中央枢纽（精选6篇）
中央枢纽 篇1
随着铁道部实现铁路政企分开,组建中国铁路总公司,中国铁路设施建设和运营面临市场化改革和转型的契机。未来的铁路车站建筑,势必会成为自负盈亏的商业个体。走市场化的道路,引入更多的投资和盈利模式将成为车站运营管理的必然趋势。在这一点上,日本的铁路车站建设和运营的成熟模式和丰富经验值得借鉴。笔者就此针对商业化和功能集约化的车站模式是否适用于中国的铁路车站的设计和建造,对日本中央复建工程咨询株式会社董事加尾章先生进行了访谈。
李传成:日本是世界上第一个拥有高速铁路的国家,从1964年第一条新干线铁路开通至今,日本铁路枢纽车站的设计建设已趋于成熟和完善,请您谈谈日本铁路枢纽车站的特点。
加尾章:日本铁路发展的历史比较悠久.可追溯到1910年。铁路车站的发展演变大致可分为3个阶段。1910年至1960年是初级阶段.这个时期的城市规模较小,铁路建成不久,主要作为城市工业的货运交通。当时尚属蒸汽机时代.火车行驶时噪音大,浓烟滚滚,空气污染严重,于是铁路线往往置于城市边缘,车站位于城市远郊,空间功能单一。铁路线阻隔了交通,城市只能在铁路线的一侧发展。1960年至1987年是中级阶段,城市的不断扩张打破了铁路线的阻隔,车站被高架,城市道路穿过铁路,铁路线逐渐被城市所包围,成为贯穿城市的内部交通。铁路引入了客运功能,尤其是新干线高速铁路的出现加强了城市对铁路的依赖。随着许多新规划政策的相继出台,既有铁路段、货运车站被二次开发,高架后的铁路线下部空间开发了商业,车站被附加了更多的城市功能,而成为客流集聚地区,如东京的品川和汐留、大阪的站北地区都是旧车站二次开发的典型案例。1987年,日本的城市化进程已放缓,随着国铁私有化.枢纽站已作为集聚客流的主要设施,交通的便捷使得车站吸引了大量的客流,带动了周边地块的迅速发展。车站成为了城市的中心,是城市空间的一部分。
李传成:在日本,大型的铁路枢纽车站都是位于城市的中心或副中心,车站周边土地利用率极高,商业开发趋于饱和。请您谈谈日本铁路枢纽站区是如何以车站为核心进行商业开发的?
加尾章:随着铁路运输在城市发展中扮演着越来越重要的角色.铁路车站逐渐成为一个城市的中心,车站的交通功能吸引了大量的客流。日本的民营铁路早在数十年以前,就已经开始尝试并做了大量的工作去利用车站集聚的大量客流发展周边商业。以大阪阪急铁路车站为例,车站周边结合城市功能开发了各种商业设施——商场、百货公司、酒店、写字楼、餐馆,形成了以车站为中心的商业圈,以满足旅客的所有需求。车站站房北侧是写字楼,西侧是大型购物广场,南侧是百货公司,遍布着不同规模、不同业态的商业设施。民营铁路的这种结合城市特性对站区进行综合性商业开发的经营模式逐渐被JR国铁认可并效仿。如今的JR大阪站周边区域同样因车站的交通特性催生了大量的商业设施(包括大型百货商店、卖场、高档写字楼和酒店、中心医院、邮局等),高楼林立。像这样,以国铁车站为中心,结合周边民营铁路线,形成快捷接驳的铁路枢纽区,与区域内由交通的便捷吸引而来的大量商业体共同形成了城市的交通和商业中心。
李传成:日本大型的铁路枢纽车站,如大阪站、名古屋站都是商业综合体的建筑形式,内部充斥着大量的商业设施,这些车站是如何进行商业开发和商业运作的?
加尾章:上面讲到,如今的日本铁路车站已然成为了城市功能的重要组成部分,这里聚集着大量的城市居民。车站在进行内部商业开发时,考虑的不仅仅是交通与商业的关系,还要从城市交通的整体布局层面去考虑。车站既是城市的交通枢纽,也是商业中心,车站的交通功能服务的是进入车站乘车的旅客,而商业功能则是服务于整个城市的居民。因此,车站商业开发面积的大小直接取决于车站吸引客流的多少。同样,商业开发量的增大也会吸引更多的客流,促进了车站经营的良性循环。所以,对车站的商业开发归根结底是对车站客流量的分析和预测。
拥有铁路和车站所有权的铁路公司是车站运营的主体单位,在车站前期的商业开发决策时,会根据引进车站商业的功能与规模,召集并选择合适的开发商。
李传成:以大阪站为例,站房面积巨大,车站内部集合了商场、酒店、电影院、写字楼、诊所等各种设施,交通空间所占的比重很小。车站如何协调交通空间和商业空间的比例?
加尾章:作为交通枢纽设施,车站永远将交通功能摆在第一位,不能为了追求商业利益而牺牲基本的交通功能,不能因为引入商业空间而牺牲交通空间的便捷性。日本的铁路车站虽然多为商业综合体的形式,但却是在充分考虑乘降流线和交通组织、满足乘客必要的流动空间的前提下再考虑引入商业设施。交通功能属于铁路枢纽的核心功能,商业功能属于城市功能.车站的商业开发固然重要,但绝不能舍本逐末。
以JR大阪站为例.整个车站由南、北面各一座的综合体大楼以及两座大楼之间的候车区和换乘区组成。车站的地下一层至地上三层为交通层,是车站的交通空间,乘车旅客可以顺畅进站上车,其他楼层则为商业层,是车站商业空间,非乘车顾客可以直接进入车站的商业层,两类空间垂直分布,互不干扰。
再以JR京都站为例,车站同样是综合体大楼形式,车站中部和外侧是交通空间,满足旅客乘坐列车和换乘其他交通工具的需求,两侧和地下部分则是商业空间,包括百货商店、地下步行街、宾馆和剧院。交通空间和商业空间的交接处设置有自由通道,乘车旅客和非乘车顾客均可以在此活动。
李传成:大阪站仅JR线的客流量就高达85万人次/天,除此之外还有大量进入车站商业区购物消费的非乘车人流。车站是如何有效组织乘车人流和非乘车人流的?面对如此庞大的客流量,车站的候车区和站前广场的面积都很小,然而旅客滞留和拥堵的现象却很少,车站采取了哪些高效的旅客引导和人流疏散?
