天津站接触网景观设计研究

范海江,罗 健,赵红玉

(铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300251)

1 概述

天津站位于天津海河之畔,是天津交通对外的重要窗口,是中国两大铁路动脉京沪和京山铁路的交汇点,在天津对外交通联系中占有重要位置。天津站集高速铁路、城际铁路、普速铁路、城市轨道交通、长途客运、公交汽车、客运出租为一体的大型综合交通枢纽,实现旅客的“零换乘”和各种交通方式“无缝衔接”,为推进京津一体化进程发挥更加重要的作用。

天津站车场布置自北向南依次为城际车场、高速车场、普速车场,其中城际车场为4台7线,高速车场为3台6线,普速为3台5线,城际北站房、高架候车室、地下进站大厅、东西旅客地道、无站台柱雨棚等总建筑面积20万m2,无站台柱雨棚覆盖全部站台。

天津站也是京津城际铁路、津秦铁路客运专线、天津地下直径线的终点站。天津站与京津城际铁路的修建,拉近了京津时空距离,京津两地间实现30 min到达,对于满足城际客流对时间、速度和舒适度的要求,加强两城市间的客货交流及产业技术合作,促进滨海新区的开发开放,带动环渤海经济圈协调发展,不断改善人民的物质文化生活水平、促进城市群间优势互补,实现区域经济可持续发展和全面建设小康社会战略目标具有重要的意义。

天津站不仅有效地缓解了天津地区交通拥挤状况,而且对推动天津滨海新区开发和环渤海区域经济发展具有重大意义。在以往的铁路电气化工程接触网设计中,一般以满足系统功能需求为主,美观性或景观效果考虑较少。

随着技术和社会经济的发展,接触网设计在保证系统功能需求的前提下,越来越注重接触网支持结构与周边环境的协调,尤其是在大城市、旅游景点和有特殊要求的城市,接触网设计又增添了一项必要因素,设计的景观化。

2 大型客站接触网悬挂设计的重要性

在我国越来越多的大型客站采用无站台柱雨棚设计,大型客站的建成,将使之成为城市的地标性建筑。接触网通过其支持结构悬挂在铁路上方,对整个雨棚结构造型不会造成直接影响,但由于支持装置顺线路间距50～60 m,对通透、明亮、整洁的雨棚内景观有不利影响。在城市现代化建设进程中,人们对于环境的协调统一要求在不断提高,接触网与环境景观的协调性必不可少。

铁路车站站房建设要以人为本,综合体现功能性、系统性、先进性、文化性、经济性的设计原则,成就一批不朽的铁路客站建筑精品。接触网作为车站建筑结构不可分割的组成部分,从其接触网系统的轻型化、局部屏蔽化、与雨棚结构一体化等方面着手改善,对景观效果的影响有现实意义。

大型客站接触网悬挂设计方案,直接影响车站整体效果,既要满足功能性、实用性,又要满足安全性、可维护性,并兼顾景观性。

3 大型客站接触网悬挂设计原则

(1)站台上不应设立接触网支柱[1]；

(2)尽量减少支柱数量,加大跨距,充分利用无柱雨棚、高架候车室等设施悬挂接触网[2]；

(3)优先考虑与雨棚、高架候车室等设施合建,不能合建时尽量采用线间立杆；

(4)与无柱雨棚、高架候车室合建,优先考虑由土建专业预留接口,接口简单、可行；

(5)尽量采用腕臂结构形式独立悬挂,无柱雨棚净空较高、跨度较大时可考虑软横式结构；

(6)支柱结构形式与站房的协调性统一；

(7)各类支柱高度差别应尽量一致；

(8)支柱断面尺寸应尽量做小,与站房尺寸匹配；

(9)接触悬挂方式尽量简洁[4-5]。

4 天津站接触网悬挂形式比选

天津站无站台柱雨棚为张弦结构,雨棚柱立于股道之间,张弦结构的弦上不能安装吊柱等设施。结合雨棚形式,接触网可采用的悬挂方案有线间立腕臂柱悬挂方案和软横跨悬挂方案。

(1)无柱雨棚处接触网线间立柱方案

在没有雨棚柱的股道间立腕臂柱,腕臂柱两侧悬挂,同时利用雨棚柱两侧安装腕臂支持装置。线间立腕臂柱后侧面限界为2.55 m(线间距为5.4 m,支柱宽按0.3 m考虑)。本方案结构形式较为简单,每股道接触网采用腕臂支持结构悬挂,系统相对独立且稳定性较好。

