浅谈重庆西站关键建筑技术方案
2021-03-19周彦华
铁路十三五期间,建设了一大批特大型省会旅客车站,形成了其特有的建筑风貌和功能要求。重庆西站作为西南地区特大型旅客车站的代表,从建设之初就对其关健技术方案进行了多次研究、反复推敲,最终形成了可行的实施方案。文章对屋面排水系统、清水混凝土无站台柱雨棚、主站房外立面幕墙等主要技术方案进行分析论述,不仅是对工程建设的一个总结,同时也为同类旅客车站建设提供参考。
高铁车站; 关键技术方案; 设计; 施工
U291.6 A
[定稿日期]2021-08-02
[作者简介]周彦华(1983~),男,硕士,高级工程师,长期从事铁路房屋建筑技术研究工作。
高铁车站誉作城市的门户,也是铁路为城市服务的窗口,更有着自身的文化传承。我国铁路客站建设将近20年的长足发展和进步,已经走向了建设与创造的繁荣期。
重庆作为我国西南地区正在崛起的中心城市,铁路客站建设之重要不言而喻。作为中国新兴直辖市的特大型高铁车站, 重庆西站在其建设之初就以城市的“时代新地标”、“交通新形象”而被高度定位,成为万众瞩目的焦点。
1 项目概况
重庆西站以“两江汇聚,涌立潮头”为主题设计创意,站场规模31台面33线,站房总建筑面积约为12×104 m2,站台雨棚面积约为9×104 m2。站房进深约为420 m,其中东侧站房进深为64 m,高架候车部分为386 m。站房东侧主立面面宽约为300 m,高架候车部分宽度为150 m。总高度38.4 m,高架候车大厅最大净高近25 m(图1)。
2 关键工程技术方案
重庆西站站房与目前国内其他特大型站房一样,具有结构复杂、体态庞大的特点。其中屋面防水体系、清水混凝土雨棚、站房外立面幕墙是控制整个站房建造的关键问题。该站室内装饰工程作业面较多、有空间大、收口多、末端多且构造复杂,正对每个关键部位都进行了详细的装修技术分析。
2.1 屋面防水体系
站房主体建筑东西长度为420.75 m,南北宽度为175 m,候车大厅为形成高空间、大跨度的宽敞效果,采用了钢桁架+铝镁锰板直立锁边金属屋面的屋盖系统。铝镁锰板直立锁边金属屋面施工面积为68 549 m2,站房金属屋面布局考虑了金属屋面施工工艺的可操作性,并按常规的方式,将南北走向的金属屋面板用天沟进行分割,分为三个大区。金属屋面天沟防渗水问题一直以来困扰着客站建设,也是每年风雨季让建设单位、营运部门以及各位参建单位尤为担忧。通过精确计算雨水量、天沟的分布长度、宽度与深度,认真分析重力排水与虹吸排水的优劣,仔细研究溢流孔的位置和布设数量,最终形成了重庆西站屋面设计方案。尽管如此,依然存在施工中和后续运维中可能产生的雨水渗漏和倒灌的可能。针对这一难题,经过多次专家论证,提出了可以两块板通过屋脊的构造方式或采用三块金属屋面板构造搭接的方式(图2)。根据站房的既有条件、形态关系进行设计方案的深入和完善,充分考虑并计算了超长金属屋面板的线性膨胀条件,采取预释放应力的滑移措施,改天沟为防水构造搭接,将两条天沟分移至南北两侧的站房外侧挑檐上,并在搭接上板面位置设置检修马道,结合金属屋面的防风掀问题,形成一体化解决方案。同时对屋面的长天窗防水和其他穿屋面的部件的节点防水构造工艺,进行仔细的设计和防水风险评估,最终实现了高架候车厅净宽度154 m不设站房内天沟的屋面做法,重庆西站投入营运以来经受住了多次雨季的考验。
2.2 清水混凝土无站台柱雨棚
