谈城市快速轨道交通建设与城市历史文化保护

2010-08-15 00:51张义安
山西建筑 2010年22期
关键词:轨道交通振动历史

冯 祯 张义安

城市规模不断扩大和城市人口急剧膨胀使得越来越多的城市的公共汽车很难适应城市交通运输的需要,城市快速轨道交通以其显著的社会、经济和环境效益,逐渐成为城市公共交通体系不可或缺的一部分。但另一方面,对于以历史文化建筑为重要构成的城市,城市轨道交通建设常使其面临选择发展和保护的两难困境。

1 城市快速轨道交通建设的社会、经济和环境效益

城市快速轨道交通能大幅度提高公共交通出行比例,缩短公众出行时间,提高机动车车速,对城市交通状况有明显的改善作用,同时减少事故率,保障交通安全,具有显著的社会效益。与公共汽车等其他公共交通相比,城市快速轨道交通具有安全、舒适、准时的特点,其正点率可达95%。由于城市快速轨道交通系统是全封闭的交通系统,具有专用的运行线路,不受其他车辆、行人、道路等因素的干扰,其本身事故发生率比地面交通事故要少得多,安全运行率高达98%。

城市快速轨道交通建设有利于促进就业、推动相关产业发展。根据已建成的城市快速轨道交通的情况来看,平均每千米可提供就业岗位约150个。城市快速轨道交通建设规划的实施,将促进沿线地区经济建设的快速发展,特别是为第三产业的发展带来大量商机。城市快速轨道交通线到达的城市边缘新建的居住区、工业区或商贸区,还将带动配套的经济基础设施建设,同样会扩大投资需求,创造大量就业机会。

除此之外,城市快速轨道交通人均占用道路面积少,能根据不同路段的地面交通和土地供应状况,从地面、高架、地下三种通行方式中选择合适的一种,尽量少与其他建筑物和运输方式争夺用地,避免土地资源紧缺的问题。城市快速轨道交通采用电力为能源,能大大减少机动车对城区大气的污染。

2 城市历史文化保护的重要性

城市历史文化是城市历经百年甚至数百年历史辗转、积淀而形成的,往往集中突现了古代和近代中国殖民地和半殖民地、封建和半封建社会城市发展的轨迹,是城市发展脉络和不同时期历史特征的体现,对中国古代、近代、现代历史和社会发展产生过重要影响和作用,尤其是一些近现代建筑,由于历史的原因,呈现出独特的异国文化和国际文化的交融和积汇(如武汉、青岛、上海等历史文化名城)。在这种源远流长、博大精深的历史背景下,丰厚的城市历史文化底蕴和具有历史见证意义的城市历史文化建筑显得尤为值得关注和保护。1976年联合国教科文组织(UNESCO)于内罗毕通过的《关于历史地区的保护及其当代作用的建议》,强调“历史区域及其环境应当视为一种不可再生的普遍的遗产”[1],号召采取必要步骤保护、保存和修复历史性城镇和地区。由此可见,城市历史文化保护意义之深重。

保护城市历史文化的核心在于保护历史文化街区和历史文化建筑。对城市历史文化街区的保护应以整体规划和设计、明确分区和布局为主,根据不同文态环境的性质(如历史的或现代的等),规定不同风貌分区的范围。任何风貌分区单元之内,确定统一的文化景观和建筑基调,作为该分区环境风貌的主导。

3 城市快速轨道交通建设对城市历史文化的影响

3.1 城市快速轨道交通建设对城市历史文化的保护作用

城市历史街区和历史文化建筑集中区往往为老城区,道路相对狭窄、曲折,对于居民出行的制约性大。由于城市历史文化保护区所承载的地面交通容量主要由保护建筑分布、街道格局和周边环境条件等先天因素决定[2],强制性道路设施扩容将对保护建筑产生十分不利的影响。城市快速轨道交通可以帮助避免这类问题,一方面能解决居民出行量大、出行不便的现象;另一方面通过合理选择地下线或高架线运输方式有效减缓道路扩容对保护建筑的危害。

