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幕墙第一线 | 百年丰台谱新篇——江河幕墙助力打造亚洲最大联合车站

作者:幕墙工程网 时间:2021-12-06 21:12:38

△北京丰台站设计效果图


编者按

  由北京江河幕墙系统工程有限公司参与建设的新建北京丰台站,是国内规模最大、功能最全、包含高铁、普速铁路、公路、地铁,一座四位一体的大型智能化立体综合交通枢纽,也将是国内首个普速、高速双层车场站型布置的大型现代化铁路车站。站房建筑面积近40万平方米,分为东、西站房,中央站房,南、北进站厅等部分,幕墙系统主要包括大跨度拉杆幕墙系统、框架玻璃幕墙系统、陶板幕墙系统、挑檐吊顶铝板幕墙系统等。建成后,北京丰台站将代表中国高铁站房最先进的科技水平,对铁路发展有着举足轻重的作用。

△ 新丰台站站址位置示意
  新丰台站作为北京最大的铁路交通枢纽,将为北京城市区域交通、经济、市场一体化建设,高铁发挥着重要的交通枢纽功能。曾经,地处北京西三环和西四环之间的丰台火车站是北京最早的火车站,有着100多年历史。为了给雄安新区建设提供有力保障,进一步完善轨道上的京津冀,助力沿线城市群协同发展,2018年,丰台站正式启动了改建工程。
  2021年11月,《幕墙设计》、中国幕墙工程网、幕墙世界weekly编辑部来到正在建设中的丰台火车站,在江河幕墙项目团队的陪同下,零距离观摩了车站西标段幕墙工程。丰台站站房光庭幕墙工程东西长约400m,南北宽约17.8m,光庭幕墙工程总面积约为1.7万㎡,其中玻璃幕墙系统1.23万㎡,陶土板幕墙系统3500㎡,铝板幕墙系统2400㎡;西站房外幕墙面积约6.5万㎡,幕墙系统主要为玻璃铝板陶板组合框架幕墙系统、拉杆幕墙系统、挑檐系统等。

  11月23日凌晨2点10分,一辆检测试验列车缓缓驶来,停靠在丰台站顶层16站台北侧,标志着北京丰台站改建工程联调联试正式开始,车站进入开通运营倒计时阶段。


丰台火车站——百年车站历史由来

△20世纪初的丰台火车站

  从1895年建成到2010年停办客运业务,丰台站经历了100多年的风风雨雨。1895 年(清光绪二十一年)4月,清政府兴建津卢铁路,也就是天津到卢沟桥。1895年全线开工兴建,并于年底修至丰台并建站,北京城里也有了第一座火车站——丰台火车站。对于很多人而言,在北京城的众多火车站中,丰台火车站有着它独特的魅力。

  1897 年,丰台站接通卢汉铁路。1909年建成京张铁路,始发站也在丰台。至此,丰台站成为三条铁路干线的汇合点,联轨站。

  丰台火车站从建站初期开始, 货运业务就比较繁忙,每日货物发送量达七八百吨。到了中华民国时期, 丰台火车站实际上已经成为连接京汉、京张和京奉这三条铁路干线的中转站, 最高时日均出入车1200余辆,有时达1800余辆,成为了华北地区最大的编组站之一。

  2010年 6月13日,丰台车站贴出了公告,宣布自6月20日起停止办理客运业务。自此,丰台火车站历时 115 年的运营宣告结束。

△ 站口岗亭墙上涂写的“停运”二字仍在

  如今的丰台火车站,在中央建筑顶端那座停摆许久的大钟,始终默默地提醒着人们这里曾经流逝过的光阴。


北京丰台站建筑设计立意

△北京丰台站设计规划效果图

  丰台地区古为金朝的拜郊台,位于金国都城丰宜门外。本方案取“筑台建城”之意。同时,方形建筑形体坐落于方形台基之上,整体中轴对称,采用两侧裙房建筑略低、中央建筑高起、屋檐出挑深远的建筑形态,立面设计利用现代的设计手法与中国古建三段式相契合。

