城市轨道交通高架换乘车站形式研究

朱 莎

(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055)

1 概述

轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分,相较于地面公共交通,具有快速、准时等优点,是解决城市交通问题的理想方式[1]。据中国城市轨道交通协会统计,2020年共有65个城市的轨道交通线网规划获批,规划车站总计4439座,其中,换乘站1211座。

随着轨道交通线网的加密,换乘站数量也随之增加,许多学者对换乘站进行研究,王璇等对国内外地铁换乘枢纽站的发展趋势进行研究,并指出我国地铁换乘站建设的不足以及今后建设的发展方向[3];王继山对影响换乘站站型的各类因素进行分析[4];刘学军从分析地铁换乘行为入手,探讨不同形式换乘站的换乘特点和选定原则[5];潘耔妤等对上海城市轨道交通“L”形两线换乘站进行全面调查分析[6];郑小军对北京地铁大屯路东站的换乘设计思路进行剖析[7]。

不难看出,当前对换乘车站形式的研究大多基于地下站,而对高架站之间的换乘形式缺乏研究。以下基于前人的研究成果以及国内已建成的工程实例,对高架换乘车站形式进行分析研究。

2 轨道交通换乘形式分类

按照车站布置形式,城市轨道交通换乘站可分为有节点换乘、同台换乘、通道换乘等基本形式[8]。其中,节点换乘包括十字换乘(岛式/侧式站台之间相互组合)、T形换乘(上层站台中央与下层站台端部换乘)、L形换乘(上下站台都在端部相交换乘)等;同站台换乘包括叠岛换乘、双岛四线换乘、一岛两侧换乘;通道换乘包括单通道换乘(两个车站站厅用单个换乘通道连接付费区)、多通道换乘(两个车站站厅用两个以上换乘通道连接付费区)[9]。

采用节点换乘时,乘客通过楼(扶)梯至两条线路或多条线路的公共平台进行换乘;采用同站台换乘时,乘客从一条线路的列车下车后,可在同一站台直接到对面另一条线路的列车上,无需经过通道、楼(扶)梯或电梯;采用通道换乘时,两条线路的车站结构完全分开,通过车站之间独立的连接通道进行换乘[10-11]。

3 高架换乘方式的适应性

若两座站台呈“十”字形、“T”形或“L”形上下布置在道路交叉口,对于高架换乘站而言,此种布置形式对道路交通、周边建筑及用地影响大,且工程实施难度大。同台换乘形式能最大程度地方便乘客,但此类换乘设置常受到线路敷设、道路交通、周边建筑及用地等外部条件的制约。通道换乘具有布置灵活、预留工程少、利于分期施工等特点,但由于换乘方式步行距离较长,可在不便于布置同台换乘时采用[12]。

轨道交通换乘站的线路布局走向基本确定了两线在换乘站处站台布置的相对关系,对换乘形式具有决定性影响[13]。因此,可从平行线路和相交线路两种形式出发,对高架同站台换乘和高架通道换乘形式进行分析和归纳。

4 高架同站台换乘形式分析

同站台换乘形式多在两线平行交汇时采用,根据平行线路敷设的情况又可细分为叠岛换乘车站、双岛四线换乘车站和一岛两侧换乘车站3种形式,其在功能布置、景观效果、线路走向等方面各具特点。

4.1 叠岛车站

叠岛换乘形式的车站水平占地空间相对较小,可在较狭窄的空间实现四线同时经过,线路上下重叠,两线分居站台两侧,实现2个方向的同站台平行换乘[14]。然而,其他方向换乘需通过楼扶梯到达另一站台层进行换乘,由于站台上下布置,需通过下部站台进行联通,换乘流线与进出站流线相互交叉,会对站台造成较大的压力,易在楼扶梯处出现人流拥堵的情况,从而导致整体空间感受较差(见图1)[15]。

图1 叠岛车站换乘形式

对于区间而言,由于车站两侧区间线路在不同高程,进站前,需要在将上下行线从平面左右关系渐变为竖直上下关系,线路纵断面条件较差;为便于运营,通常在站台端部设置联络线,造成车站端部的桥梁墩柱多,区间景观效果差。该换乘方案不仅设计、施工难度大,还要求两线同时开工,加大了初期投资及施工风险。