加尾章:在车站设计的最初阶段,我们会进行严格的流线规划,以确保旅客能顺畅和高效地进出车站。对于另一部分使用车站商业功能的非乘车人流,车站明确划分了交通空间和非交通空间区域,并在两类功能空间交接的车站检票口处设置“自由通道”,人群可以自由来往,既对高峰时段的人流疏散起到缓冲作用,又实现了两类人群的良性交叉。
在日本,铁路的使用人群以通勤式的上班族、学生和日常购物的人居多,他们的时间安排紧凑,目的性明确,对列车的班次选择较固定,加之列车的运行频率和准点率都很高,乘客不需要考虑候车时间,到站后即可乘车离开。因此,车站内部的候车面积通常比较小。车站站前广场将换乘空间与环境空间之间的比例设为2:1,换乘空间的规模是通过一定的计算方式得到,整体上会比中国车站站前广场普遍的规模小很多。
李传成:日本是一个地震多发的国家,国民具有较强的安全意识,掌握应对灾难发生的避难手段。作为交通枢纽的车站是一个人群高度聚集的场所,因此消防等级很高。车站的设计采取了哪些防灾手段来应对地震、火灾、毒气等突发事件?
加尾章:日本任何类型的建筑都有非常严格和完善的应对自然灾害和突发事件的措施和手段.建筑规划阶段的防灾规划极为重要,设计方会在防火划分、初期消防规划、避难引导规划、安全区域划分等方面加以考虑.并采取相应措施。以铁路车站为代表的大型公共建筑还会按特定面积进行“安全区”的划分。“安全区”内提供必要的避难措施,一个“安全区”管辖一定范围的人员,当灾害来临时,车站内的人可在最短时间内到达所属“安全区”,等待救援或疏散。
李传成:日本铁路枢纽车站多采取立体的交通换乘体系,旅客不用出站即可快速完成铁路与各种交通工具的“快速零换乘”。这种高效的交通枢纽模式是如何形成的?
加尾章:“零换乘”的概念最早由CFK公司①提出,是我们在进行交通枢纽规划时严格遵循的原则之一。其实日本所有的交通枢纽设施的设计都以“零换乘”为目标。零换乘即最短化换乘距离,取消不必要的换乘流线。这要求我们必须将车站周边规划与车站空间规划相协调,充分整合各种交通方式,紧凑安排各种接驳方式。在日本.一般铁路对轨道交通的换乘距离控制在100 m以内,最短可达50 m,对公交汽车的换乘距离控制在200 m以内,对出租车的换乘距离控制在300 m以内。日本鼓励大量使用公共交通,不提倡私家车出行,所以社会停车场离铁路出站口相对较远。
李传成:您在中国完成了许多交通枢纽的项目,如今中国的高铁建设刚起步,在许多方面需要向日本学习。中国的交通枢纽车站的形式与日本有很大差异,请您结合中日交通枢纽车站的异同展望未来中国交通枢纽发展的趋势?
加尾章:日本的交通体系发展早于中国,很早就已经提出有关“都市交通圈”的概念。一般情况下,城市交通网只是在城乡范围内进行研究和规划,孤立地考虑城市发展,“都市交通圈”的概念则是在以若干邻近城市构成的城市圈范围内进行一体化交通网规划和城市间的互通发展。城市与城市的关系从孤立的个体竞争转变为互通和协作发展。目前,在车站客流特性方面,中日双方存在很大差异,中国在现阶段尚不能直接照搬“日本模式”,但日本车站站区规划和枢纽站综合体的经营理念是值得参考和借鉴的。在未来,中国“都市交通圈”内的客流特性将会与日本接近,在进行交通枢纽的相关规划设计时定会从大范围的“都市交通圈”层面去考量交通发展和城市经济互通发展的内在联系,从而促进规划的完善和决策的进步。
(感谢毛骏亚对访谈资料的整理工作。)
参考文献
中央枢纽 篇2
据介绍, 总投资达146.16亿元的第三航站楼建成后, 天河机场的年旅客吞吐量将达到3800万人次, 货邮吞吐量将达到44万吨, 相当于目前的3倍以上。2014年这一系列工程建成后, 被列为全国首个综合交通枢纽研究试点城市的武汉, 将成为继北京、上海、广州之后的全国第四个航空枢纽。
按照国家有关部门的要求, 天河机场修建的第二跑道将按4F级标准建设, 建成国内最高等级的机场跑道。湖北省机场集团总经理韩志亮介绍说, 除修建可供全球最大的客机空客A380起降的第二跑道外, 与第三航站楼同时修建的还包括停机坪、航管楼、国际货运站、停车场、航空公司办公楼等。其中, 第三航站楼的总面积超过第一、第二航站楼的面积总和。
中央枢纽 篇3
1.1 万家寨水利枢纽概况
万家寨水利枢纽位于黄河中游北干流的上段, 左岸为山西省偏关县, 右岸为内蒙古自治区准格尔旗。万家寨水利枢纽的主要任务是供水结合发电调峰等综合利用, 同时兼有防洪、防凌作用。水库正常蓄水位为977 m, 最高蓄水位为980 m, 水库总库容8.96亿m3, 调节库容4.45亿m3。电站装机容量为1 080 MW, 安装有6台单机容量为180 MW的水轮发电机组, 设计年发电量27.5亿kW·h。枢纽设计年供水量为14亿m3, 其中向内蒙古自治区准格尔旗供水2亿 m3, 向山西省供水12亿 m3。
1.2 电站运行对下游的影响
