縱列串聯(lián)布置的高架鐵路客站及帶狀交通樞紐研究

田 耕

(北京科技大學(xué)，北京 100083)

1 概述

大型綜合交通樞紐在鐵路客運(yùn)及城市綜合交通中起著重要的作用。大型綜合交通樞紐存在著造價(jià)高、用地多、征地難、各種交通方式的停站過度聚集、乘客大聚大散不方便、其周邊不便于商業(yè)開發(fā)、交通與商業(yè)分離增加了城市交通總量等問題。

現(xiàn)在城市規(guī)模越來越大,向著城市圈的方向發(fā)展,這是由現(xiàn)在的技術(shù)水平、生產(chǎn)方式、消費(fèi)方式?jīng)Q定的,不可避免。大型交通樞紐不可能解決全部問題,需要將交通樞紐網(wǎng)絡(luò)化。

為此,提出如下方案：用并聯(lián)高架路[1]串聯(lián)聯(lián)系縱列布置的高架中小型客站[2],構(gòu)成帶狀交通樞紐[3]的技術(shù)方案。

2 帶狀交通樞紐方案的基本思路及其有益效果

帶狀交通樞紐方案如圖1～圖3所示。

(1)用多個(gè)中小型的高架鐵路客站11、11′連續(xù)的或不連續(xù)的縱列布置,組合成為相對比較大的高架鐵路客站；用高架逆向行駛、主要為公共交通服務(wù)的并聯(lián)高架路車站5串聯(lián)聯(lián)系這些中小型客站11、11′,構(gòu)成帶狀交通樞紐A。帶狀交通樞紐A避免了乘客、停站車輛的過度聚集，且可以與周邊商業(yè)環(huán)境很好地融合,從總體上減少了城市交通量。

(2)利用并聯(lián)高架路上的車輛不受地面行人車輛的干擾,并聯(lián)高架路車站5的島式站臺(tái)[4]有便于乘客正向、反向換乘的特點(diǎn)。沿著高架鐵路客站11、11′的縱向,乘客以機(jī)動(dòng)為主,步行為輔；在高架鐵路客站11、11′的橫向,乘客用步行的方式,乘客上站、換乘的步行距離短；在垂直方向,設(shè)站廳層22、22′、22″等,乘客上下樓的距離短,可以多設(shè)普通樓梯,少設(shè)電動(dòng)扶梯,節(jié)能。

圖1 帶狀交通樞紐平面示意

圖2 帶狀交通樞紐縱斷面示意

圖3 帶狀交通樞紐橫斷面示意

(3)乘客主要通過并聯(lián)高架路的各個(gè)停車站4、4′、4″、4?等分流、合流；在高架鐵路客站11、11′等,乘客的出行方向基本一致,減少了客流的交叉,簡化了站方疏導(dǎo)、組織客流的工作。

(4)高架鐵路客站11、11′等是中小型客站,只需分設(shè)進(jìn)出站通道,不必分設(shè)進(jìn)出站口,減少了乘客的繞行,乘客在并聯(lián)高架路上下公交車的站點(diǎn)相同。

(5)地面通透,且呈帶狀,便于車輛、行人接近,高架下的地面停車位多。

(6)在各交通樞紐之間,乘客可以乘坐客運(yùn)專線列車,速度快；在同一個(gè)交通樞紐的各個(gè)進(jìn)出站口之間,乘客可以搭乘并聯(lián)高架路上的公交車往返,省體力；在城市圈范圍內(nèi),乘客可以乘坐并聯(lián)高架路上的公交車,范圍廣；到大城市主城區(qū),乘客可以搭乘地鐵,不受地面交通的干擾；到交通樞紐附近區(qū)域或有特殊需要,乘客可以通過步行、非機(jī)動(dòng)車、地面公交車、出租車、自駕車等多種方式,很靈活。

(7)高架鐵路客站11、11′等是中小型客站,道岔簡單,道岔區(qū)小,利于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)。風(fēng)雨棚跨度小,造價(jià)低,可防噪聲擴(kuò)散。

(8)建設(shè)帶狀交通樞紐A等,在主城區(qū),可以利用現(xiàn)有的鐵路線路走廊；在新城區(qū),可以將線路向城市主要拓展方向拓展成為環(huán)線[5]；環(huán)線使新老城區(qū)聯(lián)系緊密,便于選址、征地、建設(shè)、續(xù)建。高效率的系統(tǒng)也是多通道、可擴(kuò)充、可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)系統(tǒng)。