4.2 双岛四线车站

双岛四线车站是同站台换乘车站的主要形式,它将两条平行运行的上行线布置在一个站台,下行线布置在另一个站台,可实现2个方向的同站台换乘,即乘客下车后在本站台即可换乘到另一条线同方向列车,换乘便捷;但反方向列车的乘客需经过站厅层再下到对面的站台层进行换乘,行走距离较长(见图2)[17]。

双岛四线车站宽度相对较大,在道路宽度有限的情况下工程实施难度较大,两条线路需要同时施工建成,对不同期实施的线路而言,预留风险较大。另外,两线在车站两端线路均存在交叉,线路纵断面坡度较大,墩柱布置不规则,对区间景观影响较大。

4.3 一岛两侧车站

一岛两侧车站将两条平行运行的线路分别设置于岛式站台两侧,并在两线外侧分别设置侧式站台,可在岛式站台实现1个方向的同站台换乘;其余方向的换乘要经过站厅实现,换乘不便捷(见图3)。

一岛两侧换乘车站建设方式灵活,车站可分期建设也可同期建设;线路线形好,仅在车站两端交叉一次或不需要交叉,区间景观效果好。但是在同站台换乘方案中,车站规模最大,占用的道路及路侧空间最大,施工对地面影响大;该换乘形式适用于有交通疏解条件及两线同期实施或实施年度较近的情况。

5 高架通道换乘形式分析

通道换乘的形式在两线平行和相交时均可采用,是高架换乘车站常用的换乘形式。

5.1 双线平行关系通道换乘形式

双线平行布置时,根据双线间距及两车站相对位置关系,该换乘方案又分为平行交错式和平行并列式。

(1)平行交错式通道换乘形式

平行交错式通道换乘车站常用于线路平行设置、道路条件较为狭窄且周边无法征地拆迁的情况下使用。该换乘站的双线车站独立交错布置,通过换乘通道连接两车站站厅付费区及站台端部,在站台层可实现1个方向的同站台换乘,其他方向需通过楼扶梯到站厅层进行换乘;换乘客流集中在两个车站的端部,对于车站另一端乘客而言,换乘路线较长(见图4)。

图4 平行交错式通道换乘形式

(2)平行并列式通道换乘形式

平行并列式通道换乘形式常用于线路平行设置且两线间距较大时。当道路宽度较宽时,两车站平行并列敷设在路中;当道路较窄但路侧可征地时,两车站分别平行设置于路中和路侧。通过换乘通道连接两车站站厅付费区及站台中部,在站台层可实现1个方向的同站台换乘,其他方向需通过楼扶梯到站厅层进行换乘;换乘客流集中在两个车站中部,换乘客流均匀,换乘路线较短(见图5)。

图5 平行并列式通道换乘形式

5.2 双线相交关系通道换乘形式

双线相交布置时,根据线路走向及相互跨越的情况,分为路侧高架二层和路中高架三层车站间的通道换乘形式,路中高架二层和路中高架三层车站间的通道换乘形式,路中高架三层和路中高架四层车站间的通道换乘形式和路中高架三层车站间站厅站台上下交错式的通道换乘形式。

(1)路侧高架二层和路中高架三层车站间的通道换乘形式

路侧高架二层和路中高架三层车站间的通道换乘形式常用于线路相交设置且路侧可征地时,换乘通道将路中高架三层车站站厅层的付费区和路侧二层车站(侧式)站台层相连(见图6)。该换乘方案不会增加车站的体量,但由于线路走在路侧,会切割路侧地块,不利于土地开发利用。因此,在具体工程设计时,应充分结合城市功能布局、交通组织方式以及技术经济可行性,实现站城一体化开发。

