膠輪有軌電車高架車站選型分析

■ 周盼 肖輝 李靜靜 郭瑤 李新

0 引言

城市經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，給城市帶來了一些社會問題。交通擁堵情況越來越嚴(yán)重，制約著城市的發(fā)展，軌道交通的出現(xiàn)在很大程度上解決了這一問題。截至2014年底，全球前20國家，城市軌道交通總里程24 465 km。其中地鐵運營里程9 437 km，占比39%；輕軌與有軌電車運營里程14 779 km，占比60%。截至2016年末，我國大陸地區(qū)共30個城市運營133條城市軌道交通線路，線路總長4 152．8 km[1]。但地鐵、輕軌由于其自身造價高、建設(shè)周期長、后期運營成本高的特點，中、小城市還不適用，近年來興起的小運量軌道交通制式為中、小城市的交通擁堵問題帶來了新的解決方案。

膠輪有軌電車由于自身的靈巧性、建設(shè)成本低、建設(shè)周期短等優(yōu)點，很快受到青睞。車站作為膠輪有軌電車系統(tǒng)的重要組成部分，是人員流通的重要場所。車站往往是城市軌道交通線性景觀具有標(biāo)志性的建筑，合適的車站形式能提高線路總體服務(wù)性，為市民出行帶來便利，美化城市環(huán)境，因此對膠輪有軌電車高架車站進行分析研究非常必要。相比于地下車站，地上車站設(shè)置靈活、工程造價低、建設(shè)速度快、采光和通風(fēng)性好等優(yōu)勢慢慢凸顯出來，且地上高架車站有利于形成視覺通廊，景觀效果較好，膠輪有軌電車車站優(yōu)先選用地上高架車站。根據(jù)膠輪有軌電車服務(wù)的環(huán)境不同，因地制宜進行車站選型，在極大程度方便市民出行的同時，還可降低軌道交通工程造價，達(dá)到經(jīng)濟效益和社會效益最大化。

1 膠輪有軌電車高架車站形式分析

膠輪有軌電車高架車站追求形式簡單、布置靈活、輕便小巧、快捷通行。從車站與道路的位置關(guān)系、站臺形式、車站層數(shù)3個方面分析車站的優(yōu)缺點，以及各種形式車站的適用情況，科學(xué)合理地確定車站形式。

1.1 與道路不同關(guān)系的車站形式

根據(jù)高架車站與城市道路的關(guān)系，車站形式主要有路中車站和路側(cè)車站。根據(jù)周圍地貌的不同，科學(xué)合理選擇方案，有利于提高車站的服務(wù)性和景觀性。

1.1.1 路中車站

路中車站指車站主體位于城市道路中間隔離綠化帶（見圖1）。

車站布置形式具有如下特點：

圖1 路中車站示意圖

（1）便于道路兩側(cè)乘客上下車；

（2）墩柱設(shè)于道路中間綠化帶，不占用道路有效使用面積；

（3）路中高架車站避免大量現(xiàn)有建筑的拆遷改建；

（4）車站可兼顧過街天橋功能，增加道路兩側(cè)聯(lián)系；

（5）路中車站位置突出，對城市現(xiàn)有環(huán)境的破壞性較大，會對視覺和心理產(chǎn)生壓迫感[2-3]；

（6）由于城市道路對地面以上的凈高有要求，所以位于路中的高架車站需有足夠的架空層高度，滿足道路的凈高要求。

1.1.2 路側(cè)車站

路側(cè)車站指車站位于道路路側(cè)地塊（見圖2）。

車站布置形式具有如下特點：

（1）車站位于城市道路外側(cè)，不影響城市道路正常通行，行車視線開闊；

（2）車站架空層層高不用考慮城市道路對凈高要求，層高可降低，相應(yīng)軌面標(biāo)高也可降低，節(jié)省軌道梁及墩柱造價；

（3）便于道路單側(cè)客流乘車，道路另一側(cè)乘客乘車不夠便利；

（4）車站位于路側(cè)，需留設(shè)足夠的建設(shè)用地，會占用一定現(xiàn)有用地面積；

圖2 路側(cè)車站示意圖

（5）在路側(cè)車站與周圍現(xiàn)有建筑出現(xiàn)沖突的情況下，需與規(guī)劃及地塊單位協(xié)調(diào)地塊出入口及沿街商業(yè)面問題，會面臨拆遷改建，增加建設(shè)成本。

1.2 站臺形式不同的車站形式

根據(jù)車站站臺不同，可分為島式車站、側(cè)式車站和混合式車站。由于膠輪有軌電車的特點是結(jié)構(gòu)形式簡單，混合式車站在膠輪有軌電車中較為少見，所以僅討論島式車站和側(cè)式車站。

