青岛北站——新技术、新理念、新结构相结合的车站实践

毛晓兵，Luc，于玉龙

(1.中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都 610031;2.阿海普建筑设计咨询(北京)有限公司,北京 100035)

1 青岛北站概况

青岛北站位于青岛市李沧区胶济线原有沧口站的西南侧，西侧毗邻胶州湾及胶州湾高速公路，西南约1 km处为青岛海湾大桥的起点。青岛北站2015年旅客发送量为925×104人次，日办理客车37对；预计2025年旅客发送量将达到1 800×104人次，日办理客车75对。青岛北站远期容纳人数约为8 000人，站房建筑面积61 400 m2。

工程项目建设单位为胶济铁路客运专线有限责任公司，由中国中铁二院工程集团有限责任公司、法国AREP设计集团、北京市建筑设计院联合设计，于2014年建成。该项目荣获“2014年度中国建筑学会科学技术进步奖三等奖” 、“2017年度国家铁路局优秀设计一等奖 ”、“2017年国家铁路总局评选的新时期创新工程十大客站”、“2019年中国勘察设计协会优秀(公共)建筑设计一等奖”等诸多荣誉。

2 设计理念

青岛北站造型立意为在海滨展翅飞翔的海鸥，寓意青岛这座城市广阔的发展前景。设计利用了“海边的站房”这一极具特色的环境条件，使青岛北站的空间形态完美的融入于自然环境中，体现了人与自然和谐相处的理念，作为青岛市的新地标，青岛北站为胶州湾海域增添了新的活力。

青岛北站的整体建筑造型动感又伸展飘逸，挺拔又富有张力，建筑曲线的灵感来自于展翅飞翔的海鸥，同时采用交叉拱作为建筑主要结构体系，象征着青岛北站作为青岛的城市门户，以博大的胸怀迎接来自各地的宾客。

建筑外立面的材料采用玻璃幕墙及遮阳百页，屋面材料采用新型金属屋面板。色彩上采用淡雅纯净的浅蓝色与白色为主，与滨海的环境相呼应，成为新时代青岛文化的载体和宣传者(图1～图3)。

图1 青岛北站实景A

图2 青岛北站实景B

图3 青岛北站实景C

3 同城市交通的衔接

青岛北站综合交通枢纽作为城市建筑综合体的一种，即以高铁作为功能上的主导，拥有多种相互衔接、高效换乘的交通方式，青岛北站一体化的空间设计，使其成为具有较高开放性、公共性的建筑[1]。

3.1 轨道交通衔接

城市轨道交通是青岛北站综合交通枢纽内最重要的配套交通方式，对内城市交通40 %由轨道交通承担。青岛北站的旅客流线设计有多层立体化的特点，为各类交通方式的立体化分流创造了条件。青岛北站为轨道交通1号、3号、8号线换乘站，轨道交通3号、8号线为同台换乘，站台位于地下二层；轨道交通1号线与3号、8号线T型换乘，站台位于地下三层。轨道交通3号、8号线在本站均设置折返线与联络线；1号、3 号线则设置了出入段线。

同时，为充分实现轨道交通与国铁的整体交通衔接，一是设立国铁进站等候区，满足各类客流衔接需要；二是合理布置人行通道并适当拓宽，着力实现立体化分流。

3.2 其他交通衔接

公交系统衔接，中国第一条公共汽车线路就诞生在青岛，公交车数量多，普及面积广，价格便宜，是主要的城市公共交通形式，青岛北站站区内有长途汽车站、公交车站等场站设施。长途汽车及公交车站均位于铁路站房东侧，与轨道交通站点临近，方便换乘，实现多种换乘方式的无缝衔接。

出租车、私家车辆的接驳区分别设于3号、8号线站场南侧地下一层和夹层；北侧地下一层及夹层均为私家车停车场。

站房周边空地设置有旅游大巴停车场，旅客通过人行过街地道前往大巴停车场上车，以免大巴在火车站周边停靠对交通造成干扰。

设计主要采用了两个办法解决特殊车辆的通行，一是消防、救援等应急车辆可在公交专用道通行，形成通畅的进出网络。二是将特殊车辆进出口设置于南广场，避免对东广场进出站旅客造成影响，做到人车分离，并且避免车行流线冲突。

4 内部功能布局及流线设计

4.1 内部功能布局设计

青岛北站将车站功能空间划分为地下出站层、地面站台层、高架候车层等三个平面层。

地下出站层(-10.5 m标高)主要由出站厅、地铁站厅、地下停车场及出站地道组成，出站旅客由站台下至地下出站厅，验票后进入出站通道。出站旅客可在出站通道选择直接上至东西站前广场、东西站房站前平台、地铁站厅、地下停车场及各地面停车场，实现各种功能的综合连接。

地面站台层(±0 m标高)东西两端均设置进站广厅、售票厅等客运功能用房。其中东端客运用房中部为进站广厅，广厅右侧设售票用房，左侧设商业用房，旅客由广厅乘坐自动扶梯可直接到达高架候车层。贵宾候车室设于东站房两端，共三个，具有独立的出入口，并可通过专用垂直电梯上至高架候车层，经进站走廊跨线到达站台。