万家寨水利枢纽主体工程于1994年11月开工, 1998年10月下闸蓄水, 1998年12月初第1台机组正式并网发电, 2000年12月全部6台机组建成投产。万家寨水电站在晋、蒙电网承担调峰任务, 根据晋、蒙电网电力电量平衡结果, 万家寨水电站日调峰发电时间为6～8 h, 调峰运行时最大下泄流量为6台机额定流量1 806 m3/s, 而不发电时下泄流量为0, 电站日下泄流量波动幅度很大。由于16～18 h/d不发电, 致使万家寨水利枢纽下游河道经常断流, 这对下游河道灌溉引水产生不利的影响。为此, 水利部黄河水利委员会水资源管理与调度局和黄河防汛总指挥部要求“万家寨水库日平均泄流不小于100 m3/s, 瞬时最小流量不低于50 m3/s”。但由于万家寨水电站单机额定流量为301 m3/s, 机组设计最小发电流量约为120 m3/s, 受机组最小发电流量所限, 万家寨水电站调峰运行时难以满足瞬时最小流量不低于50 m3/s的要求。
2黄河龙口水利枢纽概况
黄河龙口水利枢纽位于黄河北干流山西省河曲县与内蒙古自治区准格尔旗的交界处, 上游25.6 km是已建的万家寨水利枢纽, 下游75.5 km处是已建的天桥水电站坝址。龙口水利枢纽的主要任务是对万家寨水利枢纽调峰流量进行反调节、发电, 兼有滞洪削峰等综合利用。龙口水库正常蓄水位为898 m, 汛限水位892 m, 死水位888 m, 水库总库容1.96亿m3, 调节库容0.71亿m3, 龙口坝址多年平均流量为565 m3/s。电站装机容量为420 MW, 安装有4台单机容量为100 MW、1台单机容量为20 MW水轮发电机组, 电站多年平均发电量为13.02亿kW·h。电站建成后接入山西和蒙西电网, 4台大机组在电网中承担调峰任务, 1台小机组在基荷发电运行, 以满足龙口电站瞬时下泄流量不小于50 m3/s的要求。
龙口水利枢纽建成后, 水库回水末端在万家寨水利枢纽坝址, 龙口坝址—万家寨坝址河段成为龙口水库库区。本次主要分析龙口水利枢纽建成后对龙口—天桥河段的反调节作用。
3分析方法
万家寨水电站和龙口水电站均在系统中调峰运行, 电站发电时下泄流量较大, 不发电时下泄流量为0, 电站在1 d之内下泄流量不稳定, 为非恒定流状态, 为了分析龙口—天桥河段流量演化过程, 因此, 本次采用一维非恒定流水动力学模型进行模拟计算。描述河道水流运动的一维圣维南方程组是:
undefined
undefined (2)
式中, q为旁侧入流;Q、A、B、Z分别为河道断面流量、过水面积、河宽和水位;Vx为旁侧入流流速在水流方向上的分量, 一般可近似为零;K为流量模数, 反映河道的实际过流能力;α为动量修正系数, 反映河道断面流速分布均匀性的系数, 当河道只有一个主槽时, α=1.0, 当河道有若干个主槽和滩地时, 在主槽和滩地的摩阻比降相等的假定下, 可得undefined为主槽和滩地的分块数;Ai、Ki分别为第i分块的过水面积与流量模数, A、K分别为总的过水面积与流量模数。
4边界条件
4.1 上边界条件
计算模型的上边界条件为万家寨水电站典型日下泄流量过程或龙口水电站典型日下泄流量过程。万家寨和龙口水电站的设计保证率为P=90%。根据万家寨和龙口水电站设计代表年 (P=90%) 1991年8月～1992年7月的出力过程, 在晋蒙网2015年典型日负荷图上进行电力电量平衡, 计算得出万家寨和龙口水电站的典型日下泄流量过程。
4.2 下边界条件
计算模型要求下边界条件为水位过程或水位—流量关系, 本计算域的下边界是天桥水库, 取天桥水库的库水位过程作为下游边界条件。根据《黄河天桥水电站技术设计说明书》中的有关资料, 天桥水库坝前水位:7～9月为830 m, 10月上半月为832 m, 10月下半月～6月上半月为834 m, 6月下半月为832 m。
4.3 初始条件
利用给定的起始上边界条件进行模拟计算, 当各断面流量与起始流量相等时, 此时对应的各断面流量和水位即为初始条件。
4.4 断面资料
从万家寨坝下至天桥坝址之间, 河段长度为101.1 km, 共有39个断面, 其中万家寨坝下至龙口坝址河段长度25.6 km, 共有13个断面, 龙口坝址至天桥坝址共有26个断面, 河段长度75.5 km。
4.5 河道糙率
河曲水文站位于龙口水利枢纽坝址下游约25.8 km处, 河道糙率根据2010年3月河曲水文站实测流量和本次模型计算流量过程进行率定, 经过综合分析计算选定的河段主槽糙率为0.03, 滩地糙率为0.05。
5反调节作用分析
5.1 减少流量波动幅度、改善下游河道的水流条件
根据万家寨水利枢纽和龙口水利枢纽冬季典型日下泄流量过程, 进行一维非恒定流模拟计算, 计算结果见图1～3和表1。
从图和表中可以看出:
(1) 由于龙口—天桥河道对电站日调峰非恒定流的坦化作用, 河道自上而下, 最大流量逐渐变小。以龙口建成前河道流量为例, 龙口坝址最大流量为1 687 m3/s, 天桥入库断面最大流量为1 155 m3/s, 流量减少532 m3/s。