1.2.1 島式車站

站臺位于上下行線路之間的布置形式的車站稱為島式車站（見圖3）。島式車站在車站整體服務(wù)水平、車站對城市景觀的影響、設(shè)備及人員配置等方面均優(yōu)于側(cè)式車站，為此，有條件的情況下偏向于采用島式站臺[4-5]。

島式車站具有如下特點：

（1）站臺面積利用率高，可分散人流量，站臺空間寬闊的同時也很緊湊，站臺總寬度不大，車站體量輕盈；

（2）車站服務(wù)水平高，若乘客搭錯方向或線路，可非常方便地進行換乘，大幅節(jié)省換乘時間；

（3）站臺集中，便于管理；

（4）所有配套設(shè)施只需一套；

（5）增加軌道梁生產(chǎn)成本，在高架線中，由于區(qū)間一般采用雙線形式，線間距較窄（3．0～4．5 m），而島式車站受車站寬度影響，線間距相對較寬，一般大于6．6 m，為此線路從區(qū)間過渡到車站需設(shè)置一段喇叭口曲線，喇叭口形式相比直線較為復(fù)雜，線路也會有所加長，再考慮豎曲線，線型復(fù)雜多變，非標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件增加生產(chǎn)成本，施工難度增加[6-7]；

（6）車輛在平直段最高設(shè)計速度可達(dá)80 km/h，在曲線段最高設(shè)計速度為45 km/h，如果兩站點相距較近，采用島式車站會導(dǎo)致線路頻繁變軌，增加運營成本，降低車輛運行速度；

圖3 島式車站剖面圖

（7）頻繁變軌對城市空間影響較大；

（8）軌道具有彎道變向的能力，需提早考慮站臺擴展的可能性；

（9）進出站線路相同，人員流線易交叉。

1.2.2 側(cè)式車站

側(cè)式車站站臺位于一條軌道線路側(cè)邊，每側(cè)站臺僅服務(wù)于該側(cè)線路上的列車（見圖4）。

側(cè)式車站具有如下特點：

（1）站臺利用率較低，總體寬度比島式站臺寬；

（2）兩站臺互不干擾，但也不便于換乘，若乘客搭錯方向，換乘需較長時間；

（3）站臺分散，需增加站臺管理人員，且管理分散；

（4）側(cè)式車站比島式車站的配套設(shè)施需增加1倍，增加前期投資成本及后期運營管理費用；

（5）線路條件相對簡單，軌道線型單一，便于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，施工現(xiàn)場架梁容易，節(jié)省建設(shè)成本；

（6）線型情況簡單，車輛行駛環(huán)境較好，車輛行駛速度相對較快；

（7）軌道不具備彎道變向條件，日后站臺擴展較有彈性；

（8）從兩側(cè)進出站，人流分流，流線清晰，客流組織較好；

（9）車輛磨損低；

（10）軌道規(guī)則，視覺效果好。

1.3 層數(shù)不同的車站形式

膠輪有軌電車高架車站主要功能區(qū)有站廳、設(shè)備房和站臺。設(shè)備房在膠輪有軌電車高架車站中占據(jù)較大空間，所以根據(jù)設(shè)備房的放置位置不同，車站分為二層高架車站和三層高架車站。

圖4 側(cè)式站臺剖面圖

1.3.1 二層高架車站

二層高架車站由地面層和站臺層構(gòu)成。站廳不單獨為一層，只是在站臺外側(cè)設(shè)置站廳功能，通過站臺直接連接出入口天橋，設(shè)備房外置（見圖5）。站臺層高度10．3 m。

二層高架車站具有如下特點：

（1）車站層數(shù)減少，車站軌面標(biāo)高明顯降低，節(jié)省車站及區(qū)間橋梁造價；

（2）設(shè)備用房從車站主體結(jié)構(gòu)中分離開來，車站主體輕盈小巧，視線干擾較小；

（3）如設(shè)備用房設(shè)置于道路外側(cè)地塊內(nèi)，需增加征地；

（4）機電管線敷設(shè)線路長且復(fù)雜，不利于管理；

（5）少了一層結(jié)構(gòu)，繼而減輕橋墩結(jié)構(gòu)承重；

（6）二層車站高度低，緊急情況下可將乘客更快地疏散至安全區(qū)域。

1.3.2 三層高架車站

三層高架車站由地面層、站廳層和站臺層組成。設(shè)備房位于站廳層，站廳層的層高需滿足設(shè)備對層高的要求，售檢票口也布置于站廳層（見圖6）。該模式車站總體高度較高，站臺層高度大于13．3 m。三層高架車站具有如下特點：

