匡虹橋，周淑芬，孫亞剛，邢禮榮，王 彬

（1.西安市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西西安 710068；2.西安財(cái)經(jīng)學(xué)院，陜西西安 710100）

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市人口急劇增加，道路交通擁堵的現(xiàn)象在全國(guó)各地廣泛發(fā)生，如何解決這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)成為城市管理者非常棘手的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。在城市必要的路段采用人行天橋的形式，實(shí)現(xiàn)人車分離，可保障行人的安全，減少機(jī)動(dòng)車通行的延誤，有效地緩解交通壓力。

人行天橋有一定的公共屬性，在建設(shè)過(guò)程中其邊界條件較復(fù)雜，因此在其前期論證、規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及施工實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，人行天橋的設(shè)計(jì)是其中非常重要的一環(huán)。本文針對(duì)城市人行天橋設(shè)計(jì)過(guò)程中需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題作幾點(diǎn)闡述。

1 橋位設(shè)計(jì)

人行天橋有比較強(qiáng)的公共服務(wù)功能，因此對(duì)其受眾人群的調(diào)查和研究是橋位設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)。通過(guò)對(duì)人流交通主要流向的調(diào)查與分析，嚴(yán)格控制主人流的繞行距離，兼顧考慮次要人流上下橋的可實(shí)現(xiàn)性，是天橋橋位設(shè)計(jì)的重要原則。甘肅省崇信縣第一中學(xué)生活區(qū)人行天橋工程連接的是崇信一中教學(xué)區(qū)和生活區(qū)，同時(shí)跨越省道304，設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮了兩個(gè)區(qū)域的主人流方向，采用了“Z”字形的平面布置(見(jiàn)圖1)，可解決主人流過(guò)路的問(wèn)題[1]。

主人流方向確定的依據(jù)是人流量的數(shù)值，哪個(gè)方向的人流量大，就是要重點(diǎn)解決的主流向。人流量統(tǒng)計(jì)一般依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)分析預(yù)測(cè)。實(shí)際設(shè)計(jì)中往往采用一些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)，比如某市通過(guò)不同地塊的出行吸引率來(lái)預(yù)測(cè)人流量數(shù)值（見(jiàn)表1）[2]。

圖1 橋位平面圖

表1 某市各地塊吸引率參數(shù)表

當(dāng)然，橋位的選擇還要注意與跨越道路結(jié)合，設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮各相關(guān)道路的規(guī)劃條件，并盡量考慮擬設(shè)橋位處的商業(yè)建筑群、中小學(xué)校等集中式人流的通行，達(dá)到一橋多用的效果。

2 總體設(shè)計(jì)

人行天橋的總體設(shè)計(jì)往往在設(shè)計(jì)中起決定性作用，主要包括以下幾個(gè)方面：主梁設(shè)計(jì)、樓梯梁設(shè)計(jì)、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、天橋系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的銜接設(shè)計(jì)以及施工方案的選擇。

天橋的總體設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合人行天橋現(xiàn)場(chǎng)情況，在滿足使用功能的基礎(chǔ)上，同時(shí)應(yīng)滿足以下條件：

（1）符合步行交通規(guī)劃布局，滿足不同人行過(guò)街通行的不同要求；

（2）符合道路設(shè)計(jì)的車輛通行凈高尺寸以及架空線的安全距離要求；

（3）造型應(yīng)簡(jiǎn)約，與道路景觀規(guī)劃要求和城市環(huán)境景觀要求相協(xié)調(diào)，做到“一橋一景”，升華城市設(shè)計(jì)；

（4）建筑設(shè)計(jì)注重建筑形式與結(jié)構(gòu)力學(xué)美的統(tǒng)一，注重裝飾的簡(jiǎn)潔與構(gòu)造的合理。

2.1 主梁設(shè)計(jì)