(9)鐵路客站11、11′縱列連續(xù)布置,車站的總長度較長,側(cè)式站臺(tái)10、10′是超長站臺(tái),在交通十分繁忙時(shí),可以開行加掛超長列車。圖1、圖3中M是公鐵之間的距離,M的數(shù)值根據(jù)方便乘客、運(yùn)營簡單可靠、施工維護(hù)方便,有應(yīng)對各種突發(fā)事件的預(yù)案來選取。

圖1～圖3中的并聯(lián)高架路車站5與高架鐵路客站11、11′是并列并行的。

3 帶狀交通樞紐方案的多種形式

帶狀交通樞紐方案可以有并聯(lián)高架路車站與高架鐵路客站之間并列并行、疊摞并行多種形式。用數(shù)字加后綴的方法表示各個(gè)類似圖中的對應(yīng)之處。對于圖中一目了然的圖標(biāo)、細(xì)節(jié),不作贅述。

(1)為使高架鐵路客站有適度規(guī)模,避免交通樞紐過度分散,方便旅客換乘,方便車站管理,同時(shí)為增加高架鐵路客站列車停站的靈活性、可靠性,圖4中的高架鐵路客站11b用兩島式站臺(tái)。

圖4 帶狀交通樞紐B橫斷面示意

(2)現(xiàn)有的鐵路客站一般位于城市中心區(qū),有既有鐵路通道。因振動(dòng)、噪聲、地面鐵路通道對城市的割裂作用,一般地面鐵路通道的兩側(cè)是歷史上形成的低矮建筑。圖5所示的帶狀交通樞紐C是疊摞形式的,且用中央島式站臺(tái),C的上部寬度wc約為30 m,特別適合在城市改造中利用既有鐵路通道建設(shè)新的帶狀交通樞紐。

并聯(lián)高架路車站與高架鐵路客站疊摞并行時(shí),并聯(lián)高架路車站5c在下,高架鐵路客站11c在上。這樣,地面、一層高架、二層高架的交通功能遞增,并聯(lián)高架路可以同時(shí)為地面和高架鐵路乘客服務(wù)；有利于電氣化鐵路接觸網(wǎng)的施工、養(yǎng)護(hù)、維修；有利于減少地面噪聲。用槽形梁51,建筑高度低,防噪聲性能好。在島式站臺(tái)1c、10c安裝安全護(hù)欄52、53,乘客可以提前進(jìn)站,在站臺(tái)候車,縮短列車停站時(shí)間；可以充分利用站臺(tái)面積。

通過樓梯9c聯(lián)系島式站臺(tái)1c與10c,可以使乘客步行距離更短。乘客安檢、驗(yàn)票,設(shè)想之一是,充分利用1c、10c的面積,劃出安檢、驗(yàn)票區(qū)；設(shè)想之二是,乘客在1c下車后,下至站廳層22c,安檢、驗(yàn)票后,通過穿過1c的專用樓梯升至10c；設(shè)想之三是,在1c與10c之間設(shè)安檢、驗(yàn)票、候車樓層。

圖5 帶狀交通樞紐C橫斷面示意

(3)圖6中的鐵路正線設(shè)在中間,離地面31e較遠(yuǎn),地面噪聲低；商業(yè)街區(qū)63e的高樓也起著阻擋交通噪聲的作用。與圖4比較,E的上部寬度we較窄,we約為50 m。與圖5比較,島式站臺(tái)1e較寬闊,便于高架鐵路客站11e的乘客在1e安檢、驗(yàn)票、候車。

圖6 帶狀交通樞紐E及其周邊環(huán)境的橫斷面示意

在圖6中用大型體育會(huì)展場所61e、商業(yè)街區(qū)63e、自行車64e表示帶狀交通樞紐的周邊是適合人步行、適合人聚集,交通與商業(yè)密切融合的環(huán)境。如果在交通樞紐的內(nèi)部配設(shè)商業(yè)設(shè)施,不安全,規(guī)模小,也不方便。

