近日,第十七届中国土木工程詹天佑奖颁发,京津城际天津滨海站(原于家堡站)获奖。这也是滨海站获评中国钢结构协会科学技术特等奖、中国建设工程鲁班奖后,斩获的又一项大奖。
从滨海站望去,周围是高楼林立的商务区,中间是全地下高铁站房上设计下沉式休闲公园绿化,只有穹顶位于地面以上,犹如海河畔镶嵌了一枚银色的贝壳,整体美景浑然天成。
滨海站房是目前世界最大最深的全地下高铁站房,也是全球首例单层大跨度网壳穹顶钢结构工程。除了露出地表的穹顶之外,90%的施工任务都在地下进行,相当于把北京南站的主体施工工作下沉至全地下进行。
地下深度约为300米高楼所需桩基深度
因为是全地下式车站,而且临近海河,盐碱地质给滨海站的地下连续墙建设提出了高要求——深度要达到地下60米、最深处达65米,相当于天津地区一般高层建筑物桩基的3倍,约等于300米高楼所需桩基深度,且地质条件复杂,地下连续墙是“T”“Z”“L”“一”等异形结构,基坑开挖难度大,极易产生流沙、涌沙,这给地下连续墙施工及基坑开挖安全施工带来极大难度。
据了解,为了防止地下水进入站房内,施工方围绕整座站房建造了一道厚1米、长1435米的“城墙”,它能够有效阻止流沙和透水对建筑造成的伤害。这是一项宏大的工程,它的长度和厚度相当于西安古城墙的1/10。
在盐碱地中建一个地下连续墙已很不容易,尤其还要建设一个拥有“T”“Z”“L”“一”等异形结构的地连墙,难度可想而知。项目组为此专门成立了课题组,开展试验,取得土质、地下水位、泥浆比重等关键数据后订制施工方案,并邀请清华大学、天津大学等高校专家对施工方案进行了23次论证。
4200吨重穹顶无支撑
大跨度单层网壳钢结构引领全球之最!
“贝壳”形大跨度穹顶南北向长143.9米,东西宽度80.9米,最高点离地面25.8米,重达4200吨,相当于半个埃菲尔铁塔的重量,主要杆件采用36根正螺旋和36根反螺旋变截面曲线钢箱梁相互交叉连接。
尽管钢结构造型与鸟巢有点类似,但鸟巢内部有混凝土承重,滨海站中间却没有任何支撑物,全靠周边36个基座施力。这种施工工艺在国际上鲜有前例,此外,1000多个不同节点,2000多个不同的杆件,每连接一次就要变换一次方向。
“地下室”内仰望透明膜“天空”
滨海站是集城际铁路、地铁、有轨电车为一体的现代化、多层次立体交通枢纽,具备高速、高效周转大量人流、物流的能力。在这座地下车站内,旅客可以仰望天空,也可通过透明的穹顶看到周围的如画景致。
这种视觉体验得益于站房采用了与水立方相同的ETFE膜材料,然而,与水立方规则的六边形膜结构不同,这是国内第一次对ETFE膜进行异形安装,施工难度远远大于水立方。