(2) 龙口水利枢纽建成后与建成前相比, 龙口坝址和天桥入库冬季典型日最大流量减小, 最小流量增加, 水流波动幅度减小。以天桥入库为例, 龙口建成前最大流量为1 155 m3/s, 龙口建成后最大流量为996 m3/s, 最大流量减小159 m3/s;龙口建成前最小流量为200 m3/s, 龙口建成后最小流量为222 m3/s, 最小流量增加22 m3/s;龙口建成前流量波动幅度为955 m3/s, 龙口建成后流量波动幅度为774 m3/s, 流量波动幅度减小181 m3/s。
5.2 改善下游农业灌溉泵站取水口的引水条件
龙口坝址至天桥坝址河道长75.5 km, 河道两岸共有39座中小型扬水站, 其中右岸内蒙古准格尔旗有17座扬水站, 扬水站取水口高程在850～860 m之间, 装机容量约1.66万kW, 灌溉耕地300.67 hm2 (0.451万亩) , 每年从黄河取水量约为108万 m3;左岸山西省河曲县有22座扬水站, 扬水站取水口高程在840～858 m之间, 灌溉面积约为3 333.33 hm2 (5万亩) , 每年从黄河最大取水量1 515万 m3。
由于龙口下游河道农业灌溉用水在夏季, 因此, 选用夏季典型日河道最小流量进行分析, 图4为龙口—天桥河道夏季典型日最小流量对比图, 从图4可以看出, 无论是龙口建成前还是建成后, 河道自上而下, 最小流量值逐渐增大, 但龙口建成后河道沿程流量明显大于龙口建成前, 龙口建成前河道流量较小, 特别是龙口坝址—河曲水文站河段, 河道几乎断流, 其最小流量不到20 m3/s, 甚至有些河段小于10 m3/s, 而龙口建成后, 由于龙口水电站建有1台小机组, 其瞬时下泄流量不小于60 m3/s, 使得龙口水利枢纽建成后河道流量明显高于龙口建成前, 其中龙口坝址—河曲水文站河段, 河道流量增加尤为明显, 流量增加40 m3/s以上, 这对改善龙口下游河道两岸灌区灌溉引水条件起着重要的作用。
5.3 可减小天桥水电站弃水, 增加天桥水电站发电量
天桥水电站是黄河北干流上第一座径流式电站, 天桥水库库尾距龙口水利枢纽坝址约52 km, 天桥水库正常蓄水位为834 m, 死水位828 m, 水电站装机容量为128 MW, 额定流量为884 m3/s。天桥水电站原设计是一座日调节的径流式电站, 在山西电网中承担调峰任务 (弃水调峰) 。由于水库泥沙淤积严重, 目前水库的有效库容仅为2 000万m3左右, 电站在系统中基荷运行。
从图3和表1可以看出, 龙口水利枢纽建成后, 天桥水库入库流量更加均匀, 冬季典型日最大流量减少159 m3/s, 最小流量增加22 m3/s。龙口建成前, 天桥水电站冬季典型日发电量为188万kW·h, 而龙口建成后, 由于天桥弃水量减少, 并且电站可以保持高水位运行, 天桥水电站日发电量略有增加, 为193万kW·h, 日发电量增加了5万kW·h。
6结语
中央枢纽 篇4
近年来, 随着我国城市化进程不断加快, 城市人口逐年增加, 使得城市出现交通、住房、环境等多种社会问题, 城市经济发展和人们生活水平的提高受到城市空间容量的制约, 为缓解这一问题, 城市水平空间规模不断扩大的同时也向着立体化形式发展, 形成地面、地上、地下空间一体化模式。道路、交通枢纽等交通空间置于地下, 在其快捷、高效、大运量、不易受环境影响等优点充分发挥的条件下, 同时也存在一定问题。报道显示, 地下交通枢纽空间规模越巨大、功能结构越复杂、使用年限越久远, 其中的安全隐患问题也就越多。由于地下交通枢纽空间的封闭性和不易识别性等因素的影响, 发生火灾、爆炸时所带来的危害也就越大, 所以我们在开发地下空间的同时, 更应该注重对其消防安全等方面的研究。
1 工程概况
长春火车站见证了长春上百年的历史, 自身经历了八次建设和改革, 火车站包括南、北两个站房以及地下枢纽空间。南广场地下交通枢纽工程 (站前广场工程) 开始于2014年5月, 计划三年内完成, 南至人民大街路口, 东至长白路路口, 西至辽宁路路口, 总工程用地面积为6.34 hm2, 南北长约250 m, 东西宽约360 m, 工程包括交通枢纽换乘大厅、小汽车落客厅、小汽车地下停车库、出租车接落客系统、地面公交停车场、地面道路系统及导向标识设计。地下三层、地面除出入口外没设置建筑物, 本工程设计使用年限为50年, 建筑物耐火等级为一级。图1~6为工程现状及各平面图, 表1为各层功能说明。
2 空间特征及火灾特性
2.1 空间特征
1) 空间的巨大化和深度大。综合交通枢纽作为城市客运网络中的重要节点, 汇集多种交通方式, 且集散大量往来人群, 各种交通方式之间换乘衔接, 形成了一个庞大的交通系统, 仅满足交通功能就需要大体量空间。据报道, 我国大型交通枢纽中心每天集散人群数量可达到几十万人次, 城市地面道路、广场空间的局限使得其成为向地下发展的多层建筑。从环境心理学的角度来说, 空间要给人以舒适感, 大空间建筑中由于水平面积大, 其垂直高度也随之增大, 使空间不显得局促压抑, 减少空间对人们心理的不良影响。