3.2 城市快速轨道交通建设对城市历史文化的不利影响

1)对城市历史文化景观的影响。城市快速轨道交通是现代科技的产物,其设计风格与以历史文化为底蕴的城市风格不相一致。一般来说,对于城市快速轨道交通地下线,影响景观的工程因素主要为车站、风亭,其景观因子有外形、结构以及整个建筑带的协调性。对于地上线,影响景观的工程因素主要为高架轨道、桥梁和车站。高架轨道的主要景观因子为高架轨道的高度、所在道路红线宽度以及与将来规划建设的建筑物的距离;桥梁主要为轨道沿线设计的互通立交、分离立交和各类桥涵,其景观因子为桥梁的高度、结构、距离建筑带的距离;其他影响景观的工程因素包括隧道出口、车场等。这些建筑如果在设计中与周围建筑风格差异较大,将可能成为破坏整个历史文化街区风貌的建筑。

2)对城市历史文化建筑的影响。城市快速轨道交通建设对城市历史文化建筑的影响主要表现为地铁振动引起的对城市历史文化建筑的破坏。地铁车轮振动经钢轨、扣件、轨枕、道床、梁柱、桥基等轨道结构传递到隧道结构,由隧道结构传入周围地层,经地层介质传递,引起地面振动并以弹性波的形式沿地表传播,产生地面振动,进而引起沿线临近地面建筑物的振动。城市历史文化建筑(特别是古建筑)以Ⅲ类建筑居多,抗震性能差,对振动影响较为敏感,振动水平要求较高。地铁振动长期影响将可能超出古建筑材料“疲劳极限”,进而使古建筑出现裂缝等损坏,降低古建筑的寿命,这种影响对于古建筑将是不可逆转的。根据地铁运行振动预测结果,以地铁运行在土层地基中时源强值为87.0 dB为基准,当地铁运行速度达到60 km/h时,在采用普通道床的情况下,隧道侧向距离60 m或垂直距离30 m范围内的Ⅲ类建筑均可能存在振动超标,不利于地面城市历史文化建筑的长久保护。

4 城市历史文化保护对策与措施

4.1 线路规避

在设计城市快速轨道交通线路走向时,优先考虑避让历史文化街区、历史文化保护建筑、文物古迹保护单位等,从根本上避免对城市文化风貌和建筑的影响。对于难以规避的路段,也应通过线路的局部调整,尽量使线路沿交通干线敷设,避免轨道交通下穿文物古迹和保护建筑。

4.2 景观融合

城市快速轨道交通施工过程中,应加强地面工程景观设计和融合,风亭及车站出入口等建筑形式、体量、高度和色彩的设计要与周边环境保持协调一致,从而整体上与城市文化风格相辅相成。对于高架轨道,其景观设计应以满足交通功能为前提,突出轨道的外形结构、线条与周围环境的协调性,同时兼顾轨道沿线两侧的绿化、美化和环境保护的功能。

4.3 合理施工

城市快速轨道交通线路涉及历史文化街区和优秀历史文化建筑时,隧道爆破施工的振动影响可能成为制约线路走向的重要因素,可通过采用振动影响相对较小的施工技术加以缓解。目前各国轨道交通的隧道施工一般优先考虑TBM法,只有在TBM法不适宜时才考虑采用钻爆法。

4.4 加强防护措施

城市快速轨道交通对城市历史文化建筑的振动影响除了通过调整隧道与城市历史文化保护建筑的侧向距离和隧道纵向埋深加以减缓,还可通过工程设计达到减振效果。结构振动控制措施是目前城市快速轨道交通振动控制的主流方向,经过多年实践,其技术已经日趋成熟。国内一般主要从轨道构造、扣件形式等方面考虑减振,通过采用不同的减振措施,可实现6 dB~30 dB的减振效果,使轨道交通振动程度满足城市历史文化建筑的保护要求。

5 结语

城市快速轨道交通为城市发展带来新的活力,城市历史文化是城市发展的历史积淀,通过合理规划和设计、科学分区和布局,可使城市快速轨道交通建设和城市历史文化保护和谐共存、互相推动,实现城市新旧风貌的有机融合,实现发展与保护协调一致。

[1] 李 剑,唐亚红.城市文化遗产保护与城市发展[J].山西建筑,2009,35(18):28-29.

[2] 周 航.城市交通建设与城市文化遗产保护——对北京旧 城保护的一点认识[J].湖南农机,2008(1):130-131.

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