高架桥与地铁结构结合设计初探

◎ 上海市城市建设设计研究院 方迎利

1.引 言

随着城市化进程的发展，大运量的轨道交通已经成为了缓解城市交通压力、降低城市能耗的重要手段。据统计，2010年轨道交通建设达480公里，2011～2015年将达2400公里，2016～2020将达3000公里。

大规模轨道交通的建设，在给城市出行带来便捷的同时，也出现了拆迁矛盾、建设对周边建筑带来的风险等一系列问题。尤其是对位于城市建成区，道路宽度不太富裕的区域，当有高架桥与轨道交通同时通过时，一般两者结构是脱离设计的。但这样带来的问题是占用道路断面过宽，不利于管线敷设，同时施工期间交通组织也较为困难，地铁施工与运营对周边建筑影响也更大。

针对以上情况，本文拟通过上海14号线与中环线浦东段（军工路越江隧道～高科中路）高架桥与地铁结合的方案案例，对此作初步探讨，期望能够对后续该类型的结合设计有所帮助。

2.工程概况

14号线车站设置在张扬路以西的金桥路路中，金桥路为中环新浦东段的重要组成部分，路中为中环高架桥。根据中环线的工程筹划，2010年12月份开工，2012年6月通车，中环线土建完成时间早于地铁车站。

车站周边均为城市建成区，北侧为黄山新苑、宏南投资大厦、今达花园，南侧为金桥国际商业广场。根据提供的地下管线资料,金桥路下管线众多，为减小管线迁改难度，减少对周边环境影响，设计通过多方案比选，选择了高架桥与车站结构合建方案作为推荐方案。（如图1）

3.主要设计思路

通过对车站周边条件分析，14号线设置的主要难点在于其与中环高架桥，以及车站与周边既有控制性建筑关系。因此设计中提出了将高架桥结构与车站结构结合的设计方案，即通过结构加强处理，中环线桥梁墩柱直接支承在地铁车站顶板转换大梁结构之上。（如图2）

4.方案比选

方案一：14号线线路从北侧匝道穿过，车站内净尺寸为长218m，宽21.8m。利用与6号线的换乘通道及桥梁桩基之间的路口三角地带集中设置风井。对现有桥桩及建筑影响小，近高架桥的车站端头井做调头井。

图1 车站总平面布置图

图2 高架桥与地铁结构结合方案示意图

车站位于金桥路路北侧（车站至中环线桥墩距离较近、车站主体与桥面投影范围有部分重叠）。根据中环线的工程筹划，今年12月份开工，2012年6月通车，中环线土建完成时间早于地铁车站。本方案的基本思路是通过合理协调地铁车站与中环线结构施工工序和工期安排，中环线桥墩在车站范围作局部微调，尽可能减少施工阶段对交通、管线的影响，减少拆迁工程量，减小对周边的干扰。

优点：通过将车站平面位置向路中心内移，一侧区间走行在匝道和主道之间，减少了工程拆迁量，也一定程度减小了地铁车站施工对交通、管线、北侧地块的影响，中环线桥墩做局部微调。

缺点：地铁车站的围护结构（至少是靠近中环线一侧的围护结构）的完成时间应早于中环线的墩柱及箱梁结构，对地铁车站围护结构的工期有一定的压力。此外，在地铁车站基坑开挖的期间，应采取必要的措施，地铁和中环线紧密协调，并加强对先期施工完成的中环线结构的保护。

综上所述：本方案拆迁工作量较小，对交通、管线以及北侧建成地块的影响也较小，但地铁车站围护结构的施工工期受到中环线工程的制约，有一定的压力，地铁和中环线要密切协调，中环线桥墩做局部的微调。

方案二：14号线线路都从中环线匝道与主线中间穿过，形成分离侧式车站，单侧车站内净尺寸为长218m，宽12m。利用与6号线的换乘通道及桥梁桩基之间的空隙和桥下空间设置风井。因一侧线路需要穿越中环线，此线路方案须对中环线桥梁桩基进行较大改动。