2) 功能结构的复杂化。现代综合交通枢纽多以交通运输为主体, 结合周边商业、办公、娱乐等功能, 同一平面存在多种功能空间, 形成多功能一体的地下空间综合体。交通枢纽系统中包括各种交通方式以及彼此之间换乘空间, 国铁与公交、国铁与地铁、地铁与地铁、地铁与公交, 至少两种交通方式在此交叉集散, 导致其空间呈立体式发展, 以实现人流、车流的合理化分配。为了给旅客提供便利服务, 换乘空间、交通线路等空间附属商业等功能, 不同功能之间通过衔接空间联系, 空间流线互相交叉, 同时也增加了地下空间的复杂性。例如:2010年上海静安寺枢纽打造出首个“P+B+M”模式 (即停车场、公交、地铁多元化一体) 的交通枢纽, 创建了安全的公交出行环境, 成为城市交通枢纽发展的方向标。
3) 封闭性和不易识别性。为了缓解城市用地资源紧张、改善地面交通拥堵、停车困难等现状, 交通枢纽的大部分功能空间都置于地下, 地面通常设置为广场、商业建筑及办公建筑等, 交通枢纽的空间体块具有一定的隐蔽性。其位置的特殊性使得地下空间的出入口、门窗等设置也相应地受到一定限制。相比地上建筑, 地下枢纽空间缺少自然光线、看不到外界事物等不利情况多一些, 部分地铁等交通空间需要通过集散大厅间接地与地面联系, 没有直接对外出口, 封闭性增强, 使其空间内的人们对周围环境的感知能力减弱, 方向感变差, 给人们选择路线时带来一定困难。
2.2 火灾特性
1) 火灾初起时不易被察觉。由于地下交通枢纽本身空间尺度巨大, 结构复杂, 作为个体的人处于其中, 并不能感知到每一个角落发生的事情, 此外, 换乘人员在此空间内停留的时间较短, 地下空间对于人们来说还是有一定的陌生性, 人们即使闻到火灾燃烧产生的烟气, 也不易第一时间对附近火灾做出正确的判断, 因此, 火灾发生初起阶段有可能不会被准确地察觉到。
2) 火灾发展时内部空间温度高、烟气大。交通枢纽空间火灾初起阶段不易被发现, 人们通常错过了火灾扑灭的最佳时期, 随着火势发展愈演愈烈, 燃烧产生的热量也就越来越多, 严重时甚至会发生轰燃现象。此外, 由于交通枢纽空间处于地下多层, 周围都是岩土层, 空间密闭性较强, 与外界的气流交换主要依靠电器设备, 发生火灾时地下空间的氧气含量不足, 造成不充分燃烧, 从而产生大量的CO等烟气, 充斥着整个空间内部, 阻挡疏散人群的视线, 给人员的疏散带来一定的阻碍。
3) 人员疏散困难、火灾扑灭难。多种交通方式集聚换乘, 使得交通枢纽空间内的具体人员数量具有不确定性, 可能在某一时间段人流量迅速增大、聚集, 给人员正常流动造成一定的压力。且地下空间面积的增大, 疏散距离相应拉长, 功能结构复杂, 使得疏散路线产生穿插的可能, 给人们选择路线带来了一定的阻碍, 易造成往返逃生的现象。地下空间大部分无自然光直接照射, 空间比较昏暗, 方位辨识度降低, 不利于乘客在有效的时间内选择正确的逃生路线。逃生过程中, 人员通过较窄的通道和出入口等空间节点时, 通行能力会减弱, 降低逃生速度。此外, 地下交通枢纽发生火灾时, 消防车不能直接进入地下进行扑救, 大部分火灾都是依靠自然喷淋系统进行灭火, 在人员安全疏散离开之后, 有的甚至关闭对外出入口, 防止地下火灾蔓延到地上来, 因此, 相对地上建筑来说, 地下交通枢纽空间中发生火灾时, 人为主观的抢救行动也就相应的困难许多。
3 消防设计难点
长春站南广场地下交通枢纽工程内部设有换乘大厅、商业用房、地下通道、设备和管理用房等配套服务设施, 其消防设计可遵循GB50016-2006《建筑设计防火规范》 (以下简称《建规》) 的规定。地铁站台展厅层部分, 主要为地铁1号线和轻轨3号线的站台层、站厅层、设备用房及出站通道。其消防设计可遵循GB50157-2013《地铁设计规范》和GB50490-2009《城市轨道交通技术规范》的规定。在现有的消防设计方案中主要存在一些问题, 现行的规范不能完全涵盖和不能完全按照规范规定进行设计, 需要运用性能化防火设计的方法进行分析论证, 存在的主要消防设计难点见表2。
4 针对消防设计难点进行性能化设计分析
4.1 防火分区的分隔
考虑地下一层交通换乘大厅主要作为人员集散区, 与周围进行相应防火分隔且对其内部零星商业进行严格限定后, 固定火灾荷载较少, 本身火灾发生概率较低, 并且设置自动喷水灭火系统和排烟系统, 从而使换乘大厅作为一个较安全的人员疏散过渡区域。火灾时人流通过换乘大厅疏散, 符合人们的心理习惯, 不易造成混乱。因此, 该区域应满足以下要求。
1) 大厅与城市通廊、公共换乘厅应采用防火卷帘两侧加旁通防火门或疏散前室的方式进行防火分隔;与春华商场采用防火墙及防火间隔的形式进行分隔;与设备及功能用房采用防火墙及甲级防火门分隔;与车库及出租车等候区采用防火墙及防火卷帘分隔。
2) 地下一层大厅内人员疏散区、通道内及地下2~4层地铁轻轨站台、站厅公共区域不应设置任何商业 (包括零星商业) , 其他区域如设置零星商业, 则其售货总面积不应超过100 m2, 单个售货区面积不应大于10 m2, 且与相邻售货区之间的距离应大于8 m。
3) 大厅东、西侧和南侧如设置小型商业网点 (作为地下枢纽辅助商业用房) , 应划分独立的防火分区, 采用防火单元 (单个商铺面积不超过500 m2) 的方式与大厅进行分隔, 与换乘大厅局部连通处采用防火间隔的形式。
