城市軌道交通高架換乘車站形式研究

朱 莎

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司,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、準時等優點,是解決城市交通問題的理想方式[1]。據中國城市軌道交通協會統計,2020年共有65個城市的軌道交通線網規劃獲批,規劃車站總計4439座,其中,換乘站1211座。

隨著軌道交通線網的加密,換乘站數量也隨之增加,許多學者對換乘站進行研究,王璇等對國內外地鐵換乘樞紐站的發展趨勢進行研究,并指出我國地鐵換乘站建設的不足以及今后建設的發展方向[3];王繼山對影響換乘站站型的各類因素進行分析[4];劉學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”形兩線換乘站進行全面調查分析[6];鄭小軍對北京地鐵大屯路東站的換乘設計思路進行剖析[7]。

不難看出,當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已建成的工程實例,對高架換乘車站形式進行分析研究。

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點換乘、同臺換乘、通道換乘等基本形式[8]。其中,節點換乘包括十字換乘(島式/側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)、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)[9]。

采用節點換乘時,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,無需經過通道、樓(扶)梯或電梯;采用通道換乘時,兩條線路的車站結構完全分開,通過車站之間獨立的連接通道進行換乘[10-11]。

3 高架換乘方式的適應性

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,但此類換乘設置常受到線路敷設、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,對高架同站臺換乘和高架通道換乘形式進行分析和歸納。

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,根據平行線路敷設的情況又可細分為疊島換乘車站、雙島四線換乘車站和一島兩側換乘車站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四線同時經過,線路上下重疊,兩線分居站臺兩側,實現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另一站臺層進行換乘,由于站臺上下布置,需通過下部站臺進行聯通,換乘流線與進出站流線相互交叉,會對站臺造成較大的壓力,易在樓扶梯處出現人流擁堵的情況,從而導致整體空間感受較差(見圖1)[15]。

圖1 疊島車站換乘形式

對于區間而言,由于車站兩側區間線路在不同高程,進站前,需要在將上下行線從平面左右關系漸變為豎直上下關系,線路縱斷面條件較差;為便于運營,通常在站臺端部設置聯絡線,造成車站端部的橋梁墩柱多,區間景觀效果差。該換乘方案不僅設計、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過站廳層再下到對面的站臺層進行換乘,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,預留風險較大。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,墩柱布置不規則,對區間景觀影響較大。

4.3 一島兩側車站

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

一島兩側換乘車站建設方式靈活,車站可分期建設也可同期建設;線路線形好,僅在車站兩端交叉一次或不需要交叉,區間景觀效果好。但是在同站臺換乘方案中,車站規模最大,占用的道路及路側空間最大,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實施年度較近的情況。

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 雙線平行關系通道換乘形式

雙線平行布置時,根據雙線間距及兩車站相對位置關系,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及站臺端部,在站臺層可實現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置且兩線間距較大時。當道路寬度較寬時,兩車站平行并列敷設在路中;當道路較窄但路側可征地時,兩車站分別平行設置于路中和路側。通過換乘通道連接兩車站站廳付費區及站臺中部,在站臺層可實現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 雙線相交關系通道換乘形式

雙線相交布置時,根據線路走向及相互跨越的情況,分為路側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)路側高架二層和路中高架三層車站間的通道換乘形式

路側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置且路側可征地時,換乘通道將路中高架三層車站站廳層的付費區和路側二層車站(側式)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,會切割路側地塊,不利于土地開發利用。因此,在具體工程設計時,應充分結合城市功能布局、交通組織方式以及技術經濟可行性,實現站城一體化開發。

圖6 路側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

當兩線相交敷設且路側可征地時,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相連(見圖7)。該換乘方案路中高架二層車站(設備用房置于路側地塊內)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,不會對路側土地造成切割;但路中二層車站的設備用房會占用路側用地,此換乘形式應根據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最常用的換乘形式,通過換乘通道將兩車站站廳層付費區相連(見圖8)。該換乘方案中,路中高架四層車站增加換乘層,從而導致車站體量增大。為縮短換乘距離,車站應盡量靠近路口,車站建筑高度可能超過24m,會導致車站消防設計難度大,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準站基本一致,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,導致車站站臺的換乘流線和進出站流線相互交叉,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、建設時序、周邊環境等因素的影響。因此,在選擇換乘車站形式時,應根據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濟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,可根據兩線的間距和高差關系選取不同的換乘形式;兩線相交交匯布置時,可根據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 換乘站建設時序

城市軌道交通規劃和建設隨著城市的發展而逐步完善。線網規劃中換乘的兩條線可能是同期建設也可能是分期建設,換乘線路的建設時序是影響換乘車站形式選擇的關鍵因素之一。

當換乘的兩條線同期建設時,換乘車站應同期進行設計、施工,換乘車站方案優先考慮同站臺換乘;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管理。當換乘的兩條線路分期建設時,尤其是在后建線路建設時序、線路走向不確定的情況下,為減少換乘站的預留工程以及投資,宜優先考慮通道換乘;通道換乘的兩換乘車站相互獨立,互不干擾,在近、遠期車站進行換乘時,可先期實施近期車站,并預留換乘通道接入條件,后期線位、站位調整的靈活性較大。

6.3 周邊環境

換乘車站周邊環境常常制約換乘站形式的選擇,如道路紅線寬度、道路綠化帶設置、周邊建筑布局、市政管線、地質條件等。若兩線在換乘站的走向為平行線路,當道路紅線足夠寬時,優先考慮雙島四線車站換乘形式、一島兩側車站換乘形式和平行并列式通道換乘形式;當道路紅線寬度較窄時,則考慮疊島車站換乘形式和平行交錯式通道換乘形式。

7 結語

從高架同站臺換乘和高架通道換乘可能出現的換乘形式出發,對不同類型的高架站換乘形式的優缺點及適應范圍進行分析及歸納,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實施提供有益的參考。