高架候车层(9 m标高)中部为高架候车区，东端设置有少量客运管理及设备用房，并设置有餐厅；西端设置有面海观景区。候车区内采用玻璃隔断划分出普通候车区、母子候车区和软席候车区等，适当引入室内绿化及楼板局部开孔，形成丰富、舒适的候车空间。

餐厅、观景休闲区等配套商业服务设施的设置，大大提升了青岛北站候车空间品质的同时，也将海景车站的独特优势发挥到极致。

4.2 旅客流线设计

青岛北站的流线设计采用了双向进站模式，旅客可选择由高架候车室进站，乘坐轨道交通来站旅客也可由地下出站厅处“绿色通道”检票进站，满足旅客高效、便捷、舒适的需要。

青岛北站流畅的布局及视觉引导设计提高了旅客进出站的效率。青岛北站将改变以往旅客进站流线过长、视觉导向混乱、空间感觉封闭的印象。根据站房高架候车的特点，采用“上进下出”的旅客流线，旅客可流畅完成进站、出站。

4.2.1 进站旅客流线

基本站台的旅客购票后进基本站台候车室候车进站，中间站台的旅客购票后经综合广厅进上至高架候车室，检票后经自动扶梯到达各站台；乘坐轨道交通到达车站的旅客可经地下出站厅处的“绿色通道”检票进站。

4.2.2 出站旅客流线

旅客下车后由站台下至地下出站厅，验票后即可进入地下出站通道，可选择前往东西站前广场及东西站房站前平台、城市轨道交通车站站厅层、东广场、地下停车场及各地面停车场等空间。

4.2.3 贵宾旅客流线

贵宾车辆可经专用道路直接到达基本站台，或在贵宾候车室休息后上车，需到中间站台的贵宾旅客乘坐专用电梯到达高架候车层，经进站走廊跨线到达站台。

4.2.4 软席旅客流线

采用玻璃隔断在高架候车室内划分出软席候车区，软席旅客与普通旅客进站流线相同。

5 室内环境设计

交通枢纽中的旅客有相当一部分不出车站就可以离开青岛北站了，而且旅客在交通枢纽的大部分时间也是处于室内，因此旅客对交通枢纽的印象很大程度来自于对于建筑室内空间的感受，因此室内空间设计对于交通枢纽尤为重要。

5.1 设计特点

青岛北站的室内设计延续了建筑主体设计中的简洁、伸展的特点，运用明快的设计手法，展现了现代交通建筑方便、快捷的风格。青岛北站的室内设计充分利用建筑本身的结构，高架候车厅的室内装修设计和独特的交叉拱作结构体系浑然一体，风格统一(图4)。

青岛北站的候车厅室内具有明快的色调和现代感的设计，功能布局人性便捷，不仅满足使用功能，也凸显了青岛的时代气息(图5)。吊顶与采光天窗的完美结合，充分的利用了建筑的自然采光，使室内空间获得大量的自然光，具有良好的经济性。整个候车厅的空间通透明朗，现代交通建筑简洁开敞的特点得到充分体现。

图4 进站广厅实景

图5 候车厅室内实景

5.2 材料选用

在材料的选用上创建一套能够强化通道布局的室内色彩配置方案：通道部分和站台部分的吊顶铝板尽可能长而直(图6)，两者基本采用相同的方式布置，以便对通道和流动起到强化效果。在通道和站台的墙壁采用金属灰铝合金板，通道及站台中通过不同材料的运用对空间进行细节刻画，丰富视觉感受。高架候车厅顶棚主要选用了白色铝合金板，以白色调为主，产生反射光，地面采用了芝麻白花岗石地板，这种地板质地坚硬，花纹细腻，在大空间室内铺装使空间宽敞明亮、视野开阔，在站房东西广厅和站房售票的墙壁，采用了浅黄色铝合金板，浅黄色铝合金板颜色柔和，便于旅客观察票务及车次信息(图7)。

图6 旅客通道透

图7 站房广厅透视图

在材料的选择上遵循了以下几点原则：

(1)选取材质的经济性，遵循可持续性发展理念，将材料的安全性、耐久性、易清性作为考量的因素，注意控制后期运营成本。

(2)采取整体的收口收边方式，以减少震动，静音，以便于拆装更换。

(3)材料选取绿色环保，无放射性。

(4)材料应为连贯、规则的模块化，具有现场整体装配性。

(5)材料要求耐磨、耐腐蚀、不易变形等特点。

(6)材料的安全性，防火、防滑等等。

6 车站结构设计

青岛北站采用构造极具特色的立体交叉拱作为建筑主要承重结构体系，支撑起庞大的屋顶结构。青岛北站的主体结构由屋盖、高架候车层、东西广厅和两侧对称的站台无柱雨棚组成。车站主站房屋盖东西长约350 m，南北宽168～213 m，由10榀立体拱架组成，跨度为101.2～148.7 m不等，最大悬挑约30 m。本章主要介绍该项目在结构设计特点，包括三维立体拱架结构体系研究、屋盖结构、幕墙钢架和无柱雨棚结构设计等等。

