城市軌道交通高架換乘車站形式研究

朱 莎

(中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司,北京 100055)

1 概述

軌道交通作為城市公共交通的重要組成部分,相較于地面公共交通,具有快速、準(zhǔn)時等優(yōu)點,是解決城市交通問題的理想方式[1]。據(jù)中國城市軌道交通協(xié)會統(tǒng)計,2020年共有65個城市的軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃獲批,規(guī)劃車站總計4439座,其中,換乘站1211座。

隨著軌道交通線網(wǎng)的加密,換乘站數(shù)量也隨之增加,許多學(xué)者對換乘站進(jìn)行研究,王璇等對國內(nèi)外地鐵換乘樞紐站的發(fā)展趨勢進(jìn)行研究,并指出我國地鐵換乘站建設(shè)的不足以及今后建設(shè)的發(fā)展方向[3];王繼山對影響換乘站站型的各類因素進(jìn)行分析[4];劉學(xué)軍從分析地鐵換乘行為入手,探討不同形式換乘站的換乘特點和選定原則[5];潘耔妤等對上海城市軌道交通“L”形兩線換乘站進(jìn)行全面調(diào)查分析[6];鄭小軍對北京地鐵大屯路東站的換乘設(shè)計思路進(jìn)行剖析[7]。

不難看出,當(dāng)前對換乘車站形式的研究大多基于地下站,而對高架站之間的換乘形式缺乏研究。以下基于前人的研究成果以及國內(nèi)已建成的工程實例,對高架換乘車站形式進(jìn)行分析研究。

2 軌道交通換乘形式分類

按照車站布置形式,城市軌道交通換乘站可分為有節(jié)點換乘、同臺換乘、通道換乘等基本形式[8]。其中,節(jié)點換乘包括十字換乘(島式/側(cè)式站臺之間相互組合)、T形換乘(上層站臺中央與下層站臺端部換乘)、L形換乘(上下站臺都在端部相交換乘)等;同站臺換乘包括疊島換乘、雙島四線換乘、一島兩側(cè)換乘;通道換乘包括單通道換乘(兩個車站站廳用單個換乘通道連接付費區(qū))、多通道換乘(兩個車站站廳用兩個以上換乘通道連接付費區(qū))[9]。

采用節(jié)點換乘時,乘客通過樓(扶)梯至兩條線路或多條線路的公共平臺進(jìn)行換乘;采用同站臺換乘時,乘客從一條線路的列車下車后,可在同一站臺直接到對面另一條線路的列車上,無需經(jīng)過通道、樓(扶)梯或電梯;采用通道換乘時,兩條線路的車站結(jié)構(gòu)完全分開,通過車站之間獨立的連接通道進(jìn)行換乘[10-11]。

3 高架換乘方式的適應(yīng)性

若兩座站臺呈“十”字形、“T”形或“L”形上下布置在道路交叉口,對于高架換乘站而言,此種布置形式對道路交通、周邊建筑及用地影響大,且工程實施難度大。同臺換乘形式能最大程度地方便乘客,但此類換乘設(shè)置常受到線路敷設(shè)、道路交通、周邊建筑及用地等外部條件的制約。通道換乘具有布置靈活、預(yù)留工程少、利于分期施工等特點,但由于換乘方式步行距離較長,可在不便于布置同臺換乘時采用[12]。

軌道交通換乘站的線路布局走向基本確定了兩線在換乘站處站臺布置的相對關(guān)系,對換乘形式具有決定性影響[13]。因此,可從平行線路和相交線路兩種形式出發(fā),對高架同站臺換乘和高架通道換乘形式進(jìn)行分析和歸納。

4 高架同站臺換乘形式分析

同站臺換乘形式多在兩線平行交匯時采用,根據(jù)平行線路敷設(shè)的情況又可細(xì)分為疊島換乘車站、雙島四線換乘車站和一島兩側(cè)換乘車站3種形式,其在功能布置、景觀效果、線路走向等方面各具特點。

4.1 疊島車站

疊島換乘形式的車站水平占地空間相對較小,可在較狹窄的空間實現(xiàn)四線同時經(jīng)過,線路上下重疊,兩線分居站臺兩側(cè),實現(xiàn)2個方向的同站臺平行換乘[14]。然而,其他方向換乘需通過樓扶梯到達(dá)另一站臺層進(jìn)行換乘,由于站臺上下布置,需通過下部站臺進(jìn)行聯(lián)通,換乘流線與進(jìn)出站流線相互交叉,會對站臺造成較大的壓力,易在樓扶梯處出現(xiàn)人流擁堵的情況,從而導(dǎo)致整體空間感受較差(見圖1)[15]。

圖1 疊島車站換乘形式

對于區(qū)間而言,由于車站兩側(cè)區(qū)間線路在不同高程,進(jìn)站前,需要在將上下行線從平面左右關(guān)系漸變?yōu)樨Q直上下關(guān)系,線路縱斷面條件較差;為便于運營,通常在站臺端部設(shè)置聯(lián)絡(luò)線,造成車站端部的橋梁墩柱多,區(qū)間景觀效果差。該換乘方案不僅設(shè)計、施工難度大,還要求兩線同時開工,加大了初期投資及施工風(fēng)險。

