【摘　要】结合工程实例,介绍鱼腹式高架车站与普通高架车站的区别,对鱼腹式高架岛式车站的优缺点进行分析,并提出车站设计中应注意的问题。

【关键词】城市轨道交通　高架车站　鱼腹式　区间喇叭口　景观　南京地铁　设计

 

1、鱼腹式高架车站设计理念的引入

1.1　鱼腹式高架岛式车站的概念及特点

      由于岛式站台车站在使用功能、运营管理、建筑体量等方面均优于侧式站台车站,因此很多设计者希望在有条件的高架车站中采用岛式站台。普通岛式站台车站内两条线路为平行线,线间距较宽,而高架区间线路一般采用双线桥的形式,线间距较窄,所以线路在车站向区间过渡的喇叭段一般会比较长,景观效果相对较差,使决策者很难下决心采用,因此可通过采用鱼腹式站台改善区间景观效果。所谓鱼腹式高架岛式车站就是通过在车站内增设曲线,使站台中间宽,两端窄,站台平面宛若鱼腹形状,从而实现大幅缩短喇叭口的长度。

1.2　鱼腹式高架车站方案的提出

      南京地铁2号线是南京轨道交通线网中东西向的骨干线,连接了主城新街口地区、河西地区和仙林新市区。2号线一期工程不包括仙林新市区段,在一期工程开工建设初期,开始了继续东延至仙林新市区的前期研究工作。东延工程线路全长约12.4 km,其中地面线(含过渡段)1. 2 km,地下线0. 9 km,高架线10. 3 km。全线共设7座车站,其中地面站1座,高架站6座。线路大约有8.3 km位于仙林大道路北侧的绿化带内，包括6座车站,全部为高架线路。

      仙林大道是仙林新市区中最重要的一条景观大道,是贯穿仙林新市区的东西向城市主干道,在原有笔直的空间结构下,强调了“将城市融入自然”的风格,以弯曲蜿蜒的线形将人工元素道路与自然元素公园融合在一起,创建了一条“景观公园大道”,并利用各种植栽,在车道两旁形成绿色走廊,构成春、夏、秋的主题形成不同的绿色空间序列,达到了步移景异的空间效果,如图1所示。

      由于仙林大道段的线路位于路侧的绿化带内,车站有条件采用岛式站台,因此工程可行性研究阶段提出该段线路上的6座高架车站全部采用岛式站台。《工程可行研究报告》评审时,专家建议6座高架车站采用鱼腹式站台,以改善区间景观。

1.3　从城市景观大局考虑设计车站

      由于高架侧式车站区间顺直,国内大多数高架车站一般都采用侧式车站,但其使用功能差,管理不便,提升设备数量多,运营费用高,而高架岛式车站可以使侧式车站的不足得到改善。经过对岛式和侧式两种站台形式的车站进行比较及对沿线环境进行分析后认为,南京地铁2号线仙林大道段的6座高架车站采用岛式车站较好。由于采用了岛式车站,致使车站两端的区间形成了207m的喇叭口,对仙林大道这条“景观公园大道”影响较大。为此,6座高架车站的3座车站(仙鹤门站、仙林中心站、南大仙林校区站)采用了鱼腹式车站。

2、相关专业设计

      与普通岛式车站设计相比,鱼腹式车站的设计主要涉及线路线形、车站限界、区间结构布置和建筑平面布置等方面。

2.1　线路线形设计

      普通岛式车站内两条线路为平行线,线间距较宽,高架区间线路一般采用双线桥的形式,线间距较窄,所以线路在车站向区间过渡的喇叭段一般会比较长。而鱼腹式车站通过在车站内增设曲线,使站台呈中间宽、两头窄的形式,从而有效地缩短了喇叭口的长度。

      图2为“鱼腹式”车站与普通岛式车站两端区间喇叭口长度的比较示意图,图中车站两端高架区间线间距相同(3.7m),岛式车站站台宽度为10m,鱼腹式车站站台中间宽度为10.5m,两端宽度为6.2m,区间线路平曲线半径均采用1 500m(鱼腹式车站内线路平曲线半径为1 000m)。可以看出,鱼腹式车站端部区间喇叭口段长度比普通岛式车站缩短约99m,缩短近1/2。

      鱼腹式车站内单边线路设1组平曲线,两端区间各设1组平曲线,由一端区间平直段过渡至另一端区间平直段共需3组平曲线,与普通岛式车站相比,减少了1组平曲线,改善了线路平面线形。同时,由于鱼腹式车站喇叭口更靠近车站端部,列车在进入曲线时速度相对较低,因此与普通岛式车站相比,鱼腹式车站也更有利于提高乘车的舒适性。

2.2　有效站台限界调整

      普通岛式站台改为鱼腹式站台后,站台计算长度内的站台边缘距线路中心线的距离需根据采用的圆曲线半径、轨道超高值和缓和曲线长度进行相应加宽。以南京地铁2号线东延线鱼腹式车站为例,车站圆曲线半径R=1000m,轨道超高值H=5mm,缓和曲线长度L=20m,有效站台区内的限界分为以下几种情况:圆曲线及两侧各(1/2)L范围内按照直线段限界加相应曲线加宽量考虑,取1 660mm;直缓(或缓直)点处按照直线段限界加10mm计,直缓(或缓直)点至圆曲线方向(1/2)L范围以及至直线段方向12m范围分别渐变至圆曲线和直线段的限界值;其余直线地段按照普通岛式站台的限界值考虑,如图3所示。同样,线路外侧限界及车站安全门限界也需经计算后进行相应加宽。