天橋的主梁設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜，符合現(xiàn)場(chǎng)情況，同時(shí)應(yīng)施工方便，工期較短，造價(jià)適中。目前天橋主要以梁式結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)為主，從結(jié)構(gòu)上說(shuō)包括焊接拼裝的鋼箱梁和預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。當(dāng)跨徑稍大時(shí)，受主梁梁高控制，常選用鋼箱梁方案；跨度稍小時(shí)，則選用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)。由于鋼結(jié)構(gòu)可采用工廠分段加工，現(xiàn)場(chǎng)焊接拼裝，對(duì)既有交通影響較小，便于施工，結(jié)構(gòu)質(zhì)量相對(duì)好控制，同時(shí)方便對(duì)其進(jìn)行景觀裝飾，因此目前的人行天橋設(shè)計(jì)中大量采用了鋼結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用剛架結(jié)構(gòu)時(shí)，一般多采用斜腿剛構(gòu)。這種體系的梁高比梁式橋稍低，斜腿多采用板式結(jié)構(gòu)，其最大特點(diǎn)就是要保證道路兩側(cè)有較寬的機(jī)非分隔帶供“斜腿”布設(shè)。

2.2 樓梯梁設(shè)計(jì)

連接主梁的梯坡道樓梯梁，通常選用與主梁一致的建筑材料。當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，橋梁寬度較大時(shí)選用抗扭剛度較大的鋼箱梁，較小時(shí)則選用焊接施工方便的雙肋式斷面。施工工法與主梁一致，也是采用工廠分段加工，現(xiàn)場(chǎng)焊接拼裝的施工方式。樓梯梁采用混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，一般采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑，主要原因有兩點(diǎn)：一是樓梯梁一般設(shè)于人行道范圍內(nèi)，有足夠的施工場(chǎng)地，現(xiàn)澆不影響地面交通的通行；二是樓梯梁帶臺(tái)階或回轉(zhuǎn)梁，形狀較不規(guī)則，采用模板支架現(xiàn)澆是比較合理的施工工法。

2.3 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為施工方便，墩柱的材料一般與主梁選取一致。墩柱外形以圓形和板式為主，上下等截面，為美觀起見(jiàn)，也可采用變寬度，突出線形的流暢性。

2.4 天橋與周邊實(shí)體的串聯(lián)綜合

對(duì)于位于商業(yè)區(qū)的人行天橋，設(shè)置以天橋?yàn)橹鞯娜诵邢到y(tǒng)，將沿街甚至不同街道的天橋、人行道、商業(yè)綜合體、車站、學(xué)校等串聯(lián)起來(lái)，徹底解決區(qū)域行人的安全、交通問(wèn)題，同時(shí)為提升商機(jī)、緩解地面交通提供良好的條件。如西安市早期在長(zhǎng)安路中軸線規(guī)劃的古建長(zhǎng)廊，將小寨周邊的幾大商業(yè)區(qū)、西安音樂(lè)學(xué)院、長(zhǎng)安大學(xué)及小寨地鐵站等重要節(jié)點(diǎn)全部串起來(lái)，行人交通轉(zhuǎn)換非常安全、快捷，同時(shí)為橋下地面交通組織提供了良好的空間條件。

2.5 天橋與公共交通系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)

天橋的橋位設(shè)計(jì)應(yīng)與公交港灣改造項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，減少人流的繞行距離，從設(shè)計(jì)的層面提高天橋的利用效率。建議相關(guān)主管部門將兩者的建設(shè)管理納入一體化，將公交港灣的升級(jí)改造整合到天橋的建設(shè)序列之內(nèi)，上升到總體設(shè)計(jì)的高度。

隨著城市軌道交通的發(fā)展，軌道交通與人行天橋基礎(chǔ)的干擾性問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。發(fā)生此類問(wèn)題的原因一部分是不可避免的，因?yàn)橥ǔＨ诵刑鞓蚝蛙壍澜煌ǘ挤植加谌肆髁考械膮^(qū)域，只能通過(guò)技術(shù)手段解決；還有就是規(guī)劃條件利用率差，主管部門的協(xié)同性差。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，人行天橋的設(shè)計(jì)應(yīng)與地鐵規(guī)劃緊密聯(lián)系，跨徑選擇應(yīng)留有余地，并與地鐵車站進(jìn)出口綜合考慮，讓兩者能成為一個(gè)有機(jī)整體，更好地服務(wù)于公眾。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

人行天橋的設(shè)計(jì)不僅要滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的要求，還要滿足施工工藝的要求[3]。對(duì)于全焊接箱梁，要充分考慮焊接施工的可實(shí)施性以及便利性。