4.2 雙島四線車站

雙島四線車站是同站臺換乘車站的主要形式,它將兩條平行運行的上行線布置在一個站臺,下行線布置在另一個站臺,可實現(xiàn)2個方向的同站臺換乘,即乘客下車后在本站臺即可換乘到另一條線同方向列車,換乘便捷;但反方向列車的乘客需經(jīng)過站廳層再下到對面的站臺層進(jìn)行換乘,行走距離較長(見圖2)[17]。

雙島四線車站寬度相對較大,在道路寬度有限的情況下工程實施難度較大,兩條線路需要同時施工建成,對不同期實施的線路而言,預(yù)留風(fēng)險較大。另外,兩線在車站兩端線路均存在交叉,線路縱斷面坡度較大,墩柱布置不規(guī)則,對區(qū)間景觀影響較大。

4.3 一島兩側(cè)車站

一島兩側(cè)車站將兩條平行運行的線路分別設(shè)置于島式站臺兩側(cè),并在兩線外側(cè)分別設(shè)置側(cè)式站臺,可在島式站臺實現(xiàn)1個方向的同站臺換乘;其余方向的換乘要經(jīng)過站廳實現(xiàn),換乘不便捷(見圖3)。

一島兩側(cè)換乘車站建設(shè)方式靈活,車站可分期建設(shè)也可同期建設(shè);線路線形好,僅在車站兩端交叉一次或不需要交叉,區(qū)間景觀效果好。但是在同站臺換乘方案中,車站規(guī)模最大,占用的道路及路側(cè)空間最大,施工對地面影響大;該換乘形式適用于有交通疏解條件及兩線同期實施或?qū)嵤┠甓容^近的情況。

5 高架通道換乘形式分析

通道換乘的形式在兩線平行和相交時均可采用,是高架換乘車站常用的換乘形式。

5.1 雙線平行關(guān)系通道換乘形式

雙線平行布置時,根據(jù)雙線間距及兩車站相對位置關(guān)系,該換乘方案又分為平行交錯式和平行并列式。

(1)平行交錯式通道換乘形式

平行交錯式通道換乘車站常用于線路平行設(shè)置、道路條件較為狹窄且周邊無法征地拆遷的情況下使用。該換乘站的雙線車站獨立交錯布置,通過換乘通道連接兩車站站廳付費區(qū)及站臺端部,在站臺層可實現(xiàn)1個方向的同站臺換乘,其他方向需通過樓扶梯到站廳層進(jìn)行換乘;換乘客流集中在兩個車站的端部,對于車站另一端乘客而言,換乘路線較長(見圖4)。

圖4 平行交錯式通道換乘形式

(2)平行并列式通道換乘形式

平行并列式通道換乘形式常用于線路平行設(shè)置且兩線間距較大時。當(dāng)?shù)缆穼挾容^寬時,兩車站平行并列敷設(shè)在路中;當(dāng)?shù)缆份^窄但路側(cè)可征地時,兩車站分別平行設(shè)置于路中和路側(cè)。通過換乘通道連接兩車站站廳付費區(qū)及站臺中部,在站臺層可實現(xiàn)1個方向的同站臺換乘,其他方向需通過樓扶梯到站廳層進(jìn)行換乘;換乘客流集中在兩個車站中部,換乘客流均勻,換乘路線較短(見圖5)。

圖5 平行并列式通道換乘形式

5.2 雙線相交關(guān)系通道換乘形式

雙線相交布置時,根據(jù)線路走向及相互跨越的情況,分為路側(cè)高架二層和路中高架三層車站間的通道換乘形式,路中高架二層和路中高架三層車站間的通道換乘形式,路中高架三層和路中高架四層車站間的通道換乘形式和路中高架三層車站間站廳站臺上下交錯式的通道換乘形式。

(1)路側(cè)高架二層和路中高架三層車站間的通道換乘形式

路側(cè)高架二層和路中高架三層車站間的通道換乘形式常用于線路相交設(shè)置且路側(cè)可征地時,換乘通道將路中高架三層車站站廳層的付費區(qū)和路側(cè)二層車站(側(cè)式)站臺層相連(見圖6)。該換乘方案不會增加車站的體量,但由于線路走在路側(cè),會切割路側(cè)地塊,不利于土地開發(fā)利用。因此,在具體工程設(shè)計時,應(yīng)充分結(jié)合城市功能布局、交通組織方式以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性,實現(xiàn)站城一體化開發(fā)。

