縱列串聯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，北京 100083)

1 概述

大型綜合交通樞紐在鐵路客運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、其周邊不便于商業開發、交通與商業分離增加了城市交通總量等問題。

現在城市規模越來越大,向著城市圈的方向發展,這是由現在的技術水平、生產方式、消費方式決定的,不可避免。大型交通樞紐不可能解決全部問題,需要將交通樞紐網絡化。

為此,提出如下方案：用并聯高架路[1]串聯聯系縱列布置的高架中小型客站[2],構成帶狀交通樞紐[3]的技術方案。

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)用多個中小型的高架鐵路客站11、11′連續的或不連續的縱列布置,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的并聯高架路車站5串聯聯系這些中小型客站11、11′,構成帶狀交通樞紐A。帶狀交通樞紐A避免了乘客、停站車輛的過度聚集，且可以與周邊商業環境很好地融合,從總體上減少了城市交通量。

(2)利用并聯高架路上的車輛不受地面行人車輛的干擾,并聯高架路車站5的島式站臺[4]有便于乘客正向、反向換乘的特點。沿著高架鐵路客站11、11′的縱向,乘客以機動為主,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,設站廳層22、22′、22″等,乘客上下樓的距離短,可以多設普通樓梯,少設電動扶梯,節能。

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)乘客主要通過并聯高架路的各個停車站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、組織客流的工作。

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

(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,乘客可以乘坐客運專線列車,速度快；在同一個交通樞紐的各個進出站口之間,乘客可以搭乘并聯高架路上的公交車往返,省體力；在城市圈范圍內,乘客可以乘坐并聯高架路上的公交車,范圍廣；到大城市主城區,乘客可以搭乘地鐵,不受地面交通的干擾；到交通樞紐附近區域或有特殊需要,乘客可以通過步行、非機動車、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,道岔區小,利于標準化設計、施工、養護。風雨棚跨度小,造價低,可防噪聲擴散。

(8)建設帶狀交通樞紐A等,在主城區,可以利用現有的鐵路線路走廊；在新城區,可以將線路向城市主要拓展方向拓展成為環線[5]；環線使新老城區聯系緊密,便于選址、征地、建設、續建。高效率的系統也是多通道、可擴充、可持續發展的循環系統。

(9)鐵路客站11、11′縱列連續布置,車站的總長度較長,側式站臺10、10′是超長站臺,在交通十分繁忙時,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的數值根據方便乘客、運營簡單可靠、施工維護方便,有應對各種突發事件的預案來選取。

圖1～圖3中的并聯高架路車站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。用數字加后綴的方法表示各個類似圖中的對應之處。對于圖中一目了然的圖標、細節,不作贅述。

(1)為使高架鐵路客站有適度規模,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。

圖4 帶狀交通樞紐B橫斷面示意

(2)現有的鐵路客站一般位于城市中心區,有既有鐵路通道。因振動、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,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新的帶狀交通樞紐。

并聯高架路車站與高架鐵路客站疊摞并行時,并聯高架路車站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,并聯高架路可以同時為地面和高架鐵路乘客服務；有利于電氣化鐵路接觸網的施工、養護、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1c、10c安裝安全護欄52、53,乘客可以提前進站,在站臺候車,縮短列車停站時間；可以充分利用站臺面積。

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

圖5 帶狀交通樞紐C橫斷面示意

(3)圖6中的鐵路正線設在中間,離地面31e較遠,地面噪聲低；商業街區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1e較寬闊,便于高架鐵路客站11e的乘客在1e安檢、驗票、候車。

圖6 帶狀交通樞紐E及其周邊環境的橫斷面示意

在圖6中用大型體育會展場所61e、商業街區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,交通與商業密切融合的環境。如果在交通樞紐的內部配設商業設施,不安全,規模小,也不方便。

(4)在圖7中,上梁73f、下梁76f受立柱72f、72f′的支撐,同時受拉索71f、71f′的抻拉,形成一種類似中國木工鋸形式的、穩固的受力狀態；在高架鐵路客站11f的重壓下結構更易穩固。這種結構的優點是：①拉索71f、71f′對并聯高架路乘客視線的阻擋影響小,當乘客乘坐公交車途徑F時,可以巡覽沿途街景,選擇地點下車；②下梁76f可以有比較長的懸臂,高架下地面寬敞,乘客步行環境好,節約土地。這種結構特別要注意防止汽車撞擊下梁76f,撞擊拉索71f、71f′,要設防撞墻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之間設鐵路站廳75f。75f較寬闊,乘客在75f安檢、驗票、候車。利用上梁73f的兩端上翹,鐵路站廳75f的層高可以較低。

客運專線以旅客運輸為主,也會有郵件、行包運輸。在同一個交通樞紐的各站之間,郵件、行包的運輸、交換可以通過地面或并聯高架路上的汽車進行；在不同的交通樞紐之間可以通過列車進行。

圖7 帶狀交通樞紐F及其周邊環境的橫斷面示意

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,并聯高架路車站5g在下。高架鐵路客站11g設在上層高架,有較長的坡道,利于列車進站減速,出站加速。

4 帶狀交通樞紐的應用

圖9是并聯高架路車站與高架鐵路客站并行構成的帶狀交通樞紐的應用示意，也是對未來特大城市圈的設想示意。這種未來特大城市圈是以客運專線、并聯高架路、地鐵線路聯結成的帶狀、網狀；而不是單中心、多中心的餅狀、多餅狀。圖9同時展示了并聯高架路車站與高架鐵路客站構成的立體交叉交通樞紐以及一般鐵路客站。

