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桁架结构工程实例解析——苏州火车站

现状苏州站是上海铁路局直属站，是办理客货运输的一等站。位于苏州城区北端护城河北岸。2010年7月1日，新火车站北站房及北广场建成并投入使用，运输能力显著提升，南站房与南广场预计将于2012年底建成，预计至2020年可日发送旅客5.66万人，是之前的1.72倍；至2030年预计可日发送旅客8.13万人，是之前的2.47倍。新火车站建筑规模以及每日客流量都属于特大型客运站。站场规模从过去的3个站台6条铁轨，扩大到现在的7个站台16条铁轨，而且铁轨功能进行了严格区分，不再像过去那样混用干扰，其中普通列车占用4站台9轨道，城际列车占用3站台7轨道。

总平面图

地下一层平面图

建筑特色苏州火车站是我国最为繁忙的交通走廊—沪宁通道上的主要客源点,京沪铁路和沪宁城际列车均在这里经过。新建的苏州火车站聚集铁路、城市轨道、城市道路交通,成为一座现代化的交通枢纽。其站址位于新、老城区交界的原有站房位置,南临苏州古城护城河,北接平江新城。新建苏州火车站的设计自始至终坚持了“以人为本,以流为主”的理念。在设计中对于现代化、大空间的交通建筑在城市尺度、建筑体量方面如何融人到古城苏州的城市环境中,如何延续城市肌理和文脉等问题进行了研究和思考。努力探索创造出符合“苏而新”特征的具有鲜明地域性特征的建筑精品。

空间形态与建筑造型在苏州火车站的创作当中,充分尊重苏州地域文脉,和城市环境、社会环境相协调,从当地的人文环境、文化环境人手,试图探索出创作“苏而新”建筑风格的手法。首先,结合苏州站临近古城的环境特点,挖掘出菱形体空间为主要根本元素,成富有苏州地方特色的屋顶—菱形空间网架体系。“菱形”屋面与结构浑然一体,形式与内容高度统一,同时解决了大跨度的问题。大体量的屋顶被分解成上下起伏、纵横交错的屋面肌理和大小各异的采光天井,既有效地解决了候车大厅、站台的采光通风问题,又把大空间、大体量现代化交通建筑通过化整为零的手法融人了古城的城市尺度,延续古城的城市肌理。南站房人口处屋面出檐深远,半室外的南人口集散空间结合广场、绿地、园林,把建筑和自然环境相融合。站房外墙采用栗色的网格金属幕墙,照应苏州民居中“窗”的建筑意象两组镶嵌着菱形灯笼的圆柱撑起大跨度的双层菱形网架,栗色的结构杆件照应着粉墙黛瓦。斜坡顶、灯笼柱映衬在粉墙上,光影浮动、假设隐假设现。北站房人口处随着高桥飞架,凸显现代建筑品位。候车大厅两侧的裙房根据车站的功能需要,组织了不同尺度、用于通风采光的内庭院,小桥流水,绿竹葱笼,营造出具有典雅苏州味道的闹中取静的空间气氛。

流线与布局出站旅客经地下出站通道可到达出租车载客区和地下停车场,也可经扶梯到达地面换乘公交车、旅游车和长途车。地下一层中央通道,连通南北广场和地下停车场,通道两侧设有出站通道。首层共设7座站台分别供城际和普速列车停靠。北站房进站广厅两层通高,首层布置根本站台侯车、售票厅和贵宾候车室等。南站房进站广厅结合广场设计成半室外开放空间。候车室、售票厅、贵宾室、行包房等结合庭院分列两侧,秩序井然。车站内部高达巧的高架候车大厅把南、北站房连为一体普速、城际旅客候车区实现空间共享,室内通道、商业效劳、辅助用房分隔出不同功能的候车区。

室内建筑内外表达一致，候车大厅开敞明亮，白色菱形天花镶嵌着栗色的结构杆件，刚性的几何形式与空透的木构架相互穿插，开合之间形成丰富的界面表情，同时也防止了阳光直射。粉墙黛瓦，栗色花窗格栅，深灰色的窗框，共同构成室内墙面肌理。

结构与功能火车站作为人流量最大的公共建筑，形式上它需要很大的空间，结构上需要一个大跨的屋顶，由于桁架结构受力合理，施工方便，常常用于大跨结构建筑屋顶设计中，所以，桁架结构就成为火车站建筑的首选。苏州火车站屋顶采用倒三角立体桁架，

结构与造型建筑从苏州古城中提取元素，采用菱形体作为根本构图元素。苏州火车站所采用的倒三角立体桁架不仅满足结构和功能上的要求，而且正好符合菱形的形式。

结构形式苏州火车站主体站房为地下三层，地上二层〔地下还未建成〕。地上二层为高架层，楼面标高8．70m，屋盖顶部结构高度为31．91m。屋面钢结构为大跨度空间网格结构，大跨度屋盖平面呈工字形，南北方向最大尺寸为353．4m，东西方向最大尺寸为198m，屋盖最大高度为31．91m。大跨度屋盖由设置在下部混凝土结构柱顶的抗震球形支座上的斜撑杆支承，东西方向柱距为88m，最大柱距达132m；南北方向柱距为22～55m。屋盖结构采用双向布置，桁架截面为菱形，菱形宽度为11m，高度为8m。先期施工的北区钢结构总重量约7000t，共有东西向16榀主桁架。整个北区钢屋盖设计有8个支点支撑，最大跨度达132m，这