城市人行天橋設計

樊長剛， 謝澤龍

(中國市政工程西南設計研究總院有限公司, 四川成都 610081)

隨著經濟的發展，城市的規模急劇擴張，城市的交通狀況也日趨復雜多樣。以往的城市交通規劃，往往強調以“車”為主，忽略了“人”才是城市的主體，人車爭道的矛盾也越來越突出，人行天橋地修建在緩和這一矛盾的過程中起到了重要的作用。

1 人行天橋設計的目的

西方發達國家的人行天橋建造史已走過近60年的時間，建設體系基本完成。在我國，人行天橋建造史只有30余年，建設體系正在逐步形成的階段。在人行天橋的設計過程中，往往因天橋的選址不當或設計缺陷，導致天橋建成后利用率低，造成資源浪費。設計使得人行天橋的建設滿足安全、耐久、適用、環保、經濟和美觀的要求，達到人車分離，方便行人使用目的。同時還應盡可能的考慮天橋參與城市環境的構成，滿足人們的視覺欣賞和對美感的要求。

2 主要設計內容

2.1 人行天橋選址及總體布置

2.1.1 橋址選擇

橋址選擇應以行人方便過街，減少過街人群繞行路程為目的，讓橋梁使用者能快捷舒適地通過街道?？茖W地確定橋址需要結合現狀及規劃，其主要工作如下：(1)道路分析，包含道路紅線寬度、綠線寬度、道路等級、道路分幅、現狀道路寬度及規劃道路寬度。(2)地下管網分析，包括道路下方重力流管線，如雨水管、污水管等；非重力流管線，如電力管、燃氣管、通信管等。(3)周邊地塊分析，周邊是否存在學校、商業區、居民區等大量人員聚集地。(4)地下交通分析，道路下方是存在地道或地鐵，是否規劃有地道或地鐵等。(5)現狀行人過街情況，是否有大量行人橫穿道路，周邊是否設有信號燈，附近有無過街通道等。橋址的選擇應設置在人員聚集地附近，基礎應盡量避開地下管線及地下建筑設施。

2.1.2 總體布置

天橋常設置在道路交叉口附近或橫跨快速路等高等級道路，天橋的設置既可以減少信號燈的數量，保證車輛快速高效通行，又可以保證行人安全過街。天橋總體布置包括平面布置，縱斷面布置及橫斷面布置。

(1)平面布置。

根據道路的形式，天橋的平面布置大致有幾種形式，交叉路口主要采用一字形、L形、圓形、三角形、正方形、菱形等，處在非交叉口的直線道路一般采用一字形。平面布置形式如圖1。天橋每端各設置一條梯道和坡道，梯道保證行人快速上下天橋，坡道保證非機動車或輪椅能推行上下天橋。在用地限制的情況下每端側也可僅設置一條坡道。

圖1 人行天橋布置形式

(2)縱斷面布置。

主橋縱坡以滿足橋面縱向排水為目的，縱坡不宜小于0.5 %，梯道坡度縱坡常采用1∶2～1∶2.5，踏步最小寬度不宜小于0.3 m，最大步高不宜大于0.15 m；坡道根據要求不同分設不同坡度，僅考慮非機動車推行坡度宜設為1∶4，同時需考慮輪椅上下天橋，坡度宜小于1∶10。

(3)橫斷面布置。

主橋凈寬度根據過街人流量大小確定，凈寬不宜小于3 m，寬度按0.5 m的模數增加梯道或坡道寬度應根據主橋寬度確定，每端梯道或坡道凈寬之和應大于主橋凈寬的1.2倍。

2.2 天橋設計

2.2.1 主體設計

人行天橋結構主要按照安全、耐久、適用、環保、經濟和美觀的原則進行設計。按結構形式可分為梁式橋、斜拉橋、拱橋、懸索橋；按建設材料可分為鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋、鋼-混組合橋、鋼橋、鋁合金橋、其它新型材料橋如玻璃鋼。

從結構形式上分析城市人行天橋一般采用梁式橋，梁式橋受力明確，結構簡單，線條簡潔。從材料角度分析天橋一般采用混凝土橋，預應力混凝土橋及鋼橋?；炷翗蚝皖A應力混凝土橋具有技術成熟，施工方便，經濟性好等優點；鋼橋具有技術成熟，施工工期短，材料可回收利用等優點，因此天橋常采用鋼筋混凝土梁橋，預應力混凝土梁橋，鋼梁橋。

2.2.2 結構設計

天橋設計荷載是設計的重要指標，設計荷載分為永久荷載包含結構重力(含鋪裝、欄桿、外掛裝飾板)、預加應力、水浮力、混凝土收縮、徐變作用、基礎變位作用；可變荷載包括人群荷載、風荷載、雪重力、溫度作用、支座摩阻力；偶然荷載包括汽車撞擊力和地震力。

結構驗算是確保天橋安全的重要依據，結構驗算的主要內容：(1)強度驗算，結構構件在各荷載工況下能否滿足強度要求。(2)剛度驗算，結構整體及局部構件在活載作用下的撓跨比是否小于規范允許值。(3)穩定性驗算，結構的整體穩定性及局部穩定性驗算。(4)人行天橋結構豎向自振頻率驗算，豎向自振頻率過小會使行人產生不安全感，要求不小于3 Hz。