(4)在圖7中,上梁73f、下梁76f受立柱72f、72f′的支撐,同時(shí)受拉索71f、71f′的抻拉,形成一種類似中國木工鋸形式的、穩(wěn)固的受力狀態(tài)；在高架鐵路客站11f的重壓下結(jié)構(gòu)更易穩(wěn)固。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：①拉索71f、71f′對并聯(lián)高架路乘客視線的阻擋影響小,當(dāng)乘客乘坐公交車途徑F時(shí),可以巡覽沿途街景,選擇地點(diǎn)下車；②下梁76f可以有比較長的懸臂,高架下地面寬敞,乘客步行環(huán)境好,節(jié)約土地。這種結(jié)構(gòu)特別要注意防止汽車撞擊下梁76f,撞擊拉索71f、71f′,要設(shè)防撞墻74f、74f′。圖7中的wf表示帶狀交通樞紐F的上部寬度,wf約為35 m。

在圖7中,上梁73f、下梁76f之間設(shè)鐵路站廳75f。75f較寬闊,乘客在75f安檢、驗(yàn)票、候車。利用上梁73f的兩端上翹,鐵路站廳75f的層高可以較低。

客運(yùn)專線以旅客運(yùn)輸為主,也會(huì)有郵件、行包運(yùn)輸。在同一個(gè)交通樞紐的各站之間,郵件、行包的運(yùn)輸、交換可以通過地面或并聯(lián)高架路上的汽車進(jìn)行；在不同的交通樞紐之間可以通過列車進(jìn)行。

圖7 帶狀交通樞紐F及其周邊環(huán)境的橫斷面示意

圖8 立體交叉交通樞紐G的縱斷面示意

(5)在圖8中,立體交叉樞紐G的高架鐵路客站11g在上,并聯(lián)高架路車站5g在下。高架鐵路客站11g設(shè)在上層高架,有較長的坡道,利于列車進(jìn)站減速,出站加速。

4 帶狀交通樞紐的應(yīng)用

圖9是并聯(lián)高架路車站與高架鐵路客站并行構(gòu)成的帶狀交通樞紐的應(yīng)用示意，也是對未來特大城市圈的設(shè)想示意。這種未來特大城市圈是以客運(yùn)專線、并聯(lián)高架路、地鐵線路聯(lián)結(jié)成的帶狀、網(wǎng)狀；而不是單中心、多中心的餅狀、多餅狀。圖9同時(shí)展示了并聯(lián)高架路車站與高架鐵路客站構(gòu)成的立體交叉交通樞紐以及一般鐵路客站。

圖9 帶狀交通樞紐應(yīng)用示意

圖9中的字母A、Aa、B、C、D、E、F表示技術(shù)特征相同,形式與所處位置有所不同的帶狀交通樞紐；G表示立體交叉交通樞紐,每個(gè)交通樞紐大小不同,停站列車股道多少各異。在圖9中還標(biāo)出了：高架鐵路客運(yùn)專線91,并聯(lián)高架路與高架客運(yùn)專線的立交橋92,特大城市衛(wèi)星城的環(huán)狀并聯(lián)高架路93,特大城市新城區(qū)的環(huán)狀并聯(lián)高架路94,港口95,飛機(jī)場96,特大城市的主城區(qū)及其地下的扭環(huán)線型的地鐵97[6],鐵路客站98,并聯(lián)高架路的交叉路口99[7],村莊910,自行車911,高速公路或城市主干道912,商住區(qū)913,并聯(lián)高架路及其直線路段914,中等城市的環(huán)狀并聯(lián)高架路915。

圖9的整體可以看作是有A、D、98三個(gè)方向?qū)ν饪瓦\(yùn)專線的特大城市圈。在圖9中,11b、11b′、11b″、11c、11c′、11e、11e′、11f′、11f、11g連接形成了特大城市外圍及可以局部穿過市區(qū)的環(huán)狀高架客運(yùn)專線。對于特大城市的主城區(qū)97來說,這是一個(gè)偏心環(huán)線。圖9中的高架鐵路客站都是通過式的,而不是終端式的客站。一方面,環(huán)狀高架客運(yùn)專線起著城市對外長距離交通的作用,另一方面,也起著用高架客運(yùn)專線聯(lián)系大城市新老城區(qū)、郊區(qū)及城市圈的作用；這符合現(xiàn)在特大城市圈的范圍大,居住及實(shí)體產(chǎn)業(yè)主要向城市外圍發(fā)展的特點(diǎn)。

