作為地面車站，除了具備遮風(fēng)避雨的基本功能外，其外觀造型隨著城市景觀的要求，顯得越來越重要。在先期完成的3號(hào)線北延伸段8個(gè)車站，千篇一律地采用管桁架的棚廊形式，造型簡單，擋風(fēng)避雨性能又差，在這種狀況的迫使下，對(duì)軌道交通1號(hào)線北延伸三站造型設(shè)計(jì)提出了新的要求。
軌道交通1#線北延伸段寶安路站、友誼路站、富錦路站，站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程，三車站屋面均呈雙曲面造型，兩端低，中間高，為雙曲面空間鋼結(jié)構(gòu)，縱橫雙向均為弧形拱（主要尺寸及技術(shù)參數(shù)見表1）。
車站名稱 縱向軸線長 橢圓橫軸長 拱頂標(biāo)高 箱形拱梁截面 鋼結(jié)構(gòu)總量（t）
寶安路站 187.26m 26.8m 26~28.7m 400×300×10×20 600
友誼路站 185.00m 26.4m 25.597m 400×300×10×20 660
富錦路站 185.00m 20.9+8.55m 22.1~24.3m 400×300×10×20 780
對(duì)于這樣復(fù)雜的曲面空間鋼結(jié)構(gòu)，區(qū)別于普通的框架式平面鋼結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)及深化設(shè)計(jì)及施工上，有著特殊的新點(diǎn)及難點(diǎn)。
一、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新點(diǎn)和難點(diǎn)
1、 由于雙曲線建筑物外形的特殊性，如只依據(jù)GB50009《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》無法對(duì)應(yīng)到相適合建筑外形的體形系數(shù)。因此有必要做這類模型的風(fēng)洞試驗(yàn)，以獲得準(zhǔn)確的風(fēng)載體型系數(shù)，經(jīng)風(fēng)洞試驗(yàn)，其體型系數(shù)為+0.2~-0.6之間，基本上體現(xiàn)為吸力，非常有利于結(jié)構(gòu)的受力分析。
2、 空間鋼結(jié)構(gòu)荷載傳遞路徑復(fù)雜，不可按平面計(jì)算，本工程須建立完整的結(jié)構(gòu)三維模型，準(zhǔn)確定義鋼結(jié)構(gòu)與下部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系，保證整個(gè)體系在空間各個(gè)方面上均有可靠的剛度，以承擔(dān)各個(gè)方向的荷載。
3、 必須對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定分析 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，本工程縱向投影長188m，橫向投影近30m，屬大跨結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定問題突出，為保證結(jié)構(gòu)安全，需進(jìn)行振型分析，以找出結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，在此基礎(chǔ)上，按屈曲模態(tài)進(jìn)行push-over分析，以求出結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)的荷載，并將此荷載與使用過程中的荷載比較，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)破壞及傾覆。
4、 要求對(duì)下部混凝土結(jié)構(gòu)影響小 由于下部混凝土結(jié)構(gòu)已先期設(shè)計(jì)出圖，施工各連接埋件已施工，要求上部鋼結(jié)構(gòu)不僅要滿足連接的尺寸要求，且傳入反力要小于原設(shè)計(jì)值，這就要求鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行精確試點(diǎn)調(diào)整，改善各節(jié)點(diǎn)的約束條件，柱腳采用銷軸較支座，以盡可能降低對(duì)下部結(jié)構(gòu)的影響。
二、 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)難點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖一般都需要經(jīng)深化設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)化為鋼結(jié)構(gòu)施工圖，才便于工廠制作。
1、 需采用三維鋼結(jié)構(gòu)深化軟件 本工程屬雙曲面空間鋼結(jié)構(gòu)，眾多構(gòu)件的端點(diǎn)不在同一坐標(biāo)平面，且構(gòu)件本身帶有弧度，增加了深化難度，應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的基礎(chǔ)上將其導(dǎo)入三維鋼結(jié)構(gòu)深化軟件，精確定位，保證與計(jì)算模型符合，并且需先生成三維實(shí)體模型，才能保證深化圖質(zhì)量，保證構(gòu)件能進(jìn)行順利安裝，確保質(zhì)量和工期。