從施工角度出發(fā)，鋼箱梁跨中最小梁高應(yīng)保證不低于75 cm，同時(shí)凈孔尺寸不低于45 cm，否則箱內(nèi)施工條件非常惡劣，施工質(zhì)量保證率差。鋼箱梁主梁梁高一般采用跨度的1/27～1/35，簡(jiǎn)支梁高一些，連續(xù)梁小一些；箱梁底寬一般為橋梁全寬的0.5～0.6倍，懸臂長(zhǎng)為橋梁全寬的0.25～0.20倍。

另外，梯、坡道與主橋交界點(diǎn)，由于剛度突變，此處極易成為應(yīng)力極值最不利點(diǎn)，如某實(shí)橋梯道與主梁連接處壓應(yīng)力接近200 MPa，超過(guò)了規(guī)范的應(yīng)力限值。連接處往往成為受力的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)此應(yīng)予以足夠的重視。設(shè)計(jì)此類天橋時(shí)應(yīng)建立全橋模型，并對(duì)連接處進(jìn)行細(xì)部分析，全面反映橋梁的受力情況，保證結(jié)構(gòu)計(jì)算的可靠性。

對(duì)于人行天橋，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)還應(yīng)重視自振頻率的計(jì)算與分析[3]。須知當(dāng)自振頻率過(guò)低時(shí)，結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生共振，使行人不舒服，產(chǎn)生不安全感。

4 人性化設(shè)計(jì)

人行天橋作為公共建筑，其人性化設(shè)計(jì)也越來(lái)越受到公眾的關(guān)注，橋面鋪裝、欄桿、排水、推車道、無(wú)障礙等方面的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)往往是人性化設(shè)計(jì)的突出反映。

4.1 鋪裝設(shè)計(jì)

鋪裝設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在橋面鋪裝材料的選擇。目前天橋設(shè)計(jì)中普遍采用的有瓷磚鋪面、大理石鋪面、水泥鋪面、橡膠板鋪面以及橡膠顆粒鋪面，根據(jù)國(guó)內(nèi)外抗滑安全標(biāo)準(zhǔn)的研究及工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，材料的抗滑性能排序如下：橡膠顆粒＞橡膠板＞水泥＞大理石＞瓷磚。浸水條件下，水泥、大理石及瓷磚的抗滑性能均比干燥條件下差，而橡膠顆粒及橡膠板的抗滑性能反而增強(qiáng)，因此在天橋設(shè)計(jì)中盡量不選用瓷磚材料作為鋪面材料。在選用水泥及大理石時(shí)，可在其表面作刻痕處理，以提高材料的抗滑性。對(duì)于防滑要求高、人流量大的天橋，可優(yōu)先選用橡膠顆粒、橡膠板作為鋪面材料[4]。

4.2 欄桿設(shè)計(jì)

欄桿設(shè)計(jì)直接影響到人身安全，設(shè)計(jì)時(shí)如采用橫條欄桿，或雖采用豎條桿欄，但構(gòu)件之間的凈距超過(guò)14 cm，兒童使用時(shí)極不安全。對(duì)于位于小學(xué)及幼兒園周邊的人行天橋，則建議在欄桿上設(shè)置高低扶手，低扶手的離地高度可設(shè)置為65～80 cm，方便兒童上下天橋。如渭南市朝陽(yáng)天橋周邊中小學(xué)較為集中，設(shè)計(jì)時(shí)采用了高低扶手，見(jiàn)圖2。

圖2 樓梯梁欄桿斷面圖(單位：cm)

4.3 排水設(shè)計(jì)

目前天橋的排水方式主要由兩種組成，一種是結(jié)構(gòu)的縱橫坡散排，另一種是利用排水管集中排水。筆者認(rèn)為，出于天橋的安全考慮，天橋應(yīng)優(yōu)先采用集中排水，讓雨水第一時(shí)間排出橋外，同時(shí)輔以橋面散排，避免橋面積水，影響通行安全。

4.4 推車道設(shè)計(jì)

梯道中設(shè)有自行車推車道時(shí)，是將推車道設(shè)在兩側(cè)還是中間[5]規(guī)范中沒(méi)有規(guī)定，已建天橋中，有不少是將其設(shè)在兩側(cè)的。筆者認(rèn)為設(shè)在兩側(cè)不合理，因?yàn)橥栖嚂r(shí)是不會(huì)用到欄桿的，而在上下梯道時(shí)真正需要欄桿的是老弱病殘人群，由于推車道的阻礙，站在梯步上是扶不到欄桿的，而站在推車道上扶欄桿則由于腳下是坡面的關(guān)系就太危險(xiǎn)，故建議將推車道設(shè)置在梯道中間。