圖9 帶狀交通樞紐應用示意

圖9中的字母A、Aa、B、C、D、E、F表示技術特征相同,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,每個交通樞紐大小不同,停站列車股道多少各異。在圖9中還標出了：高架鐵路客運專線91,并聯高架路與高架客運專線的立交橋92,特大城市衛星城的環狀并聯高架路93,特大城市新城區的環狀并聯高架路94,港口95,飛機場96,特大城市的主城區及其地下的扭環線型的地鐵97[6],鐵路客站98,并聯高架路的交叉路口99[7],村莊910,自行車911,高速公路或城市主干道912,商住區913,并聯高架路及其直線路段914,中等城市的環狀并聯高架路915。

圖9的整體可以看作是有A、D、98三個方向對外客運專線的特大城市圈。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的環狀高架客運專線。對于特大城市的主城區97來說,這是一個偏心環線。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,環狀高架客運專線起著城市對外長距離交通的作用,另一方面,也起著用高架客運專線聯系大城市新老城區、郊區及城市圈的作用；這符合現在特大城市圈的范圍大,居住及實體產業主要向城市外圍發展的特點。

從A方向到D方向,或從D方向到A方向,途經11b、11b′、11b″、11c、11c′等多個站,這些站之間通過并聯高架路聯系,聯系方便。從D方向到98方向,或從98方向到D方向,途經11e、11e′、11f′、11f等多個站,這些站之間通過并聯高架路聯系,聯系方便。

從A方向到98方向,或從98方向到A方向,因為11g與5g之間是立體交叉關系,需要11g有較多的停站列車股道,11g的規模會比較大。

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

圖9中的扭環線形的地鐵97主要解決大城市已建成的主城區的公共交通問題。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中還展示了并聯高架路與高架客運專線并行鋪設[9]的情況,及其與高速公路或城市主干道912之間的位置關系。91、914都是用于客運的,都有保持地面通透的特點,并行鋪設有利于降低工程造價,有利于兩種交通方式互補協調發揮作用。

高速公路的兩側聯系不便,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913轉移,而不是向城鎮轉移的情況。

圖9中的自行車911表示,在高架鐵路客運專線及并聯高架路附近要保持地面通透,保持便于步行、自行車騎行的環境才能夠最大限度地發揮高架的作用。在現在的城市規劃中,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,沒有充分發揮高架的作用。

圖9中的并聯高架路與高架客運專線的立交橋92,并聯高架路在上,高架客運專線91在下,這樣可以發揮汽車爬坡能力強的特點。如果城市規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,成為高架客運專線91在上,并聯高架路的交叉路口99在下的交通樞紐。

高架鐵路客運專線91的運營過程舉例如下：列車段設在A的附近,清晨,列車從11′始發,經停11a、11g、11f、11e′、11c′到達11b′,因為站間距離大、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,駛向A以遠的方向,成為長距離的高鐵專線快車；到達列車的目的地城市圈后,如果用折返的方式返回,就相當于走了一個勺形環運營路線；如果仍然以這種環形的方式返回,就相當于走了一個啞鈴環運營路線。

一般來說,折返行駛的運營方式適合交通量小、發車間隔大的情況?，F在的客運專線多采用折返行駛的方式運營,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結站[10]。在特大城市圈之間及城市圈內部,交通量很大,從線路的規劃設計、運營上盡量采用循環行駛的運營方式,讓出發地、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,運營調度相對簡單,利于高密度、高可靠性運營,旅客方便,實際運營效果好,綜合效率高,利于發展低碳經濟。

5 并聯高架路與高架客運專線并行

并聯高架路與高架客運專線并行,簡稱公鐵并行,可以是并列并行,也可以是疊摞并行。公鐵疊摞并行建設的優點是：兩種交通方式互補協調更緊密,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,設計簡潔規范,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；節約土地,綜合成本低,效率高。

圖10 公鐵疊摞并聯高架路車站路段示意

圖11 公鐵疊摞并聯高架路匝道路段的示意

圖10所示的并聯高架路車5 h,就可以彌補客運專線站間距離大的不足。

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

公鐵疊摞建設,關鍵是安全,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、作用與圖7中的74f、74f′相同，即發生撞擊前,利用斜面、弧面首先提醒駕駛員,進而利用斜面、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。

客運專線與并聯高架路都主要是用于客運的,在地形平坦、人口密集的區段,客運專線與并聯高架路疊摞建設可形成互補,服務沿線,節約土地,可以就地吸納眾多新增城市人口,是城鎮化的新樣式。

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

6 結語

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,提出的一個初步設想方案,是探索性的研究,還需要專業人員根據實際情況,對其進行進一步深入的探討,以便確定這個方案是否具有可行性。

[1]田 耕.并聯高架快速路[J].交通標準化,2009(2/3)上：118-121.

[2]王德志.甬臺溫鐵路客運專線永嘉高架站橋梁設計[J].鐵道標準設計,2010(5)：39-43．

[3]田 耕.并聯高架路車站與高架鐵路客站并行構成的帶狀交通樞紐:中國,專利申請號201010210134.8[P].發明專利申請日2010.6.28.

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

[5]何文彪.武漢鐵路樞紐規劃與設計[J].鐵道標準設計,2009(1)：1-4．

[6]田 耕.扭環線型的地鐵[J].城市軌道交通研究,2010(6)：11-13．

[7]田 耕.并聯高架路的迂回式立體交叉路口及換乘站.中國專利，申請號201010145773.0[P].發明專利申請日2010-04-14.

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

[9]任 民.鐵路客運專線建設中鐵路與公路的協調[J].中國鐵路,2009(10)：32-34．

[10]陳應先,李國明.高速客運站基本圖形的分析[J].鐵道標準設計,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具有很好的借鑒意義，尤其是在當前我國城市交通日益擁堵的現實下，其觀點和設想值得設計人員借鑒。