  站房建筑采用整体的屋面形式,屋面覆盖高架站台及南北侧式站房部分,屋面整体形成十字型屋面,同时在站房屋面中间部位设置一条屋面采光天窗,解决高架车场及高架候车厅的采光问题。丰台站整体外幕墙采用金黄色陶板实体墙面开深窗的形式,追求坚实的建筑体量的效果同时,又满足了内部功能房间对自然采光通风的需求,同时还达到了一定的遮阳效果。立面窗墙使得建筑立面更加丰富和充满变化,又不失建筑的整体统一性。

  站台整体的风格既简约又大气,是一个平屋面带柱廊的造型。建筑形象的塑造,充分考虑北京传统文化内涵与当代建筑技术的有机结合。室内设计地面、墙面、立面幕墙、吊顶等设计汲取北京传统建筑丰富的建筑元素及符号,创造出丰富的建筑室内空间效果,诠释历史的传承,大方稳重。

△ 新建北京丰台站内部功能构造剖面图

  新建成的北京丰台站,站房建筑面积40万平方米,分为东、西站房,中央站房,南、北进站厅等部分。分为地上四层、地下三层,地面层为普速车场,地上23米层为高架车场。北京丰台站作为国家“八纵八横”高速铁路网京港台通道的重要组成部分,设计17台32线,将是国内规模最大、功能最全、包含高铁、普速铁路、公路、地铁,一座四位一体的大型智能化立体综合交通枢纽,形成“顶层有高铁、地面有普速、地下有地铁”的立体交通运营模式。

  建成后的北京丰台站将承担京广高速铁路、京港台高速铁路以及丰沙、京原、京沪、京九普速线和市郊铁路等多条线路始发终到作业,将与北京站、北京西站、北京南站等铁路枢纽深度融合,进一步优化路网结构和客运站布局,对优化首都交通运输结构,完善首都综合交通体系,为雄安新区建设提供有力保障,助力京津冀协同发展具有重要意义。 

△视频:丰台火车站发展历史(时长:7′14″)

新建北京丰台站幕墙工程解析(西侧)

  北京丰台站站房外立面以金黄色陶板糅合玻璃幕墙,整体外幕墙采用陶板实体墙面开深窗的形式,追求坚实的建筑体量的效果同时,又满足了内部功能房间对自然采光通风的需求,同时还达到了一定的遮阳效果。立面窗墙使得建筑立面更加丰富和充满变化,又不失建筑的整体统一性。

  站房采用现代简约的处理手法,与钢结构、玻璃幕墙、陶板和ETFE膜等新材料的应用,体现当代“工业风”。站内主通道采用藻井式吊顶,加以传统建筑的整体形态概念,实现古韵新风。

△“藻井式”吊顶

  丰台站高架候车厅夹在高架车场和普速车场之间,中央光庭改善了高架候车厅的采光,节能环保。由于高铁是在候车大厅上方“跑”,屋顶采用特殊吸音材料,可以有效降低噪音干扰,实现头顶跑火车,候车大厅依然有阳光无噪音。

  此次我们主要探访的是由北京江河幕墙系统工程有限公司负责承建的中央光庭及西站房幕墙范围,总面积近10万平方米。幕墙系统主要包括大跨度拉杆幕墙系统、框架玻璃幕墙系统、陶板铝板组合柱幕墙系统、挑檐吊顶铝板幕墙系统等。

△ 北京丰台站中央光庭幕墙系统分布图 

△ 北京丰台站西站房幕墙系统分布图

  一、大跨度拉杆幕墙

 

  中央光庭作为火车站最重要空间,整体通透性至关重要。为实现建筑师建筑效果及综合遮阳功能,将该区域幕墙体系深化为拉杆幕墙系统,其中入口处拉杆幕墙跨度最大:高度21m、宽度18m,竖向采用21m高的∅27拉杆作为承重构件、横向采用18m长的50mm×500mm实心钢板作为抗风构件。

  拉杆安装过程:从上至下安装

  1. 利用全自动全站仪对牛腿进行精准定位; 

  2. 定制胎架,用于50mm厚钢板横梁吊装,以便有效防止钢板横梁安装过程中产生不可逆变形;

  3. 胎架承托着钢板横梁吊装就位,两端采用M20螺栓组与预先焊接好的连接件栓接,完成端部固定; 

  4. 同步安装拉杆; 

  5. 每根拉杆采用专用扭力扳手安装,确保每根拉杆受力一致,并采用测力计进行拉杆轴力的监测,使轴力满足设计要求; 