2、 節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)需進(jìn)行有限元分析 對(duì)于本工程的空間結(jié)構(gòu)，其梁梁連接節(jié)點(diǎn)、梁柱連接節(jié)點(diǎn)，各不相同，而且都是空間節(jié)點(diǎn)，相交關(guān)系復(fù)雜，因此，各類型節(jié)點(diǎn)需作節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算，以保證各節(jié)點(diǎn)連接的安全。
三、 鋼結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)
一個(gè)好的建筑猶如一個(gè)工藝品，除創(chuàng)意設(shè)計(jì)是主要因素外，其加工和安裝工藝的科學(xué)、合理與否，是保證整個(gè)效果的直接要素，在制作中主要采取以下幾項(xiàng)措施。
1、 由于均為弧形曲線構(gòu)件，為保證加工精度，鋼結(jié)構(gòu)下料必須采用數(shù)控自動(dòng)切割機(jī)下料，且在構(gòu)件CAD繪制中必須考慮焊接的變形的因素。
2、 為保證安裝精度，所有拱形主梁均須在胎架上制作，且產(chǎn)品進(jìn)入涂裝前均須100%預(yù)裝，以檢測其整體的幾何尺寸正確與否。
3、 弧形主梁的運(yùn)輸和安裝的要求也很高，既要保證運(yùn)輸過程不變形，更要保證安裝時(shí)不變形，屋面材料鋪裝時(shí)不致于滲漏水，所以其加工、運(yùn)輸、安裝的方案優(yōu)選尤其重要。
4、 軌道交通1#線北延伸段寶安路、友誼路、富錦路三車站以其獨(dú)特的造型、絢麗的色彩，創(chuàng)造了地面車站的一種嶄新模式，它一改傳統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的單調(diào)造型。
在三車站的造型設(shè)計(jì)中采用了色彩分區(qū)域理念，其基色為象牙白，在拱腳區(qū)域點(diǎn)綴為西洋紅色，且其分隔線并非水平線，而是呈中部高，兩端低與橢圓縱向形狀相一致，倍感和諧。
在采光設(shè)計(jì)中在橢圓的環(huán)向配有若干條三角形采光帶，好似一道道腰帶，晶瑩剔透、耀眼奪目，與整體造型交相輝映。
這三個(gè)車站的出現(xiàn)為1#線北延伸段增加了一道亮麗的風(fēng)景線，當(dāng)驅(qū)車行駛在蘊(yùn)川路上時(shí)，三個(gè)車站逐一映入你的眼簾，使人無不由衷贊嘆，它不僅僅是一個(gè)車站建筑，它同時(shí)又是一件供人欣賞的藝術(shù)品。該項(xiàng)目因此獲得了2007年上海市優(yōu)秀發(fā)明二等獎(jiǎng)。
上海在2010年前要建造十二條軌道交通線，共有二百多個(gè)車站，其中半數(shù)為地面車站，展現(xiàn)在我們面前的各個(gè)車站，總不希望是一種造型，一種模式，當(dāng)然我們也不希望將這三個(gè)車站的造型生搬硬造。但它的設(shè)計(jì)理念，它的創(chuàng)新意識(shí)是值得我們提倡和發(fā)揚(yáng)的，這就是它的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的體現(xiàn)。
軌道交通1#線北延伸段寶安路站、友誼路站、富錦路站，站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程，三車站屋面均呈雙曲面造型，兩端低，中間高，為雙曲面空間鋼結(jié)構(gòu)，縱橫雙向均為弧形拱（主要尺寸及技術(shù)參數(shù)見表1）。
車站名稱 縱向軸線長 橢圓橫軸長 拱頂標(biāo)高 箱形拱梁截面 鋼結(jié)構(gòu)總量（t）
寶安路站 187.26m 26.8m 26~28.7m 400×300×10×20 600
友誼路站 185.00m 26.4m 25.597m 400×300×10×20 660
富錦路站 185.00m 20.9+8.55m 22.1~24.3m 400×300×10×20 780
對(duì)于這樣復(fù)雜的曲面空間鋼結(jié)構(gòu)，區(qū)別于普通的框架式平面鋼結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)及深化設(shè)計(jì)及施工上，有著特殊的新點(diǎn)及難點(diǎn)。
一、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新點(diǎn)和難點(diǎn)
1、 由于雙曲線建筑物外形的特殊性，如只依據(jù)GB50009《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》無法對(duì)應(yīng)到相適合建筑外形的體形系數(shù)。因此有必要做這類模型的風(fēng)洞試驗(yàn)，以獲得準(zhǔn)確的風(fēng)載體型系數(shù)，經(jīng)風(fēng)洞試驗(yàn)，其體型系數(shù)為+0.2~-0.6之間，基本上體現(xiàn)為吸力，非常有利于結(jié)構(gòu)的受力分析。
2、 空間鋼結(jié)構(gòu)荷載傳遞路徑復(fù)雜，不可按平面計(jì)算，本工程須建立完整的結(jié)構(gòu)三維模型，準(zhǔn)確定義鋼結(jié)構(gòu)與下部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系，保證整個(gè)體系在空間各個(gè)方面上均有可靠的剛度，以承擔(dān)各個(gè)方向的荷載。
