高架橋與地鐵結構結合設計初探

◎ 上海市城市建設設計研究院 方迎利

1.引 言

隨著城市化進程的發展，大運量的軌道交通已經成為了緩解城市交通壓力、降低城市能耗的重要手段。據統計，2010年軌道交通建設達480公里，2011～2015年將達2400公里，2016～2020將達3000公里。

大規模軌道交通的建設，在給城市出行帶來便捷的同時，也出現了拆遷矛盾、建設對周邊建筑帶來的風險等一系列問題。尤其是對位于城市建成區，道路寬度不太富裕的區域，當有高架橋與軌道交通同時通過時，一般兩者結構是脫離設計的。但這樣帶來的問題是占用道路斷面過寬，不利于管線敷設，同時施工期間交通組織也較為困難，地鐵施工與運營對周邊建筑影響也更大。

針對以上情況，本文擬通過上海14號線與中環線浦東段（軍工路越江隧道～高科中路）高架橋與地鐵結合的方案案例，對此作初步探討，期望能夠對后續該類型的結合設計有所幫助。

2.工程概況

14號線車站設置在張揚路以西的金橋路路中，金橋路為中環新浦東段的重要組成部分，路中為中環高架橋。根據中環線的工程籌劃，2010年12月份開工，2012年6月通車，中環線土建完成時間早于地鐵車站。

車站周邊均為城市建成區，北側為黃山新苑、宏南投資大廈、今達花園，南側為金橋國際商業廣場。根據提供的地下管線資料,金橋路下管線眾多，為減小管線遷改難度，減少對周邊環境影響，設計通過多方案比選，選擇了高架橋與車站結構合建方案作為推薦方案。（如圖1）

3.主要設計思路

通過對車站周邊條件分析，14號線設置的主要難點在于其與中環高架橋，以及車站與周邊既有控制性建筑關系。因此設計中提出了將高架橋結構與車站結構結合的設計方案，即通過結構加強處理，中環線橋梁墩柱直接支承在地鐵車站頂板轉換大梁結構之上。（如圖2）

4.方案比選

方案一：14號線線路從北側匝道穿過，車站內凈尺寸為長218m，寬21.8m。利用與6號線的換乘通道及橋梁樁基之間的路口三角地帶集中設置風井。對現有橋樁及建筑影響小，近高架橋的車站端頭井做調頭井。

圖1 車站總平面布置圖

圖2 高架橋與地鐵結構結合方案示意圖

車站位于金橋路路北側（車站至中環線橋墩距離較近、車站主體與橋面投影范圍有部分重疊）。根據中環線的工程籌劃，今年12月份開工，2012年6月通車，中環線土建完成時間早于地鐵車站。本方案的基本思路是通過合理協調地鐵車站與中環線結構施工工序和工期安排，中環線橋墩在車站范圍作局部微調，盡可能減少施工階段對交通、管線的影響，減少拆遷工程量，減小對周邊的干擾。

優點：通過將車站平面位置向路中心內移，一側區間走行在匝道和主道之間，減少了工程拆遷量，也一定程度減小了地鐵車站施工對交通、管線、北側地塊的影響，中環線橋墩做局部微調。

缺點：地鐵車站的圍護結構（至少是靠近中環線一側的圍護結構）的完成時間應早于中環線的墩柱及箱梁結構，對地鐵車站圍護結構的工期有一定的壓力。此外，在地鐵車站基坑開挖的期間，應采取必要的措施，地鐵和中環線緊密協調，并加強對先期施工完成的中環線結構的保護。

綜上所述：本方案拆遷工作量較小，對交通、管線以及北側建成地塊的影響也較小，但地鐵車站圍護結構的施工工期受到中環線工程的制約，有一定的壓力，地鐵和中環線要密切協調，中環線橋墩做局部的微調。

方案二：14號線線路都從中環線匝道與主線中間穿過，形成分離側式車站，單側車站內凈尺寸為長218m，寬12m。利用與6號線的換乘通道及橋梁樁基之間的空隙和橋下空間設置風井。因一側線路需要穿越中環線，此線路方案須對中環線橋梁樁基進行較大改動。