從A方向到D方向,或從D方向到A方向,途經(jīng)11b、11b′、11b″、11c、11c′等多個(gè)站,這些站之間通過并聯(lián)高架路聯(lián)系,聯(lián)系方便。從D方向到98方向,或從98方向到D方向,途經(jīng)11e、11e′、11f′、11f等多個(gè)站,這些站之間通過并聯(lián)高架路聯(lián)系,聯(lián)系方便。

從A方向到98方向,或從98方向到A方向,因?yàn)?1g與5g之間是立體交叉關(guān)系,需要11g有較多的停站列車股道,11g的規(guī)模會(huì)比較大。

圖9中的并聯(lián)高架路有兩種線形,93、94、915等為環(huán)狀,914等為聯(lián)系環(huán)狀的直線路段。并聯(lián)高架路是城市圈內(nèi)大范圍公共交通的骨架,并聯(lián)高架路起著引導(dǎo)城市圈的土地利用及發(fā)展的作用[8],其線路的線形是利于公交車循環(huán)行駛運(yùn)營的。

圖9中的扭環(huán)線形的地鐵97主要解決大城市已建成的主城區(qū)的公共交通問題。為了說明各種交通方式在帶狀交通樞紐中的換乘關(guān)系,在圖3～圖7中均畫出了地鐵,這并不表示地鐵在帶狀交通樞紐中是必不可少的部分。

圖9中還展示了并聯(lián)高架路與高架客運(yùn)專線并行鋪設(shè)[9]的情況,及其與高速公路或城市主干道912之間的位置關(guān)系。91、914都是用于客運(yùn)的,都有保持地面通透的特點(diǎn),并行鋪設(shè)有利于降低工程造價(jià),有利于兩種交通方式互補(bǔ)協(xié)調(diào)發(fā)揮作用。

高速公路的兩側(cè)聯(lián)系不便,圖9中顯示了高速公路或城市主干道912與91、914之間相隔一段距離并行的位置關(guān)系；圖9中還顯示了在城市化的過程中,通過土地整理,村莊910的人口向公共交通方便的91、914附近的商住區(qū)913轉(zhuǎn)移,而不是向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移的情況。

圖9中的自行車911表示,在高架鐵路客運(yùn)專線及并聯(lián)高架路附近要保持地面通透,保持便于步行、自行車騎行的環(huán)境才能夠最大限度地發(fā)揮高架的作用。在現(xiàn)在的城市規(guī)劃中,高架鐵路、高架快速路與地面主要道路近距離的并行,只能夠改善高架的通行條件,沒有充分發(fā)揮高架的作用。

圖9中的并聯(lián)高架路與高架客運(yùn)專線的立交橋92,并聯(lián)高架路在上,高架客運(yùn)專線91在下,這樣可以發(fā)揮汽車爬坡能力強(qiáng)的特點(diǎn)。如果城市規(guī)劃中此處有交通樞紐,可以用疊摞的方法,將圖9中的92與99合為一處,成為高架客運(yùn)專線91在上,并聯(lián)高架路的交叉路口99在下的交通樞紐。

高架鐵路客運(yùn)專線91的運(yùn)營過程舉例如下：列車段設(shè)在A的附近,清晨,列車從11′始發(fā),經(jīng)停11a、11g、11f、11e′、11c′到達(dá)11b′,因?yàn)檎鹃g距離大、停站少、車速高、旅行速度高,列車起到市郊、城際快車的作用；在11b′略停,從11b′出發(fā),駛向A以遠(yuǎn)的方向,成為長距離的高鐵專線快車；到達(dá)列車的目的地城市圈后,如果用折返的方式返回,就相當(dāng)于走了一個(gè)勺形環(huán)運(yùn)營路線；如果仍然以這種環(huán)形的方式返回,就相當(dāng)于走了一個(gè)啞鈴環(huán)運(yùn)營路線。

一般來說,折返行駛的運(yùn)營方式適合交通量小、發(fā)車間隔大的情況?，F(xiàn)在的客運(yùn)專線多采用折返行駛的方式運(yùn)營,線路雖短,覆蓋范圍也小。這是需要建造很多大型綜合交通樞紐的主要原因。

國外已建成的高速鐵路多呈條形分散,未形成多條高速鐵路的聯(lián)結(jié)站[10]。在特大城市圈之間及城市圈內(nèi)部,交通量很大,從線路的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)營上盡量采用循環(huán)行駛的運(yùn)營方式,讓出發(fā)地、目的地不同的旅客匯集到同一趟列車上,而不是匯集到交通樞紐,綜合交通樞紐不需要建得很大,運(yùn)營調(diào)度相對簡單,利于高密度、高可靠性運(yùn)營,旅客方便,實(shí)際運(yùn)營效果好,綜合效率高,利于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。