2.2.3 附屬設計

天橋附屬設計包括欄桿設計、鋪裝設計、外裝設計、照明設計、排水設計、伸縮縫設計、無障礙通道設計、標志標牌設計。城市人行天橋雖然體量小，但城市建設中對橋梁建筑的景觀要求高，附屬設計中的欄桿設計、鋪裝設計、外裝設計及照明設計最能體現橋梁景觀特色。

(1)欄桿設計，欄桿是人行天橋上必要的安全設施，也是構成人行天橋立面造型的重要美學要素，因此欄桿的設計也必須是安全與景觀的有機結合。人行天橋設計輕巧，欄桿設計應與之呼應匹配。較常見的欄桿形式有鋼欄桿、不銹鋼欄桿、鋁合金欄桿、玻璃欄桿以及鋼網欄桿。其中較常采用鋼欄桿和鋁合金欄桿，如圖2；不銹鋼欄桿和玻璃欄桿款式比較現代，給人高級感覺，如圖3；鋼網欄桿造型多變，形式豐富，可塑造獨特的文化元素。

圖2 鋁合金欄桿

圖3 玻璃欄桿

(2)鋪裝設計，天橋上的橋面鋪裝主要有保護橋面板及創造舒適行走感的作用。天橋基本處在自然環境中，長期經受日曬、雨淋、風吹，面層材料選擇不當就會造成材料防滑性不好、使用壽命短、維修費用高等問題。所以人行天橋的橋面鋪裝必須具備抗滑性、耐久性、舒適性以及美觀性。常用的人行天橋鋪裝主要有混凝土層加地磚、防腐木、塑膠材料、聚合物(環氧樹脂等)砂漿等，如圖4、圖5。

圖4 地磚鋪裝

圖5 聚合物砂漿鋪裝

(3)外裝設計，天橋外裝主要有保護天橋主體結構和美化天橋外形的作用。天橋基本位于室外環境中，長期受到環境的侵蝕，常規的外裝主要是對天橋主體進行涂裝，如鋼結構天橋采用防腐氟碳漆涂裝，以延長主體結構的使用壽命，通過選擇不同顏色的氟碳漆，使天橋與周圍環境融合。根據天橋設計相關規范規定，天橋的梯、坡道每升高一定高度須設置休息平臺。天橋梯、坡道常成折線形式，若對天橋的外觀線形流暢性要求較高，常對天橋進行外裝處理，如采用外掛裝飾混凝土板、鋁板、石膏纖維板等，消除休息平臺產生折線感，使天橋立面線形流暢。

(4)照明設計，天橋的照明分為功能性照明和景觀性照明。功能性照明滿足天橋的照度要求，使行人能安全，快捷的通過天橋。天橋一般都設置在城市中心區域，路燈的照度基本滿足天橋的使用要求，無需特別設計。景觀性照明滿足天橋美化要求，使天橋景觀性更佳，更能突出天橋的地標性，如采用投射燈照亮橋體與橋體外裝呼應，突出橋梁的風格；采用欄桿扶手燈，以光做橋梁邊界，弱化欄桿的存在，使橋面更加簡潔。

(5)排水設計，橋面排水是天橋中設計的重要一項，排水不暢不僅影響到行人的使用，還會影響天橋的耐久性。很多人行天橋由于排水不暢，造成橋面積水，進而破壞橋面鋪裝，侵蝕梁體，橋面積水滲漏到橋體表面，不僅影響天橋美觀，還影響結構的耐久性。因此天橋應設置合適的縱坡與橫坡，以利于迅速排除雨水，減少雨水對橋面鋪裝地滲透，延長橋梁的使用壽命，方便行人行走。天橋橋面須設置地漏，連接落水管將雨水排至雨水管網中，切勿直接將水排至道路或人行道上。

(6)伸縮縫設計，伸縮縫是滿足橋梁變形要求的重要裝置，保證橋梁在氣溫變化時，結構有足夠的變形空間。天橋常采用鋅鐵皮作為橋梁的伸縮裝置，上鋪裝彈性材料，以滿足變形的需要。應特別注意伸縮縫處的防水措施，若處理不當，伸縮縫常發生滲水漏水的情況，污染橋體影響美觀。

(7)無障礙設計，隨著文明的發展，“以人為本”的理念提出，天橋在設計時應考慮無障礙的設計，以方便老年人和殘障人士的使用。主要考慮以下幾點：①盲道系統要保持連續性，貫通整個天橋，進出口處應設置提示盲道。②梯、坡道起坡點處的三角空間區應安裝欄桿，并在梁體上涂刷反光油漆，防止行人碰頭。③坡道設計應考慮輪椅通行，坡度不宜過大，每提升一定高度應設置休息平臺，條件限制時可改設升降梯。④欄桿應考慮到各類人群的需求，設置雙層扶手，且在欄桿起點水平段安裝盲文標志牌。

(8)標志標牌設計，天橋完成時需設置必要的標志標牌，給予提示作用。標志標牌主要分為2類：①滿足橋下車輛使用，如限高標牌等；②滿足橋上行人使用，如禁止騎行標牌、輪椅通行坡道標牌等。

3 結論

天橋在城市建設中雖然是一個體量很小的建筑，但又有其特殊性，如若設計不當，不僅會破壞橋址處周圍景觀環境，還可能會產生安全事故?！奥槿鸽m小，五臟俱全”，因此設計單位應重視天橋的設計工作。在具體工作中需要特別注意如下幾點：

(1)天橋安全是設計的首要原則；(2)合理的選址及天橋的適用性；(3)天橋造型、色彩與周邊建筑的協調性；(4)重視附屬結構設計；(5)考慮天橋建成后的使用舒適性。