6.1 屋盖结构设计

青岛北站的主站房屋盖东西长约350 m，南北宽168～213 m，由10榀平行于轨道的立体拱架组成(图8)。相邻的两立体拱架间的距离为22 m、33 m、44 m不等，屋盖横梁与主拱通过5 m(高)× 3.8 m(宽)纵向屋脊大梁连成整体结构。每榀立体拱架由1榀拱、4根横梁、6对V形撑、16根交叉索以及横梁间的纵向主檩条组成。为了减少基础与地基的水平推力负担，拱脚利用埋设在地面下方的拉索连接在一起。交叉索又分为承重索和抗风索：承重索主要承担重力荷载；抗风索主要承担屋面风吸力的荷载[2](图9)。

图8 青岛北站屋盖实景

图9 站房屋盖结构透视

为了呈现出理想的建筑室内效果，青岛北站主站房屋盖结构的部分构件采用异形截面。主拱截面包含有豆圆形下弦、圆形上弦和腹板；屋面横向主梁包含有类半椭圆形下弦、矩形上弦和腹板；中间屋脊纵梁包含有两个三角形上弦、一个三角形下弦和斜腹板(图10)。

图10 立体拱架立面和三维图片来源：张相勇，青岛北站结构设计综述

除承重索和抗风索之外，每榀立体拱架下方水平设置一根基础拉索，用于平衡拱脚在恒载下的水平推力，拉索布置如图11所示[3]。

图11 基础拉索布置图片来源：张相勇，青岛北站结构设计综述

V形撑为立体拱架的支撑构件(图12)，为梭形撑杆式预应力压杆，由中心杆件和外设的3根拉索组成，V形撑依靠外设的3根拉索保证其稳定性。V形撑将横梁受到的力传递到主拱上，V形撑不只是重要的结构构件，也是重要的灵感来源，带着钢索的V字形结构支撑看上去就像船的桅杆，青岛北站V形撑的设计体现了建筑美和结构美的完美结合。

图12 V形柱结构

6.2 幕墙结构设计

作为中央候车大空间的主要围合面，南北两侧的玻璃幕墙对建筑的室内空间的各项指标都有很大的影响。本方案采用构件式幕墙。幕墙采用中空LOW-E玻璃，每个单元内的玻璃面与垂直面有一个倾角。首先对于南北立面的玻璃幕墙面积比较大，容易给人以单调的感觉，当每个幕墙单元的玻璃倾斜以后，幕墙框相应的加宽，在立面上形成有规律的重复阴影，富有韵律感。

青岛北站的幕墙钢架系统由三角形立体钢桁架以及水平索结构组成，分为四个区域(图13)。幕墙顶部均与屋面系统连接，其中幕墙区域1底部与高架候车层楼板连接，幕墙区域2、3、4底部与± 0.000 m地坪连接。幕墙作为主站房的围护结构，其支承结构在水平方向与屋盖结构相联系，在竖直方向完全独立，仅向屋盖结构传递风荷载。

图13 幕墙钢架分区图片来源：张相勇，青岛北站结构设计综述

6.3 雨棚结构设计

站台无柱雨棚在高铁站房南北两侧对称布置，雨棚每侧南北方向长 192 m，东西方向长227 m，共覆盖8个站台，雨棚屋顶标高9 m(距站台面)，屋面采用虹吸式排水，两侧投影面积共约7×104m2。

雨棚的造型设计顺应了主站房的设计，采用无柱雨棚与主站房呼应，用简洁的带状微弧顶造型，局部采用钢架及拉索支撑，与主站房形成一体化的建筑造型(图14)。雨棚屋面体系上层屋面板采用彩钢板，并设玻璃棉隔声、吸声层下层板为单层彩钢板，屋面檐口采用铝板面层。

图14 雨棚实景

站台无柱雨棚覆盖1～8站台，采用主跨44 m/33 m/22 m跨方案，结构柱设置于站台铁路线之间，跨两个站台，共6排结构柱，最大跨度为44 m，与主站房轴线统一，结构柱间距为20 m。雨棚结构采用钢架拉索结构，接触网支架部分考虑横挂于雨棚柱结构上。

7 结束语

青岛北站在“海边的新客站”这一得天独厚的坏境条件下，青岛北站在设计理念、设计方法、新结构的运用等多方面进行了有益的尝试。无论如何，当今铁路站房的设计与建设中新的设计理念、新技术、新结构的集成和整合已成为必然的趋势。而在这种趋势的带动下，铁路站房不再孤立地被视作铁路线上的一个点，将同城市功能紧密结合，有机地生长在城市肌理之中。并且，作为城市的门户，青岛北站也将成为青岛的新地标，在新时代的发展大潮下，青岛北站带给青岛的影响也将是深刻而充满活力的。