成，初、近期贯通运营，远期回归线网。线路主要经过盘龙区、官渡区和呈贡新区。轨道交通2号线起自盘龙区北部汽车客运站，之后沿沣源路北侧高架西行，在龙头村站站后向南拐进北京路延长线，在羊肠村站站前进入地下，然后线路沿北京路延长线、北京路向南，在环城南路站站后通过单渡线进入轨道交通1号线，之后线路从昆明火车站东侧斜穿铁路及南二环，沿着春城路向南，穿过巫家坝机场后沿规划春城路延长线至晓东村附近，右拐进彩云路后转为路中高架，于五腊村站站前拐至路侧高架布置，此后一直向南，跨昆玉高速后转为地下，穿过呈黄立交后进入彩云南路路中布置，沿彩云南路南行，再西拐沿龙潭街路中布置至终点广电大学站。

昆明市轨道交通首期工程线路平面见图1。

图1 昆明市轨道交通首期工程线路平面

首期工程高架部分分为2段，第一段属于2号线，主要敷设于汽车北站站到羊肠村站区间，长度约为1.7 km;第二段属于1号线，主要敷设于晓东村站到呈贡北站区间，长度约为10.1 km。

2 高架桥对城市景观的影响因素［1～6］

2.1 高架桥对周边自然景观的影响

高架桥沿线有大型商业区及规划的大型住宅区，其景观特征以精致秀丽为主。高架桥梁形体粗壮有力、尺度庞大，具有人工构造物的结构美和粗旷美。两者之间在尺度、质感和色彩等方面都有较大差异，难以协调。高架线路在这些地方出现，使得原有的景观空间变得更加拥挤。

2.2 高架桥对视觉产生的影响

高架桥梁主要是以水平线条的桥梁和垂直线条的桥墩组成。水平方向的桥梁连续贯通，与人在车辆行走中眼睛的移动相顺应，具有运动、延伸、增长的意味，有助于视觉环境的简单化;垂直方向的桥墩挺拔粗壮，以一定的间隔连续排列，使人产生崇高、紧张、积极的感受。此外，粗壮的桥墩特有的垂直线条与人惯常的视线移动方向不一致，会对视线起到一定的阻隔作用。

2.3 高架桥尺度协调性影响

高架桥梁的体量大、距离长，是城市中无与伦比的人工构筑物，具有特殊的意象价值，这些特点令其成为城市空间中的主体。周边的建筑物与之相比，在尺度和体量上，都有相当大的差异，如凯文林奇所指出的:一个巨大的标志物会使它所在的地区的其他建筑物相形见拙，失去尺度。同时，高架线路将会带来经济集中效应，使各种住宅和商业建筑沿着线路两侧分布，在用地面积有限的条件下，必然在建筑物的高度和体量上有一定的突破，从而对城市的尺度带来影响。

3 高架桥梁跨及桥墩方案比选

3.1 高架桥基本方案

大型人工构筑物，会对景观产生一定的负面影响。这需要在景观设计中，结合自然环境和已有的人工环境来进行综合考虑，使主体融入城市环境，成为具有自身特色的景观空间。为此设计4种相互协调的墩、梁外形方案，以期达到最佳景观效应。根据以上设计理念，提出了油纸伞方案、山茶花方案、绿芽方案以及几何方案，各方案如下。

3.1.1 油纸伞方案

油纸伞方案以一把撑开的油纸伞的形态作为设计元素，整体造型犹如一把撑开的伞，如图2所示，在该方案中桥墩的顶部进行镂空处理，减小整体造型的体量感，整体外形端庄又饱含轻盈之美。

图2 油纸伞方案

3.1.2 山茶花方案

山茶花方案以昆明市市花山茶花的形态作为设计元素，整体造型犹如一朵盛开的山茶花，桥跨及桥墩立面如图3所示，桥墩圆的柔美、顺畅与弧形的箱梁相结合，产生和谐之美。

3.1.3 绿芽方案

图3 山茶花方案

绿芽方案以茁壮成长的绿芽作为创作元素，在设计中经过精简、提炼，总结出更为流畅的形体比例构造，整体造型透着现代生活的和谐美，结构构思及方案如图4所示。

图4 绿芽方案

3.1.4 几何方案

几何方案由基本几何元素构建而成，桥梁及桥墩坚实刚正，相互协调，相互映衬，显得亲切得体，其中菱形桥墩，体现出力度感，给人以强烈的挺拔之势，方案如图5所示。

图5 几何方案

3.2 高架桥方案的确定

4种方案设计后，通过网络、报纸等媒体向社会公示，征求市民意见，最终以山茶花方案得票最高，选定为昆明市轨道交通首期工程高架桥梁的标准墩、梁外形方案，建成后高架桥如图6所示。

图6 山茶花方案实景

4 经济技术分析

4.1 桥墩经济技术比较

为对所选取的山茶花方案桥墩进行经济技术分析，选用国内其他城市10 m墩高的双线墩设计指标进行对比，计算结果如表1所示。从表1可知，昆明高架桥桥墩含筋率较高。其原因:一方面在于昆明的水平地震基本加速度为0.20g，较其他城市都高［6］，桥墩设计时，地震工况控制结构的配筋;另一方面是为了使设计的墩梁外形协调且满足受力要求，设计时以加大配筋的方式而不是常规的加大截面尺寸的方式来满足结构受力要求。表1的桥墩造价参照昆明市2010年9月的市场信息价来计算，从表中数据可见昆明的桥墩设计是经济节约的。

表1 双线墩设计指标分析

4.2 箱梁经济技术比较

为了评价所选取山茶花方案梁跨技术经济指标，选取国内6座城市30 m跨的简支箱梁的相关设计指标做对比分析。表2给出6座城市高架桥的经济技术指标，各城市均采用B型车。从表2可以看出，昆明的箱梁造价最高。

表2 箱梁设计指标分析

图7为昆明双线箱梁和具有代表性的武汉双线典型箱梁截面，其中山茶花方案中阴影部分占总截面的9%，但是该部分对于结构的受力是个负担。其他城市的箱梁均设计为类似武汉双线梁截面的斜腹板形式，结构没有多余的负担。从横框计算来考虑，该混凝土块导致顶板横向钢筋直径增大，因此昆明的梁部含筋率最高。为判断昆明双线梁设计指标的经济合理性，将图7(a)中的阴影部分去掉，则其相关设计指标如表2的最后一行。从表中数据显示，去掉阴影部分后，昆明的箱梁每平方的造价接近于全国6个城市的平均造价。由此可见，昆明的箱梁设计在满足景观的前提下，是经济节约并可以接受的。

图7 双线梁截面

5 结论

本文根据昆明市轨道交通首期工程高架区间墩、梁外形方案比选的过程，结合国内其他城市的设计成果，对所选用的山茶花墩梁外形方案进行了经济技术分析，主要成果及结论如下所述。

(1)给出了高架桥对城市景观的影响因素，城市轨道交通高架桥作为城市的一道特殊的风景线，应做到与城市的人文景观相融合、相协调。

(2)结合昆明市城市特色，提出了适合昆明市城市特色的4种高架桥梁设计方案，并通过网络、报纸等媒体向社会公示，最终确定了山茶花方案。

(3)山茶花方案桥墩技术经济分析表明，双线墩的设计是经济节约的;对箱梁的技术分析表明，昆明双线梁造价略高于其他城市同类型梁跨，但在不考虑景观要求下，该方案技术经济指标可达到其他城市平均水平。

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