车站采用分离侧式的形式设置于金桥路的南、北两侧，中部则利用横穿金桥路的通道局部连通。本方案的基本思路是通过将原整体式车站分隔成两个相对独立的可连通的侧式站台，进一步减小对交通、管线的影响，同时，也更便于组织分段、分幅施工，施工组织更为灵活，车站端头井做调头井。但两分离站台之间的连通区域（站厅）应避开桥梁桩基设置，地铁车站与中环线高架协调工作量大。

优点：由于单侧结构宽度较小，施工场地比较宽裕，有利于根据节点工期要求分段、分幅施工，对地下管线以及地面交通的影响更小。

方案一 车站总平面布置图

方案一 横剖面示意图

方案二 车站总平面布置图

方案二 横剖面示意图（a）

方案二 横剖面示意图（b）

缺点：与方案一相比，车站需多增加两排围护墙，工程造价有较大上升。此外，在两处分离站台的站厅连通区段，后期还需凿除，又一定程度增加了后期施工的工期。

综上所述：本方案对交通、管线影响较小，施工组织较为灵活，但工程造价有较大上升，而且后期施工工期也有一定增加。此外，两分离岛之间的连通区域应避开桥梁桩基设置，地铁车站与中环线高架协调工作量将有一定量地增加。

方案三（推荐方案）：本方案的地铁车站与中环线沿纵向平行设置，通过结构加强处理，中环线桥梁墩柱直接支承在地铁车站顶板结构之上。本方案的基本思路是尽可能地减少车站和中环线总占地面积、简化施工工序，压缩工期。

优点：其一，本方案占地面积最小，地铁车站主体部分完全位于中环线平面投影范围之内；其二，由于车站完全在路中设置，避开了管线密集的路边侧区域，既有管线影响较小，大大减少了管线搬迁的工作量；其三，中环线高架结构与地铁车站沿纵向平行重叠设置，以车站结构为基础，不再需要施工单独的桩基和承台，减少了施工工序。

缺点：本方案中，由于中环线桥梁墩柱直接以地铁车站顶板结构为基础，两者是密不可分的整体，必须密切结合，地铁和中环线协调工作量非常大。而且，由于中环线高架要求2012年6月通车，工期十分紧迫，故作为下部基础的地铁车站，在中环线上部结构施工前必须完成（或者至少在位于墩柱投影范围及其周边的局部区段地铁车站结构完成），工期压力很大。

5.高架桥与车站结构结合的注意事项

根据以上分析，高架桥与车站结构结合设计具有占地少、管线搬迁少、改移容易、施工期间交通容易组织、对周边既有建筑影响小等优点，但由于其与高架桥结构完全结合在一起，大大增加了工作协调难度，设计、投资不容易划分等，因此采用此种模式必须注意以下几点：

1）二者的建设时序应相对较为接近。当轨道交通先建时必须预留以后桥墩立柱条件。当高架桥先建设，而轨道交通滞后较多时，建议两者结构脱离，以为轨道交通后续建设留下灵活条件，避免浪费工程出现。

2) 投资主体应易于划分或事先确立明确的协议关系。轨道交通与高架桥投资主体的不同或划分不清，可能导致在设计、建设过程中出现多重主体责权不明，进而影响设计的整体与施工的连续性。

3) 应注意设计和施工过程中不同设计单位与施工单位之间的协调工作。建议建立统一的沟通平台，对设计、施工时序、施工期间交通组织、管线迁改等事项进行统一规划，避免出现二次或多次返工现象发生。

4) 结构设计应充分考虑到车站抗浮与桥梁结构沉降的相互影响。

6、结语

随着城市交通的立体化发展，高架桥和轨道交通车站结合的实例将越来越多，本文就二者结合设计谈点体会，希望为今后类似工程的设计实施提供了一定的借鉴经验。