站内普速车场和城际车场由不同相供电,线间单根腕臂柱两侧悬挂满足不同相带电体间的绝缘距离较为困难,需采用2根腕臂柱单侧悬挂,腕臂柱错开5 m布置。

(2)无柱雨棚处接触网软横跨悬挂方案

两相邻雨棚柱间安装横承力索及上、下部定位绳,形成软横跨结构悬挂承力索和接触线。本方案站台及轨道上方线索较多,雨棚本身张弦结构下侧也存在线索,且根据结构专业要求,横承力索不能用雨棚下侧的线索代替。本方案结构相对于线间立柱方案较为复杂、繁琐。根据接触网导高5.3 m,推算出下部定位绳距站台面高度为4.45 m,且每个站台上方都有下部定位绳,对站台行人存在较大的安全隐患。

经过比选、论证,最终采用线间立腕臂柱方案。

(3)高架候车室下方接触网悬挂形式

天津站高架候车室支撑梁最低高度为6.75 m,接触网采用腕臂支持结构形式。在有高架候车室支柱的地方,腕臂安装在高架候车室支柱上；否则在高架候车室梁底后植锚栓安装吊柱,通过腕臂支持装置悬挂承力索和接触线。

此时,京津城际车场和津秦客专车场接触线悬挂点高度为5.3 m,结构高度为1.1 m,绝缘间隙为0.35 m；普速车场接触线悬挂点高度为5.8 m,结构高度为0.6 m,绝缘间隙为0.35 m[5]。

5 天津站接触网景观设计主要方案

(1)车站接触网平面布置及其支持装置形式[6-7]

①雨棚覆盖区域

采用最大计算跨距,尽量采用腕臂柱,咽喉区线间距不够时采用轻型硬横梁式软横跨形式,并采用上、下部定位绳形式,系统稳定性好,且美观。

②雨棚未覆盖区域

高架站房区段：利用高架站房柱加全腕臂支持装置悬挂接触网。

非高架站房区段：间隔利用线间雨棚柱,采用65 m跨距,合建全腕臂支持装置悬挂接触网。无线间雨棚柱,增设圆钢管型钢柱,与圆管雨棚柱在同一个垂直线路横断面上[2]。

③接触网下锚

站台及附近区域避免设置拉线,采用不打线下锚柱；避免设置坠砣,采用恒张力弹簧补偿装置。

④附加导线

为减少架空线索对车站景观的影响,回流线、正馈线采用电缆通过站台,挂设在站台墙上。

⑤供电线平面布置

供电线上网采用电缆,避免与地面层区域规划冲突,影响车站广场效果。

(3)接触网悬挂

雨棚范围内支柱、预埋件等在不影响受力和绝缘的前提下可以涂以与雨棚柱相同的颜色,减少颜色差别。旅客可视范围内腕臂绝缘子的颜色采用灰色,与建筑结构景观协调。无论是腕臂柱,还是雨棚柱、吊柱,尽可能采用两侧悬挂,对称和谐。圆管型钢柱采用尽可能小的截面,保证视觉通透[3-4]。

6 结论

(1)通过对天津接触网景观进行的设计,初步探索出关于景观设计的重点,在满足接触网系统功能要求的同时,也达到了景观设计的效果。

(2)进行接触网景观设计时,应考虑与所处周边环境的协调统一,对接触网支持结构形式、平面布置等进行优化设计,并进行必要的技术经济比较。

(3)天津站接触网系统采用了钢管支柱、钢管硬横跨、恒张力弹簧补偿器和无拉线下锚双支柱等方案,实施效果较好。

接触网系统景观设计是近几年来各方关注较多的课题,需要在借鉴以往设计的基础上,逐步完善设计,以达到预期效果[9-10]。

[1] 曾钦源.接触网景观评估体系的建立[J].科技创业,2009(6).

[2] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社,2003.

[3] 中华人民共和国铁道部.铁路动车组设备设计暂行规定[S].北京：中国铁道出版社,2006.

[4] 中华人民共和国铁道部.铁路客运专线技术管理办法[S].北京：中国铁道出版社,2006.

[5] 中华人民共和国铁道部.高速铁路设计规范(试行)[S].北京：中国铁道出版社,2010.

[6] 王亚丽,黄小钢.高速铁路动车组检查库设计研究[J].交通科技,2008(3).

[7] 王亚丽,周智勇.客运专线动车组存车线数量的计算[J].铁道勘测与设计,2005(1).

[8] 中华人民共和国铁道部.铁路电力牵引供电设计规范[S] .北京：中国铁道出版社,2005.

[9] 孟祥奎,刘峰涛.京津城际铁路北京南站接触网景观设计[J].铁道工程学报,2010(4).

[10] 沈双强.广州南站接触网景观设计浅析[J].铁道勘察,2010(2).