推車道的設(shè)計(jì)還需考慮寬度問(wèn)題。規(guī)范中關(guān)于梯道寬度的要求是不宜小于40 cm，筆者認(rèn)為此條標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)提高，因?yàn)樵趯?shí)際使用中需要通行的不僅僅是自行車，還有兒童車，而市場(chǎng)上兒童推車的寬度一般在50～60 cm，輪距也在40～50 cm，因此有必要保證推車道的寬度[5]。筆者認(rèn)為，推車道寬度一般應(yīng)不小于60 cm，困難條件下不小于50 cm，以滿足兒童推車的通行需要，提高天橋的使用功能。

4.5 無(wú)障礙設(shè)計(jì)

人行天橋提示盲道的設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求執(zhí)行，保證設(shè)計(jì)施工無(wú)“盲區(qū)”。對(duì)盲道的認(rèn)識(shí)往往是精細(xì)化設(shè)計(jì)的集中體現(xiàn)。設(shè)計(jì)中照顧殘疾人士的需要，在有條件的地方裝設(shè)電動(dòng)扶梯或設(shè)置升降機(jī)，方便殘疾人士使用，更是一種人文關(guān)懷和社會(huì)責(zé)任，是社會(huì)進(jìn)步的重要體現(xiàn)[6]。

5 景觀設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人行天橋不僅要滿足行人使用上的要求，而且應(yīng)該同時(shí)成為一座空間的具有時(shí)代意義的藝術(shù)作品，并自然形成群眾觀賞和休息的設(shè)施。人行天橋理應(yīng)上升到城市設(shè)計(jì)的高度，因此其景觀設(shè)計(jì)非常重要，只片面地考慮功能需求而忽視景觀需要是不可取的。

構(gòu)成景觀設(shè)計(jì)的要素包括地形條件、在景觀中所占位置、立面處理、視點(diǎn)、建筑限界、寬度、升降方式、主梁及飾面板、欄桿、橋面鋪裝及橋面設(shè)施、橋墩、照明、綠化、排水設(shè)施、色彩、振動(dòng)與美觀等。橋梁的美是由這些形、色要素和建筑材料的質(zhì)感等綜合組成的。橋梁線形的平面、立面布置該直的就直，該彎的就彎，順勢(shì)而行。

現(xiàn)在某些城市新建的人行天橋，不管建在哪里，斷面、橋墩等幾乎一樣，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)雖節(jié)省了投資，但沒(méi)有特色，對(duì)景觀來(lái)說(shuō)不可取。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)人行天橋的功能要求也越來(lái)越高，越來(lái)越具體化，同時(shí)新技術(shù)、新材料的不斷發(fā)展，也對(duì)人行天橋建設(shè)參與者提出了新的要求。對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，僅僅滿足行人過(guò)街的普通設(shè)計(jì)是不行的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中下的功夫不同，人行天橋滿足人民要求的程度就存在著巨大差別。滿足較好的，人們樂(lè)意使用，愿意去看，能夠真正達(dá)到修建人行天橋的目的；滿足較差的，人們情愿冒著生命危險(xiǎn)去橫穿馬路，也不愿意使用天橋。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)有大局觀念，將人行系統(tǒng)納入到城市綜合交通的范疇，在新條件下善于創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出更多更好的作品。

[1] 西安市政設(shè)計(jì)研究院有限公司.崇信縣一中人行天橋工程施工圖設(shè)計(jì)[Z].西安：西安市政設(shè)計(jì)研究院有限公司,2011.

[2] 上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院.天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)黃海路、北海路人行過(guò)街設(shè)施工程可行性研究報(bào)告[Z].上海：上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院，2008.

[3] JTG 025—1986，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[4] 周海生.關(guān)于人行天橋鋪面抗滑性能的調(diào)研 [J].中國(guó)市政技術(shù)，2012(5):76-77.

[5] CJJ 69—1995，城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范[S]．

[6] 余鳳翔.城市人行天橋設(shè)計(jì)上幾個(gè)問(wèn)題的探討[J].城市道橋與防洪，2004(2):29-32.