4) 地下一层大厅公共通道自身的宽度不小于8 m, 且其内部任意点到最近安全出口不大于60 m, 地下2~4层轻轨及地铁站台站厅区内部任意点到最近疏散楼梯不大于50m。
5) 建议地下一层两处共享中庭开敞式下沉广场。
4.2 性能化疏散分析
根据建筑特点和人员荷载, 通过模拟软件的方法分析, 在最不利的情况下, 建筑内部各个区域人员在有效的疏散宽度和疏散距离的情况下所需要的疏散时间。
对于人员安全疏散的设计目标, 满足火灾发生时, 空间内人员能安全疏散到建筑室外安全地区的要求。
首先, 分析建筑的火灾危险性、设定合理的场景, 分别运用Pathfinder软件模拟出人员疏散情景, 得出人员全部安全疏散到室外空间所用的时间TRset, TRset=TA+TR+1.5×TM, 其中TA为报警时间, TR为人员响应时间, TM为人员疏散行走时间 (一般情况下为软件模拟所得时间) , 当然疏散时间受到多种因素影响, 例如疏散人群的总数、疏散人群的行走速度、人员对建筑物的熟悉程度、疏散通道的有效宽度、出入口的个数及宽度等等。
其次, 运用FDS模拟分析火灾场景中烟气流动规律, 得出空间内烟气、温度达到人们能忍受的极限值, 火灾发生之后到对生命造成威胁时所用的时间, 也就是人员可用的疏散时间TAset。将TRset和TAset进行对比, 若TRset<TAset, 则发生火灾时人员可以安全疏散到室外安全区域, 若TRset>TAset, 则有部分人员不能被有效疏散, 应对设计本身进行一定的修改或优化, 以确保建筑的安全性, 见图7。
5 思考与总结
5.1 思考
1) 疏散模拟中, 针对疏散人群的变量仍有很多不确定因素, 例如疏散人群的性别、年龄等直接影响其反应时间和疏散能力。
2) 疏散通道宽度、出入口宽度和建筑空间高度可以适当调整, 以达到最优的疏散条件。增加明确的导向标志, 方便人员疏散时正确选择路线。
3) 模拟实验只是结合理论与案例的计算机模拟技术, 并非实地演习和现实情况, 因此, 与现实发生的情况之间的比较仍需进一步探究。
5.2 结论
1) 合理划分防火分区, 地铁站厅发生火灾时, 可以通过换乘大厅进行疏散;换乘大厅发生火灾时, 地铁站厅人群不应经换乘大厅进行疏散。
2) 换乘疏散大厅中疏散距离过长的空间可通过相邻分区的疏散楼梯进行疏散。
枢纽互通立交设计探讨 篇5
1.1 区域位置
呈村降互通立交是绩溪—黄山高速公路与徽州—杭州高速公路(屯溪—杭州)交叉的一级互通立交。位于黄山市歙县北岸镇,是连接两条高速公路的大型枢纽工程,是安徽省高速公路干线网骨架的重要节点,对完善安徽省公路网建设将起到重要作用。
1.2 地形特点
互通立交处于皖南中低山区的腹地,地形起伏大,沟壑纵横。西部属黄山山脉,东部属天目山—白际山山脉,地形较为复杂,场地狭小,河流弯曲,使互通立交布设受到很大限制。此外,地方规划、厂矿企业分布都对互通布设有一定的影响。
1.3 隧道对互通布设有一定影响
呈村降枢纽互通距离佛岭隧道终点较近,且由于隧道出口高程较高,导致互通内匝道纵坡较陡。
JTJ 011-94公路路线设计规范要求互通立交与隧道的间距大于1.5 km,这在山区高速公路上受地形和场地限制,是难以达到的。本项目设计中掌握下列原则:1)加速车道三角渐变段的终点不得进入隧道内,且一般宜距洞口保持大于3 s行程的距离。2)减速车道三角渐变段的起点距洞口的距离,考虑到隧道洞内外光线变化对驾驶员反应时间的影响,考虑出口标志的设置距离和驾驶员的辨别指路标志所需位置等因素,一般按不小于6 s行程且不小于150 m考虑。
1.4 地质条件相对较好
由于地处山区,立交区的地质条件相对较好,没有软土等不良地质,但需注意挖方边坡的稳定性。
2 互通立交设计原则
1)安全第一是互通立交设计的首位原则。为此,匝道与主线相接的出入口段匝道选择较高的平纵面指标。2)在保证安全的前提下,应满足使用功能。坚持保护环境、提高舒适、节约投资、注重景观的设计概念。因地制宜,选择合适的技术指标。充分利用地形、减少占地,减少对自然地貌、植被的破坏。3)在设计中充分考虑道路视觉效果,注重互通立交的美观及与周围环境的协调。
3 交通量
呈村降互通式立交是高速公路网中的重要节点,与徽杭高速公路交叉桩号为K33+300。该立交2029年预测转弯交通量为33 568辆小客车/d(见图1)。扬州—黄山方向交通量为主要交通量,占转弯交通量的58%。
4 互通位置的选择
4.1 互通区域内影响因素
1)距离徽杭高速公路的金山互通立交距离太近,须在徽杭高速两侧增设辅助车道,须拆除重建徽杭高速公路K32+100,K32+450右侧高边坡(50 m高);2)互通立交匝道处地势较低,桥梁较长;3)佛岭隧道出口高程;4)徽杭二级公路(S324)与徽杭高速距离较近,与本互通干扰较大;5)徽杭高速南侧的山体;6)徽杭二级公路(S324)北侧的几处村庄;7)徽杭高速公路南侧与山体之间的河沟。
4.2 方案比选