我国大型铁路客站的站台雨棚均采用大跨度、钢结构形式,并以适当的装修增色空间环境,却也因为构造零部件较多以及钢结构本身的耐腐性,这在一定程度上增加了行车的安全风险。因此,从安全性出发,方便车站管理的后期运营维护,站台大跨混凝土雨棚应运而生,意在设计创建一个集安全、美观、耐久、免维护于一体的站台候车空间。重庆西站是目前全路第一个实施的清水混凝土雨棚。轻微处理表达建筑细部丰满建筑空间感官,是重庆西站尝试清水混凝土无站台柱雨棚设计建造、推陈出新的三项要点。清水混凝土雨棚的建造工程并不是一帆风顺的,单从原料配比一项,在达到规范强度标准前提下,选择了各种粒径的石子、各类砂子和外加剂的配方,近300个水泥块式样,以平衡强度达标、和易性适度以及表面的色差。随之而来的模板试样又是几经反复,木模板容易造型却刚度不足,钢模板强度高但脱模时表面水泡印和锈渍让设计方无法接受,再加之没有合适的脱模剂,始终无法满意。同时11 m高的混凝土柱身整体浇捣过程,在混凝土的塌落度、离析度上,也是问题频频,打了十几个柱子试样统统报废。通过技术设计的调整、坚持不解的追求,连绵的雨棚终于落成,精巧而简约的结构形式,细腻而利落的建筑风格合二而一、一气呵成,没有几分多余和造作,一改想象中混凝土的粗糙和笨拙。雨棚特别配置了定制设计灯具和暗藏Y型双向落水管,完整展现了建筑、结构、机电设备一体化设计施工的共融之美。更重要的是清水混凝土雨棚建成之際,就获得了车站管理方的高度认可,坚固、耐久、免维护的优势充分保障了日后列车的安全营运(图3)。
2.3 主站房外立面幕墙
重庆西站房主立面向外弧出而通透的玻璃幕墙与上部內倾、半透明的阳光板幕墙交相辉映,正是重庆两江交融、汇聚的地理特征的写照,并隐喻传统文化与当代思想碰撞,更是力与美的建筑艺术表达,从而彰显重庆在新时期的建设发展中所体现人民意志和城市精神。重庆西站主立面造型简洁但建造工艺复杂,难度颇高。经历了多次严格的方案筛选,最终确定实施方案,并全面落实到施工图纸和三维模型上。幕墙采用插挂式铝板系统,其优势是:双层铝板体系,外立面铝板开缝不打胶,缝宽10 mm,造型效果挺拔、精细,内层防水、保温,内外层之间暗敷设排水沟,使大量雨水有组织排放而避免表面板积水、挂渍,有效保证了立面的外装饰效果又能同时满足建筑外围护结构的功能。 实施工程中,当屋面钢结构施工卸载完成,施工单位即刻进行全面复测,以精确调整设计图纸与现场的尺寸误差。将实测数据录入,运用BIM技术,通过3D可视化设计矫正数据,协调解决隐蔽部、复杂点的施工措施,并在虚拟模型空间上模拟施工,优化工艺工法,选取最佳施工程序和步骤。主立面造型的弧形玻璃幕墙施工中,由于无法采用大型机械吊装沉重的玻璃,施工方案制定因地制宜,运用传统的小车+简易机械吊车工法,现场在钢结构上安装电工葫芦起重机并自制安装玻璃小车车进行施工作业,方便、灵活、高效,加快了施工进程,也减免了损耗,且经济适用。这种方法,大大简化了施工作业,致使弧面玻璃幕墙整体施工过程没有一片玻璃损耗(图4)。
3 结束语
重庆西站项目建设的实践,有效树立了参建团队对高质量建造思想的认知和对提高建设品质的信念以及职业素养的进步,进而激发实施管理人员主动思考意识,以保障车站工程建设质量。最终重庆西站成为了近年特大旅客车站中的经典,并荣获了建筑工程鲁班奖。它的建设经验值得学习,建设理念具有强烈的先进性与极大的参考价值。
参考文献
[1] 郑健.铁路旅客车站细部设计[M].北京:人民交通出版社,2010:13-20.
2073501186200