近日,第十七屆中國土木工程詹天佑獎頒發,京津城際天津濱海站(原于家堡站)獲獎。這也是濱海站獲評中國鋼結構協會科學技術特等獎、中國建設工程魯班獎后,斬獲的又一項大獎。
從濱海站望去,周圍是高樓林立的商務區,中間是全地下高鐵站房上設計下沉式休閑公園綠化,只有穹頂位于地面以上,猶如海河畔鑲嵌了一枚銀色的貝殼,整體美景渾然天成。
濱海站房是目前世界最大最深的全地下高鐵站房,也是全球首例單層大跨度網殼穹頂鋼結構工程。除了露出地表的穹頂之外,90%的施工任務都在地下進行,相當于把北京南站的主體施工工作下沉至全地下進行。
地下深度約為300米高樓所需樁基深度
因為是全地下式車站,而且臨近海河,鹽堿地質給濱海站的地下連續墻建設提出了高要求——深度要達到地下60米、最深處達65米,相當于天津地區一般高層建筑物樁基的3倍,約等于300米高樓所需樁基深度,且地質條件復雜,地下連續墻是“T”“Z”“L”“一”等異形結構,基坑開挖難度大,極易產生流沙、涌沙,這給地下連續墻施工及基坑開挖安全施工帶來極大難度。
據了解,為了防止地下水進入站房內,施工方圍繞整座站房建造了一道厚1米、長1435米的“城墻”,它能夠有效阻止流沙和透水對建筑造成的傷害。這是一項宏大的工程,它的長度和厚度相當于西安古城墻的1/10。
在鹽堿地中建一個地下連續墻已很不容易,尤其還要建設一個擁有“T”“Z”“L”“一”等異形結構的地連墻,難度可想而知。項目組為此專門成立了課題組,開展試驗,取得土質、地下水位、泥漿比重等關鍵數據后訂制施工方案,并邀請清華大學、天津大學等高校專家對施工方案進行了23次論證。
4200噸重穹頂無支撐
大跨度單層網殼鋼結構引領全球之最!
“貝殼”形大跨度穹頂南北向長143.9米,東西寬度80.9米,最高點離地面25.8米,重達4200噸,相當于半個埃菲爾鐵塔的重量,主要桿件采用36根正螺旋和36根反螺旋變截面曲線鋼箱梁相互交叉連接。
盡管鋼結構造型與鳥巢有點類似,但鳥巢內部有混凝土承重,濱海站中間卻沒有任何支撐物,全靠周邊36個基座施力。這種施工工藝在國際上鮮有前例,此外,1000多個不同節點,2000多個不同的桿件,每連接一次就要變換一次方向。
“地下室”內仰望透明膜“天空”
濱海站是集城際鐵路、地鐵、有軌電車為一體的現代化、多層次立體交通樞紐,具備高速、高效周轉大量人流、物流的能力。在這座地下車站內,旅客可以仰望天空,也可通過透明的穹頂看到周圍的如畫景致。
這種視覺體驗得益于站房采用了與水立方相同的ETFE膜材料,然而,與水立方規則的六邊形膜結構不同,這是國內第一次對ETFE膜進行異形安裝,施工難度遠遠大于水立方。