4.2.1 推荐方案
T形枢纽立交方案见图2。
本方案的优点是:1)利用有限的空间布线,线形顺畅,指标较高;2)避让了西侧的化工厂及东侧的村庄;3)利用山体缩短了桥长;4)对徽杭高速公路南侧的山体干扰较小。
本方案的缺点是:1)由于徽杭二级公路(S324)距离徽杭高速过近,导致各匝道均需要跨越S324,夹角较小,桥梁较长且施工难度大。2)由于隧道洞口高程较高(180 m),而徽杭高速高程较低(130 m),因此互通立交纵坡较大,且自隧道洞口至接上徽杭高速一路均是下坡。
呈村降互通推荐方案的主线设计速度为v=100 km/h,徽杭高速公路设计速度为v=80 km/h。匝道设计车速为60 km/h,线形指标采用大于规范规定的最小值,圆曲线最小半径R=180 m,最大纵坡 3.85%。匝道宽度:单向单车道宽度8.5 m,单向双车道宽度为10.5 m。
立交区设桥梁3 147.4/9座,涵洞两道。
4.2.2 比较方案
针对纵坡较大的问题,采用了加设休息坡,增长变速车道的方法进行改善。
针对S324距离徽杭高速过近的问题,提出比较方案进行比较(见图3):互通形式不变,将S324改移至山边,以改善互通立交的匝道纵坡,缩短桥长。
本方案的优点是:S324改线后,匝道纵坡改善,缩短了匝道桥长。
本方案的缺点是:改建S324,对S324交通流影响较大,须拆迁永利化工厂。
呈村降互通比较方案的主线设计速度为v=100 km/h,徽杭高速公路设计速度为v=80 km/h。匝道设计车速为60 km/h,线形指标采用大于规范规定的最小值,圆曲线最小半径R=180 m,最大纵坡 3.42%。匝道宽度:单向单车道宽度8.5 m,单向双车道宽度为10.5 m。
立交区设匝道桥2 715.4 m/9座,涵洞两道,通道1座。
5 结语
在徽杭高速公路K32+100处半径为R=470与其后反向对接R=695.112,紧随为徽杭高速公路出口向扬州方向的复合曲线、三角渐变段等,驾驶人在流入到高速公路的曲线上,须处理大量信息,作出多个动作;由于超负荷任务,很难在短时间有效完成,徽杭高速公路该段限速为60 km/h。
对于互通位于山区的,要保护自然环境,防止二次破坏土体,减少地质灾害的发生。
互通匝道尽量设计尽量利用地形,缩短桥梁长度,节约工程造价。
呈村降互通立交的设计有着代表性,笔者通过它所引出的是山区互通设计中的思路问题,希望在这一方面为今后的设计提供一个借鉴,起到抛砖引玉的作用。
摘要：针对在枢纽立交的设计中如何针对所处地形、地质、路网等条件提出经济合理的建设方案这一问题,以呈村降互通立交为例,介绍了互通立交设计原则,结合交通量预测,对该立交进行了方案比选,以期指导类似设计。
关键词：高速公路,枢纽工程,互通立交,设计方案
参考文献
[1]JTG D20-2006,公路路线设计规范[S].
[2]日本道路公团.日本高速公路设计要领几何设计、休息设施[M].西安:陕西旅游出版社,1991.
[3]JTG B01-2003,公路工程技术标准[S].
[4]中国公路学会.交通工程手册[M].北京:人民交通出版社,1998.
航电枢纽清污系统改造 篇6
关键词：清污机,门座式起重机,转运小车
0引言
汉江崔家营航电枢纽工程位于汉江中游丹江口—钟祥河段,坝址位于湖北省襄阳市下游17 km处,是一个以航运为主,兼有发电、灌溉、供水、旅游、水产养殖等综合开发功能的项目。电站安装6台15 MW灯泡贯流式发电机组,额定水头下耗水量366 m3/s,年利用小时4331 h,年平均发电量3.89亿k W·h,枢纽于2010年全面建成投运。
每年汛期,当河水流量在2000~3500 m3/s时,上游支流的大量水草顺流而下,聚集在发电站机组进水口,草堆厚度将近2 m。原有1台移动式耙斗清污机清污能力有限,导致机组拦污栅经常性堵塞,影响机组出力,严重时直接造成机组逆功率事故停机。水流在进水口1#~6#机组挡墙形成涡流,如果6#机堵塞将蔓延至5#机堵塞,6#,5#堵塞将蔓延4#机堵塞,如此恶性循环。因水草堵塞,机组负荷只能达到额定负荷的70%。表1为清污系统改造前2011年9月的发电量统计,从数据可以看出因清污不及时给电站造成直接发电经济损失高达27.4万元/天。
1清污系统设计构成
崔家营航电枢纽清污系统设计主要由浮式拦污栅、进口拦污栅、耙斗式清污机组成。
(1)浮式拦污栅。浮式拦污栅由127个的浮栅单元(浮箱)组成,通过36ZAB6X19+FC1670SZ钢丝绳串联并固定,浮式拦污栅主要用于拦住漂浮物,避免漂浮物直接冲进进水口拦污栅造成堵塞。
(2)进口拦污栅。进口拦污栅由1组75度角斜栅构成,由栅叶、清污导板、支撑钢柱组成,设置在机组进水口前,用于拦阻水流挟带的水草、漂木等污物。
(3)耙斗式清污机。1台2×80 k N耙斗式移动清污机装于机组流道进水口检修平台,主要用于电站6台机组流道进水口拦污栅栅面清污和水平运污。清污机采用液压耙斗,耙斗宽3.75 m,最大容量2 m3。
2原有清污设施存在的问题