3、 必須對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定分析 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，本工程縱向投影長188m，橫向投影近30m，屬大跨結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定問題突出，為保證結(jié)構(gòu)安全，需進(jìn)行振型分析，以找出結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，在此基礎(chǔ)上，按屈曲模態(tài)進(jìn)行push-over分析，以求出結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)的荷載，并將此荷載與使用過程中的荷載比較，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)破壞及傾覆。
4、 要求對(duì)下部混凝土結(jié)構(gòu)影響小 由于下部混凝土結(jié)構(gòu)已先期設(shè)計(jì)出圖，施工各連接埋件已施工，要求上部鋼結(jié)構(gòu)不僅要滿足連接的尺寸要求，且傳入反力要小于原設(shè)計(jì)值，這就要求鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行精確試點(diǎn)調(diào)整，改善各節(jié)點(diǎn)的約束條件，柱腳采用銷軸較支座，以盡可能降低對(duì)下部結(jié)構(gòu)的影響。
二、 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)難點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖一般都需要經(jīng)深化設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)化為鋼結(jié)構(gòu)施工圖，才便于工廠制作。
1、 需采用三維鋼結(jié)構(gòu)深化軟件 本工程屬雙曲面空間鋼結(jié)構(gòu)，眾多構(gòu)件的端點(diǎn)不在同一坐標(biāo)平面，且構(gòu)件本身帶有弧度，增加了深化難度，應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的基礎(chǔ)上將其導(dǎo)入三維鋼結(jié)構(gòu)深化軟件，精確定位，保證與計(jì)算模型符合，并且需先生成三維實(shí)體模型，才能保證深化圖質(zhì)量，保證構(gòu)件能進(jìn)行順利安裝，確保質(zhì)量和工期。
2、 節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)需進(jìn)行有限元分析 對(duì)于本工程的空間結(jié)構(gòu)，其梁梁連接節(jié)點(diǎn)、梁柱連接節(jié)點(diǎn)，各不相同，而且都是空間節(jié)點(diǎn)，相交關(guān)系復(fù)雜，因此，各類型節(jié)點(diǎn)需作節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算，以保證各節(jié)點(diǎn)連接的安全。
三、 鋼結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)
一個(gè)好的建筑猶如一個(gè)工藝品，除創(chuàng)意設(shè)計(jì)是主要因素外，其加工和安裝工藝的科學(xué)、合理與否，是保證整個(gè)效果的直接要素，在制作中主要采取以下幾項(xiàng)措施。
1、 由于均為弧形曲線構(gòu)件，為保證加工精度，鋼結(jié)構(gòu)下料必須采用數(shù)控自動(dòng)切割機(jī)下料，且在構(gòu)件CAD繪制中必須考慮焊接的變形的因素。
2、 為保證安裝精度，所有拱形主梁均須在胎架上制作，且產(chǎn)品進(jìn)入涂裝前均須100%預(yù)裝，以檢測其整體的幾何尺寸正確與否。
3、 弧形主梁的運(yùn)輸和安裝的要求也很高，既要保證運(yùn)輸過程不變形，更要保證安裝時(shí)不變形，屋面材料鋪裝時(shí)不致于滲漏水，所以其加工、運(yùn)輸、安裝的方案優(yōu)選尤其重要。
4、 軌道交通1#線北延伸段寶安路、友誼路、富錦路三車站以其獨(dú)特的造型、絢麗的色彩，創(chuàng)造了地面車站的一種嶄新模式，它一改傳統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的單調(diào)造型。
在三車站的造型設(shè)計(jì)中采用了色彩分區(qū)域理念，其基色為象牙白，在拱腳區(qū)域點(diǎn)綴為西洋紅色，且其分隔線并非水平線，而是呈中部高，兩端低與橢圓縱向形狀相一致，倍感和諧。
在采光設(shè)計(jì)中在橢圓的環(huán)向配有若干條三角形采光帶，好似一道道腰帶，晶瑩剔透、耀眼奪目，與整體造型交相輝映。
這三個(gè)車站的出現(xiàn)為1#線北延伸段增加了一道亮麗的風(fēng)景線，當(dāng)驅(qū)車行駛在蘊(yùn)川路上時(shí)，三個(gè)車站逐一映入你的眼簾，使人無不由衷贊嘆，它不僅僅是一個(gè)車站建筑，它同時(shí)又是一件供人欣賞的藝術(shù)品。該項(xiàng)目因此獲得了2007年上海市優(yōu)秀發(fā)明二等獎(jiǎng)。
上海在2010年前要建造十二條軌道交通線，共有二百多個(gè)車站，其中半數(shù)為地面車站，展現(xiàn)在我們面前的各個(gè)車站，總不希望是一種造型，一種模式，當(dāng)然我們也不希望將這三個(gè)車站的造型生搬硬造。但它的設(shè)計(jì)理念，它的創(chuàng)新意識(shí)是值得我們提倡和發(fā)揚(yáng)的，這就是它的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的體現(xiàn)。