5 并聯(lián)高架路與高架客運(yùn)專線并行

并聯(lián)高架路與高架客運(yùn)專線并行,簡稱公鐵并行,可以是并列并行,也可以是疊摞并行。公鐵疊摞并行建設(shè)的優(yōu)點(diǎn)是：兩種交通方式互補(bǔ)協(xié)調(diào)更緊密,地面更清爽通透,更便于人接近；鐵路線路高,地面噪聲低；線路通順,設(shè)計(jì)簡潔規(guī)范,線路與交通樞紐連接方便,例如,從圖10、圖11可以比較方便地過渡到圖5～圖7的形式；節(jié)約土地,綜合成本低,效率高。

圖10 公鐵疊摞并聯(lián)高架路車站路段示意

圖11 公鐵疊摞并聯(lián)高架路匝道路段的示意

圖10所示的并聯(lián)高架路車5 h,就可以彌補(bǔ)客運(yùn)專線站間距離大的不足。

圖11所示的并聯(lián)高架路匝道111i,或建設(shè)臨時(shí)性的匝道,地面車輛就可以開上并聯(lián)高架路,在并聯(lián)高架路還沒有形成路網(wǎng)的情況下,可以用局部的并聯(lián)高架路路段與高架客運(yùn)專線形成帶狀交通樞紐。

公鐵疊摞建設(shè),關(guān)鍵是安全,尤其要防止公交車撞擊墩柱。在圖10、圖11中畫出了防撞墻74h、74i,其形式、特點(diǎn)、作用與圖7中的74f、74f′相同，即發(fā)生撞擊前,利用斜面、弧面首先提醒駕駛員,進(jìn)而利用斜面、弧面將公交車掀翻,釋放能量。不可讓公交車撞擊墩柱或從高架上墜落。

客運(yùn)專線與并聯(lián)高架路都主要是用于客運(yùn)的,在地形平坦、人口密集的區(qū)段,客運(yùn)專線與并聯(lián)高架路疊摞建設(shè)可形成互補(bǔ),服務(wù)沿線,節(jié)約土地,可以就地吸納眾多新增城市人口,是城鎮(zhèn)化的新樣式。

本文提出的技術(shù)方案適用于供右行制車輛的使用的并聯(lián)高架路,也適用于供左行制車輛的使用的并聯(lián)高架路。

6 結(jié)語

帶狀交通樞紐方案是為了解決目前大型綜合交通樞紐的不足,提出的一個(gè)初步設(shè)想方案,是探索性的研究,還需要專業(yè)人員根據(jù)實(shí)際情況,對其進(jìn)行進(jìn)一步深入的探討,以便確定這個(gè)方案是否具有可行性。

[1]田 耕.并聯(lián)高架快速路[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2009(2/3)上：118-121.

[2]王德志.甬臺(tái)溫鐵路客運(yùn)專線永嘉高架站橋梁設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2010(5)：39-43．

[3]田 耕.并聯(lián)高架路車站與高架鐵路客站并行構(gòu)成的帶狀交通樞紐:中國,專利申請?zhí)?01010210134.8[P].發(fā)明專利申請日2010.6.28.

[4]田 耕.并聯(lián)高架路島式車站的階梯形站臺(tái)及換乘站[J].城市道橋與防洪,2010(4)：17-19.

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[7]田 耕.并聯(lián)高架路的迂回式立體交叉路口及換乘站.中國專利，申請?zhí)?01010145773.0[P].發(fā)明專利申請日2010-04-14.

[8]田 耕.用并聯(lián)高架快速路引導(dǎo)城市圈的土地利用[OL].新浪博客,http://blog.sina.com.cn/blgjksl.

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[10]陳應(yīng)先,李國明.高速客運(yùn)站基本圖形的分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2008(3)：54-58．

編后語：田耕同志撰寫的此篇論文，對我國綜合交通樞紐建設(shè)具有很好的借鑒意義，尤其是在當(dāng)前我國城市交通日益擁堵的現(xiàn)實(shí)下，其觀點(diǎn)和設(shè)想值得設(shè)計(jì)人員借鑒。