(1)水草数量远远超出预期。汉江上游及唐白河支流河道的杂草每年汛期顺流而下,漂流至崔家营上游坝区水域。在泄水闸没有泄洪、电站发电的情况下,杂草会随水流在电站浮式拦污栅前聚集,崔家营清污系统为普通配置,汛期水草聚集量超出了设计清污能力。
(2)浮式拦污栅拦污效果有限。当杂草垃圾在拦污栅前聚集较多时,整个浮式拦污栅会有较大的弯曲弧度,杂草全部聚集在弯曲部位,堆积到一定程度后,从浮式拦污栅底部翻进电站进水口,在拦污栅前大量聚集。
(3)耙斗式清污机清污效率低。耙斗式清污机完成一次清污过程平均耗时约10 min,打捞杂草约1 m3,从6#机组清污点至卸污场往返用时10 min,且清污范围局限于进口拦污栅栅面,另外清污耙斗自身重量不够,遇到吸附在拦污栅厚实的草堆,清污耙斗下不去抓不动,能力有限,种种缺陷造成清污能力效率低,清污机无法解决大量杂草问题,只能作为辅助的清污工具或非汛期的栅面清污工具。
(4)清污机不能动水清污。清污机采用下水电缆控制液压耙斗,下水电缆由于自重和水流作用,频繁扯断电缆;同时液压耙斗在水流作用下,经常出现抓空现象。当大量杂草被发电水流吸附在拦污栅前时,清污耙斗下不去也抓不动,需停机清污。
(5)清污存在“盲区”。部分杂草、污物可穿过拦污栅进入检修门槽,造成机组技术供水管路堵塞、放检修叠梁门时门底因杂物造成检修门漏水。现有清污设备无法清理门槽内杂物,只能使用人工清污,清污任务重而且危险性大。
3清污系统改造
结合现场条件,针对清污系统存在的问题,通过局部改造、增加设备、更换设备、优化设计等方式进行的一系列改造,提高了清污效率,降低了发电损失。改造后的清污系统现场布置如图1所示。
3.1增加固定门座式起重机和专用排漂门
根据6台机组发电时的水流在6#机位置形成涡流,杂草在6#机前拦污栅聚集的特点,结合现场水工建筑物的实际布置,选择在6#机挡水墙上增加1台门座式起重机,起重量8 t,臂长17 m,工作幅度5~15.5 m,抓斗最大容积2.5 m3,可360°全方位旋转,门座式起重机清污效率高,完成一个清污动作用时约45 s。通过门座式起重机将6#机范围内的污物抓到泄水闸1#孔。
同时在泄水闸1#孔增加排漂叠梁门(利用原有3节检修叠梁门,新增1节2 m高的叠梁门组成排漂叠梁门),排漂叠梁门总高度低于上游正常水位1.9 m,配合工作弧门将漂浮在水面上的污物快速地排至下游,同时减少泄水量,还可避免对下游护袒的冲刷。
固定门座式起重机造价低,覆盖范围15.5 m,只能清除6#机局部范围内的污物,不能清除其他机组进口拦污栅前的污物,移动门座式起重机可以解决此类问题,值得推广但造价较高。
3.2增加1台清污机
重新设计1台清污机与原有清污机同轨道。为解决下水电缆问题及实现动水清污,新增清污机采用机械耙斗,并通过机械加压确保耙斗在大量杂草环境中也可实现闭合。同时将清污耙斗宽度增加至5 m,耙斗容量增加至3 m3,耙斗重量增加至6t,增设悬臂抓斗以满足检修门槽及拦污栅前辅助清污的要求。
3.3增加1台转运小车
在检修门槽盖板上新增1台转运小车,用转运小车代替原有的清污机集污斗,实现3台清污机共用1台转运小车运污,小车容量为12 m3,具有现地/遥控功能,方便操作。运污小车取代集污斗,不仅具有清污机转运杂物的功能,还能实现同轨道的2台清污机同时运行,提高了清污效率。
4改造效果
清污系统通过一系列的改造,整个清污体系较为完善,运作协调,高效,为正常发电提供了保障。经过2015年大量水草侵袭检验,清污系统改造成效显著,发电损失降低到98.68万元,见表2。
5导污思路
清污的最佳方案首选导污,充分考虑发电耗水量与泄水量的问题,通过科学的比较和合理的疏导使污物在排漂门前聚集,在合适的时间开启排漂门,将聚集的污物直接排放至下游,可以很好的解决清污难题,提高发电效率,减小清污投入。浮式拦污栅的设置相当重要。浮式拦污栅普遍采用的是钢丝绳柔性连接方式,由于发电水流原因呈一定弧度,杂草聚集在弧线上,因此,在设置浮式拦污栅时应尽量增大角度,减少弧度,由于崔家营的原有水工建筑物的特殊性,浮式拦污栅设置的改进实施代价过高。目前,国内有些设计单位已考虑到导污这个问题,将进水口的进水设计为侧面进水,有效的解决导污问题。
6结语
清污工作是内河航电枢纽的技术难题之一,不同环境、不同的地理位置,污物不同,清污方式不同,因地制宜制定适合本枢纽的清污方式显得十分重要。崔家营清污技术改造遵循“一导二疏三打捞”的原则,对于无法通过水流疏导的污物,在清污设备上改造创新,提高清污效率,改变传统的清污模式,系统解决清污过程中排污、打捞、转运的问题。一是因地制宜,采用效率更高的门座式起重机配合排漂孔进行清污、排污,其中移动门座式起重机在大量漂浮物的水电站清污的应用研究值得推广;二是技术改造,将传统清污机集清污、运污的功能分开,单独装设遥控运转小车,进一步提高清污机的工作效率。
参考文献
[1]王友亮,刘然心,汪宏志.三峡水利枢纽拦污和排污工程措施研究[J].长江科学院院报,1997,(2).
[2]童中山,周辉,吴时强,等.水电站导漂建筑物研究现状[J].水利水运工程学报,2002,(1).