  6. 完成后,拆掉承托胎架。 

  7. 玻璃安装:玻璃安装严格按照顺序安装,即:从上至下安装、两侧向中间安装; 

  8. 装饰型材安装。

△ 大跨度拉杆幕墙整体立面 

△ 大跨度拉杆幕墙安装过程示意 

△ 大跨度拉杆幕墙拉杆轴力监测表

  二、陶板及铝板组合柱幕墙

△ 外立面陶板幕墙

  西站房外立面及中央光庭室内部分装饰面采用陶板幕墙,面积约为2万㎡。陶板采用30mm厚陶板,陶板排版由6种高度的模具、3种不同深浅的金黄色随机排布,整体呈现出金秋麦浪的多层次效果。

△ 室内中央光庭陶板幕墙

  铝板幕墙采用3mm厚铝板表面氟碳喷涂,喷涂颜色为银白色带金属光泽,与金黄色陶板共同组成金银组合柱造型。

△ 陶板及铝板组合柱幕墙

  具体材料组成为:热镀锌钢管龙骨骨架;30mm厚陶板;3mm铝单板;1.5mm厚镀锌钢板防水板;100mm厚憎水保温岩棉板;室内侧10mm石膏板+涂料。

  三、从半单元式到全单元式——不拘一格的装配式幕墙应用

  因工期需要,并结合工程实际特点及现实情况,全面应用装配式幕墙理念,经过分析与研究,将能够单元式安装的全部调整为单元式幕墙系统,将不具备条件的也要深化为半单元式系统,以便满足现场工期要求,并经过工厂化组装更有效的控制幕墙安装质量。具体方法有:

  1.竖明横隐框架式玻璃幕墙——半单元式

  框架式玻璃传统做法为立柱、横梁现场独立安装。为抢工需要,提高现场安装效率,将本工程框架幕墙深化为半单元的安装方式,即铝骨架在工厂组装为整体,现场一体吊装,安装就位后,再安装面材,为项目抢工创造有利条件。

△ 组框图 

 

△ 竖明横隐框架式玻璃幕墙半单元框架及现场吊装

  2. 陶板及铝板组合柱幕墙——半单元式


  标准组合柱尺寸为900×1025mm,间距1025mm布置,经结构计算分析,采用钢桁架龙骨的方式为最优受力体系。因此项目团队寻找了专门场地作为钢桁架加工厂,组织专业的人力、机械等,提前安排钢桁架龙骨的加工焊接工作,为项目抢工做好充分准备工作。

△钢桁架模型 

 

△ 陶板及铝板组合柱幕墙现场吊装

  3. 挑檐吊顶铝板幕墙——全单元式

 

  本工程挑檐吊顶幕墙悬挑尺寸为10m、标高为31m,并该施工范围与高速轨道施工有交叉冲突,为有效组织,减少现场安装工序,提高安装速度,经过全面对比、分析,采用全单元式安装方式。单元板块尺寸为5375×2400mm骨架体系为钢龙骨体系,面材在加工厂组装,运至施工区域后整体吊装。

△整体模型  

 

△ 挑檐吊顶铝板幕墙板块及现场吊装

结 语

 

  作为北京最早的火车站,丰台站从建站初期开始, 货运业务就比较繁忙,每日货物发送量达七八百吨。到了中华民国时期, 丰台火车站实际上已经成为连接京汉、京张和京奉这三条铁路干线的中转站, 最高时日均出入车1200余辆,有时达1800余辆,成为了华北地区最大的编组站之一。建国后,丰台站更是成了华北地区的重要交通枢纽。虽然1956年3月25日建立的丰台西站,分流了丰台站的货运和编组任务,但丰台火车站的地位仍然是举足轻重。

  如今,历经三年建设者的日夜奋斗,一座新型超级车站拔地而生,它承接了老火车站的历史使命,也为北京这座超级城市的运转,带来了新的活力。

△ 10月8日,江河幕墙北京丰台站项目节点目标顺利完成留影

  感谢老丰台火车站做出的百年奉献,相信重建后的新丰台站定能创造更辉煌的未来!

△北京丰台站观摩合影(左起:北京江河幕墙系统工程有限公司 李福生、《幕墙设计》&中国幕墙工程网总编 唐 琦、北京江河幕墙系统工程有限公司 韩 健)

(责任编辑 / 石新颖)