圖6 路側(cè)高架二層和路中高架三層車站間通道換乘

(2)路中高架二層和路中高架三層車站間的通道換乘形式

當(dāng)兩線相交敷設(shè)且路側(cè)可征地時,通過換乘通道將路中高架二層車站的站臺層和路中高架三層車站的站廳層的付費區(qū)相連(見圖7)。該換乘方案路中高架二層車站(設(shè)備用房置于路側(cè)地塊內(nèi))的高度和體量減小,路中高架三層車站的體量不變,兩線均走行于路中,不會對路側(cè)土地造成切割;但路中二層車站的設(shè)備用房會占用路側(cè)用地,此換乘形式應(yīng)根據(jù)站點周圍土地征用情況采用。

圖7 路中高架二層和路中高架三層車站間通道換乘

(3)路中高架三層和路中高架四層車站間的通道換乘形式

路中高架三層和路中高架四層車站間的通道換乘形式是線路相交敷設(shè)最常用的換乘形式,通過換乘通道將兩車站站廳層付費區(qū)相連(見圖8)。該換乘方案中,路中高架四層車站增加換乘層,從而導(dǎo)致車站體量增大。為縮短換乘距離,車站應(yīng)盡量靠近路口,車站建筑高度可能超過24m,會導(dǎo)致車站消防設(shè)計難度大,投資增加。但此換乘方案的換乘通道高差小,可以通過緩坡來解決,乘客換乘行走時較為舒適。

圖8 路中高架三層和路中高架四層車站間通道換乘

(4)路中高架三層車站間站廳站臺上下交錯式的通道換乘形式

為滿足跨線要求,將其中1座路中高架三層車站的站廳層和站臺層倒置,通過換乘通道將倒置車站的站廳層付費區(qū)和正置車站的站臺層相連(見圖9)。該換乘方案的兩車站建筑體量與標(biāo)準(zhǔn)站基本一致,建筑高度仍然保持在24m以下;但由于換乘通道直接連接站廳和站臺,導(dǎo)致車站站臺的換乘流線和進(jìn)出站流線相互交叉,容易造成擁堵。

圖9 路中高架三層車站間站廳站臺上下交錯式通道換乘

6 高架換乘形式選擇的影響因素

不難看出,不同類型的換乘形式有各自的優(yōu)缺點及適用性。在實際工程中,車站換乘形式常受到線路走向、建設(shè)時序、周邊環(huán)境等因素的影響。因此,在選擇換乘車站形式時,應(yīng)根據(jù)不同換乘形式的特點綜合考慮各類因素,以確定既能滿足換乘需求而又經(jīng)濟(jì)合理的高架換乘車站形式。

6.1 換乘線路走向

換乘線路在換乘站節(jié)點的走向分為平行線路的交匯和相交線路的交匯兩種形式。兩線平行交匯布置時,可根據(jù)兩線的間距和高差關(guān)系選取不同的換乘形式;兩線相交交匯布置時,可根據(jù)相交線路在交匯處的高度差選取不同的換乘形式,見表1。

表1 換乘車站形式匯總

6.2 換乘站建設(shè)時序

城市軌道交通規(guī)劃和建設(shè)隨著城市的發(fā)展而逐步完善。線網(wǎng)規(guī)劃中換乘的兩條線可能是同期建設(shè)也可能是分期建設(shè),換乘線路的建設(shè)時序是影響換乘車站形式選擇的關(guān)鍵因素之一。

當(dāng)換乘的兩條線同期建設(shè)時,換乘車站應(yīng)同期進(jìn)行設(shè)計、施工,換乘車站方案優(yōu)先考慮同站臺換乘;同站臺換乘方案能夠最大程度方便乘客換乘,同時便于日常運營維護(hù)管理。當(dāng)換乘的兩條線路分期建設(shè)時,尤其是在后建線路建設(shè)時序、線路走向不確定的情況下,為減少換乘站的預(yù)留工程以及投資,宜優(yōu)先考慮通道換乘;通道換乘的兩換乘車站相互獨立,互不干擾,在近、遠(yuǎn)期車站進(jìn)行換乘時,可先期實施近期車站,并預(yù)留換乘通道接入條件,后期線位、站位調(diào)整的靈活性較大。

6.3 周邊環(huán)境

換乘車站周邊環(huán)境常常制約換乘站形式的選擇,如道路紅線寬度、道路綠化帶設(shè)置、周邊建筑布局、市政管線、地質(zhì)條件等。若兩線在換乘站的走向為平行線路,當(dāng)?shù)缆芳t線足夠?qū)挄r,優(yōu)先考慮雙島四線車站換乘形式、一島兩側(cè)車站換乘形式和平行并列式通道換乘形式;當(dāng)?shù)缆芳t線寬度較窄時,則考慮疊島車站換乘形式和平行交錯式通道換乘形式。

7 結(jié)語

從高架同站臺換乘和高架通道換乘可能出現(xiàn)的換乘形式出發(fā),對不同類型的高架站換乘形式的優(yōu)缺點及適應(yīng)范圍進(jìn)行分析及歸納,為高架換乘車站形式的選擇提供多思路的解決方式。希望能給軌道交通高架換乘車站的建設(shè)實施提供有益的參考。