車站采用分離側式的形式設置于金橋路的南、北兩側，中部則利用橫穿金橋路的通道局部連通。本方案的基本思路是通過將原整體式車站分隔成兩個相對獨立的可連通的側式站臺，進一步減小對交通、管線的影響，同時，也更便于組織分段、分幅施工，施工組織更為靈活，車站端頭井做調頭井。但兩分離站臺之間的連通區域（站廳）應避開橋梁樁基設置，地鐵車站與中環線高架協調工作量大。

優點：由于單側結構寬度較小，施工場地比較寬裕，有利于根據節點工期要求分段、分幅施工，對地下管線以及地面交通的影響更小。

方案一 車站總平面布置圖

方案一 橫剖面示意圖

方案二 車站總平面布置圖

方案二 橫剖面示意圖（a）

方案二 橫剖面示意圖（b）

缺點：與方案一相比，車站需多增加兩排圍護墻，工程造價有較大上升。此外，在兩處分離站臺的站廳連通區段，后期還需鑿除，又一定程度增加了后期施工的工期。

綜上所述：本方案對交通、管線影響較小，施工組織較為靈活，但工程造價有較大上升，而且后期施工工期也有一定增加。此外，兩分離島之間的連通區域應避開橋梁樁基設置，地鐵車站與中環線高架協調工作量將有一定量地增加。

方案三（推薦方案）：本方案的地鐵車站與中環線沿縱向平行設置，通過結構加強處理，中環線橋梁墩柱直接支承在地鐵車站頂板結構之上。本方案的基本思路是盡可能地減少車站和中環線總占地面積、簡化施工工序，壓縮工期。

優點：其一，本方案占地面積最小，地鐵車站主體部分完全位于中環線平面投影范圍之內；其二，由于車站完全在路中設置，避開了管線密集的路邊側區域，既有管線影響較小，大大減少了管線搬遷的工作量；其三，中環線高架結構與地鐵車站沿縱向平行重疊設置，以車站結構為基礎，不再需要施工單獨的樁基和承臺，減少了施工工序。

缺點：本方案中，由于中環線橋梁墩柱直接以地鐵車站頂板結構為基礎，兩者是密不可分的整體，必須密切結合，地鐵和中環線協調工作量非常大。而且，由于中環線高架要求2012年6月通車，工期十分緊迫，故作為下部基礎的地鐵車站，在中環線上部結構施工前必須完成（或者至少在位于墩柱投影范圍及其周邊的局部區段地鐵車站結構完成），工期壓力很大。

5.高架橋與車站結構結合的注意事項

根據以上分析，高架橋與車站結構結合設計具有占地少、管線搬遷少、改移容易、施工期間交通容易組織、對周邊既有建筑影響小等優點，但由于其與高架橋結構完全結合在一起，大大增加了工作協調難度，設計、投資不容易劃分等，因此采用此種模式必須注意以下幾點：

1）二者的建設時序應相對較為接近。當軌道交通先建時必須預留以后橋墩立柱條件。當高架橋先建設，而軌道交通滯后較多時，建議兩者結構脫離，以為軌道交通后續建設留下靈活條件，避免浪費工程出現。

2) 投資主體應易于劃分或事先確立明確的協議關系。軌道交通與高架橋投資主體的不同或劃分不清，可能導致在設計、建設過程中出現多重主體責權不明，進而影響設計的整體與施工的連續性。

3) 應注意設計和施工過程中不同設計單位與施工單位之間的協調工作。建議建立統一的溝通平臺，對設計、施工時序、施工期間交通組織、管線遷改等事項進行統一規劃，避免出現二次或多次返工現象發生。

4) 結構設計應充分考慮到車站抗浮與橋梁結構沉降的相互影響。

6、結語

隨著城市交通的立體化發展，高架橋和軌道交通車站結合的實例將越來越多，本文就二者結合設計談點體會，希望為今后類似工程的設計實施提供了一定的借鑒經驗。