图6 路侧高架二层和路中高架三层车站间通道换乘

(2)路中高架二层和路中高架三层车站间的通道换乘形式

当两线相交敷设且路侧可征地时,通过换乘通道将路中高架二层车站的站台层和路中高架三层车站的站厅层的付费区相连(见图7)。该换乘方案路中高架二层车站(设备用房置于路侧地块内)的高度和体量减小,路中高架三层车站的体量不变,两线均走行于路中,不会对路侧土地造成切割;但路中二层车站的设备用房会占用路侧用地,此换乘形式应根据站点周围土地征用情况采用。

图7 路中高架二层和路中高架三层车站间通道换乘

(3)路中高架三层和路中高架四层车站间的通道换乘形式

路中高架三层和路中高架四层车站间的通道换乘形式是线路相交敷设最常用的换乘形式,通过换乘通道将两车站站厅层付费区相连(见图8)。该换乘方案中,路中高架四层车站增加换乘层,从而导致车站体量增大。为缩短换乘距离,车站应尽量靠近路口,车站建筑高度可能超过24m,会导致车站消防设计难度大,投资增加。但此换乘方案的换乘通道高差小,可以通过缓坡来解决,乘客换乘行走时较为舒适。

图8 路中高架三层和路中高架四层车站间通道换乘

(4)路中高架三层车站间站厅站台上下交错式的通道换乘形式

为满足跨线要求,将其中1座路中高架三层车站的站厅层和站台层倒置,通过换乘通道将倒置车站的站厅层付费区和正置车站的站台层相连(见图9)。该换乘方案的两车站建筑体量与标准站基本一致,建筑高度仍然保持在24m以下;但由于换乘通道直接连接站厅和站台,导致车站站台的换乘流线和进出站流线相互交叉,容易造成拥堵。

图9 路中高架三层车站间站厅站台上下交错式通道换乘

6 高架换乘形式选择的影响因素

不难看出,不同类型的换乘形式有各自的优缺点及适用性。在实际工程中,车站换乘形式常受到线路走向、建设时序、周边环境等因素的影响。因此,在选择换乘车站形式时,应根据不同换乘形式的特点综合考虑各类因素,以确定既能满足换乘需求而又经济合理的高架换乘车站形式。

6.1 换乘线路走向

换乘线路在换乘站节点的走向分为平行线路的交汇和相交线路的交汇两种形式。两线平行交汇布置时,可根据两线的间距和高差关系选取不同的换乘形式;两线相交交汇布置时,可根据相交线路在交汇处的高度差选取不同的换乘形式,见表1。

表1 换乘车站形式汇总

6.2 换乘站建设时序

城市轨道交通规划和建设随着城市的发展而逐步完善。线网规划中换乘的两条线可能是同期建设也可能是分期建设,换乘线路的建设时序是影响换乘车站形式选择的关键因素之一。

当换乘的两条线同期建设时,换乘车站应同期进行设计、施工,换乘车站方案优先考虑同站台换乘;同站台换乘方案能够最大程度方便乘客换乘,同时便于日常运营维护管理。当换乘的两条线路分期建设时,尤其是在后建线路建设时序、线路走向不确定的情况下,为减少换乘站的预留工程以及投资,宜优先考虑通道换乘;通道换乘的两换乘车站相互独立,互不干扰,在近、远期车站进行换乘时,可先期实施近期车站,并预留换乘通道接入条件,后期线位、站位调整的灵活性较大。

6.3 周边环境

换乘车站周边环境常常制约换乘站形式的选择,如道路红线宽度、道路绿化带设置、周边建筑布局、市政管线、地质条件等。若两线在换乘站的走向为平行线路,当道路红线足够宽时,优先考虑双岛四线车站换乘形式、一岛两侧车站换乘形式和平行并列式通道换乘形式;当道路红线宽度较窄时,则考虑叠岛车站换乘形式和平行交错式通道换乘形式。

7 结语

从高架同站台换乘和高架通道换乘可能出现的换乘形式出发,对不同类型的高架站换乘形式的优缺点及适应范围进行分析及归纳,为高架换乘车站形式的选择提供多思路的解决方式。希望能给轨道交通高架换乘车站的建设实施提供有益的参考。