2.3　区间结构布置

      由于鱼腹式车站两端喇叭口段长度较短,区间双柱墩(或门墩)的排数也相应减少。仍以上述南京地铁2号线东延线鱼腹式车站为例,在采用30m标准桥梁跨度的情况下,与普通岛式车站相比,鱼腹式车站端部喇叭口区段双柱墩(或门墩)的数量减少3排,桥面面积减少约140m2,见图4。在有效减少对周围景观影响的同时,也在一定程度上减少了桥梁的土建工程量,降低了工程造价。

3、车站建筑设计

      由于车站位于道路一侧,采用两层车站,首层为站厅层,二层为站台层,站厅层和站台层均采用鱼腹形平面布置。

      车站建筑设计从站台层布置入手,首先根据规范和使用功能确定站台端部的宽度,在满足规范和使用功能的前提下,将站台端部做到最小,从而最大限度地缩短区间喇叭口长度。然后,根据线路在站台范围内的最小半径要求确定有效站台中心处的站台宽度。楼扶梯的布置在满足“站台公共区的任一点,距疏散楼梯口或通道口不得大于50m”要求的同时,尽量靠近站台中部,使楼扶梯距站台边缘满足2.5m的要求,见图5。

      站厅层布置与普通车站没有太大区别,但车站中部较宽,适合布置设备与管理用房,而且站厅层位于地面,结合出入口的设置,将公共区布置在站厅层两端,并设一通道将两端付费区连通,见图6。

4、鱼腹式车站设计应注意的问题

4.1　宜选择靠近线路端部的车站

      与普通车站相比,鱼腹式车站站台端部较窄,不适合客流较大的车站。一般靠近线路端部的车站客流都较小,如位于景观要求较高的地段,可考虑采用鱼腹式车站。

4.2　站台上的楼扶梯应面向站台中心布置

      鱼腹式车站站台中部较宽敞,便于乘客候车,而端部则较狭窄,不利于大量乘客候车。考虑到采用鱼腹式站台形式的车站客流都较小,站台中部基本可以满足乘客候车。因此,建议站厅至站台的楼扶梯在站台上面向站台中心布置,使乘客可以直接到达站台中部候车。

4.3　合理选择车站内平面曲线半径

      鱼腹式车站内平面曲线半径的选择,应根据站台计算宽度、车站建筑布置、区间平直段线间距等因素综合比选后确定。曲线半径太大,起不到有效缩短区间喇叭口长度的效果;曲线半径太小,则曲线内侧限界加宽值较大,站台边缘距车辆门边的距离较大,乘客上下车时不安全。因此,应综合各方面因素确定车站线路曲线半径,但同时应满足规范要求,如最小曲线半径、最短夹直线和圆曲线长度等。车站内圆曲线两端应尽量设置缓和曲线,以改善行车条件,提高乘车舒适度。南京地铁2号线东延线工程鱼腹式车站内平曲线半径为1000m,缓和曲线长度为20m。

4·4　灵活应用鱼腹式车站形式

      当车站一端与道岔区相接时,由于道岔区必须位于直线段,此种情况下车站站台可采用单端鱼腹式形式,即只在一端采用鱼腹形站台设计来缩短喇叭口的长度。南京地铁2号线东延线工程的另外两座车站(学则路站、羊山公园站)由于站后有道岔区,车站无法做成全鱼腹式站台,因此采用了单端鱼腹式站台。

4·5　只在站台层采用鱼腹式平面布置

      仅站台层采用鱼腹式平面布置对车站结构设计影响不大,只是站台结构和轨道梁结构设计有所不同,但如果站厅层以及路中高架车站的架空层采用鱼腹式平面布置,则对车站结构设计有一定影响,计算和绘图的复杂程度有所提高。因此,建议只在站台层采用鱼腹式平面布置。此外,在地下岛式车站的设计中,如车站端部区间线路需躲避、绕行地下建(构)筑物时,也可采用类似于鱼腹式车站的处理手法,使轨道交通的线路选线更加灵活。

5、结语

      在轨道交通高架线路中,岛式站台形式的车站因具有使用方便、站台利用率高、运营和管理成本低、车站体量相对较小等优点,近年来备受青睐,但不可避免地存在两端区间喇叭口段过长的现象,从而对沿线城市景观造成了一定影响。笔者结合工程实例,从相关专业角度,对鱼腹式高架车站的设计进行了分析,提出了鱼腹式高架车站的优缺点及设计中需要注意的问题,希望能为城市轨道交通高架线路的设计提供一些新的思路。

[1] GB 50157—2003地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.

[2] GB 50490—2009城市轨道交通技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[3]南京地铁二号线东延线工程可行性研究[G].南京,2007.

[4]南京地铁二号线东延线工程初步设计[G].南京,2007.

[5]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.