圖5 二層高架車站（設(shè)備房外置）示意圖

圖6 三層高架車站（設(shè)備房內(nèi)置）示意圖

（1）車站體量較大，割裂了城市道路兩側(cè)，城市視覺通透性差；

（2）車站軌面標(biāo)高較高，軌道梁從車站過渡到區(qū)間會有豎曲線線型，增加生產(chǎn)和安裝難度；

（3）墩柱也要相應(yīng)變高，加大成本；

（4）設(shè)備用房設(shè)置在路中主體部分，占用道路兩側(cè)土地小，有利于維修管理，集成度高。

2 膠輪有軌電車高架車站選型分析

膠輪有軌電車由于自身的靈巧性、建設(shè)成本低、建設(shè)周期短等優(yōu)點，不僅適用于大型城市的加密線、高鐵和機場接駁線，還適用于中、小城市的軌道交通發(fā)展，可作為中、小城市的主干線，景區(qū)和社區(qū)的交通線，滿足多種線路運輸需求。在不同形式的線路中，車站所處場景不同，車站選型也不一樣。而影響車站選型的因素主要有5個：周邊道路及周圍物業(yè)情況、周邊客流情況、車站服務(wù)水平、景觀性及經(jīng)濟性[8]。

（1）周邊道路及周圍物業(yè)情況對車站選型的限制主要是車站站位。判斷在特定環(huán)境下，地塊面積及周圍環(huán)境，選用車站位于道路中間或置于路側(cè)。

圖7 車站選型分析架構(gòu)

（2）周邊客流情況，從兩方面進行分析。一是區(qū)域客流量，客流量大小直接影響車站公共區(qū)面積，公共區(qū)包括站廳區(qū)和站臺區(qū)；二是客流流向，道路兩側(cè)客流均衡或單向客流量偏大對車站的站位和站臺的形式都有很大影響。

（3）車站服務(wù)水平的高低對選型的限制因素主要體現(xiàn)在：乘客上下車是否方便、若乘錯方向換乘是否方便、站內(nèi)擁堵情況是否嚴(yán)重。從這方面考量，島式車站的服務(wù)水平明顯高于側(cè)式車站。

（4）城市景觀對選型的限制體現(xiàn)在高架車站對城市現(xiàn)有環(huán)境的影響及高架車站自身的環(huán)境營造。高架車站對環(huán)境的影響有兩方面：一是對城市景觀產(chǎn)生割裂性，大體量建筑會遮擋視線，產(chǎn)生壓抑感：二是對城市人文環(huán)境的破壞，在城市原有建筑規(guī)劃中，有其獨特的人文特色，車站形式和外部效果要與原有環(huán)境和諧相融，這對車站選型及造型設(shè)計提出了更高要求。高架車站的自身環(huán)境營造是指高架形式的軌道交通相較于地面和地下交通運輸工具更為突出和醒目，其自身需兼顧作為一個標(biāo)志性建筑的功能，在不同場景中展示不同效果，突出不同線路特色。

（5）經(jīng)濟性。車站形式不同會直接影響車站的建設(shè)及運營成本，如站臺形式及車站高度。根據(jù)現(xiàn)有情況，選擇最適合的車站形式可極大降低車站成本。

通過對膠輪有軌電車高架車站的深入分析及歸納后，結(jié)合影響因素進行車站選型。車站選型中，首先考慮周邊道路及地塊情況，據(jù)此進行車站位置選擇；確定車站站位后，就可結(jié)合線路和周圍環(huán)境進行車站站型的選擇。站型的選擇分為車站站臺形式和車站層數(shù)的選擇。車站站臺形式的不同會直接影響線路的平曲線線型，需結(jié)合周圍環(huán)境先對車站站臺形式做選擇，最后通過客流及車站體量確定車站層數(shù)。車站選型分析架構(gòu)見圖7。

3 結(jié)論

近年來，我國軌道交通呈現(xiàn)井噴式發(fā)展，膠輪有軌電車作為一種新的軌道交通形式，有著獨特的優(yōu)勢與價值。結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀缓腿宋沫h(huán)境，在各種不同情況下科學(xué)合理進行車站選型。針對不同應(yīng)用場景，權(quán)衡各指標(biāo)的重要性，因地制宜確定高架車站形式，在方便人們出行的同時，也能成為城市的一道靚麗風(fēng)景。通過對各形式車站的探索分析，得出不同條件下車站的優(yōu)選形式，旨在為膠輪有軌電車高架車站設(shè)計提供一定的借鑒參考。