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摘要:轨道交通高架车站是指区间及站台架空于城市路面以上,以高架桥梁为走行方式的轨交线路车站。轨道交通高架车站是对城市公共空间集约利用的一种方式,也是城市轨道交通网络的重要组成部分与节点。
关键词:轨道交通;高架车站;建筑设计;造型;功能
前言
轨道交通高架车站是指区间及站台架空于城市路面以上,以高架桥梁为走行方式的轨交线路车站。轨道交通高架车站是对城市公共空间集约利用的一种方式,也是城市轨道交通网络的重要组成部分与节点。
相较于其他轨交线路走行方式而言,高架线路对于地下线路具有投资小、建设施工周期短、内部工艺系统简单、乘坐舒适性景观性强、运营维护费用低等优势;而对于地面线路具有占地少、对城市地面交通干扰影响小的优势;
1 目前轨道交通高架车站的发展现状
1.1 轨交高架车站的自身特点与发展现状
轨交的发展历程与近现代世界城市化的进程息息相关。其出现本为对大型城市空间的立体利用,解决传统地面交通日益严重的拥堵问题。但随着城市化进程的加快、轨交线路的密集、换乘站点的增加,逼迫轨交线路自身也必须采用立交方式才能满足日益拥挤的城市空间和不断增大的客流要求。传统的地下线路施工工艺虽不断改进、周期不断缩短,但终究跟不上城市发展的日程表。同时,地下线路的巨额投资和运营成本也和现代商业社会讲求效率和利润的地铁建设方和运营商之间产生了不可调和的矛盾。其中地面线路并未从根本上解决占用城市宝贵土地资源过多的问题且和地面交通冲突较大,所以终不能作为发展的主流方向;
1.2 轨交高架车站设计的现实意义
轨道交通工程的设计、建设与运营是一个综合系统工程,国内轨交线路设计建设过程中有上百家单位和机构参与其中;工程协作面广,对口单位多、协调沟通工作量大;加之长期以来存在的经验不足、组织管理混乱的问题,每条线路从设计要求、工程手段到材料选取都有不同标准和要求,更加重了以上情况。同时,设计和施工标准的不统一,为日后的运营维护带来了风险隐患和不必要的附加工作量,成本也节节攀升。
自2008年進入轨交工程设计领域,参与了多条轨交高架线路的车站设计工作,对以上存在的问题感受颇深。通过对轨交高架车站建筑设计分析拆解组合来切实提高在此领域的工作效率及工程设计品质具有重要的现实意义。
2 轨交高架车站的系统构成分析
2.1 轨交高架车站的结构体系
高架车站属于地面建筑,它既不是单一的房屋结构,也不是单一的桥梁结构,而是桥梁与房建的结合体系。从结构形式上来说可以分为两大类:
a.建桥分离式:即行车部分的轨道梁从车站穿过,车站建筑结构与车站桥梁结构完全脱开,各自形成独立的结构受力体系。该体系传力途径明确、结构耐久性好,但车站体量较大,且由于桥墩截面大,建筑平面布局易受影响。
建桥分离式(剖面)
b.建桥合一式:即行车部分的轨道梁支承在车站框架横梁上,车站建筑结构与车站桥梁结构结合在一起共同受力,支承轨道梁的横梁、支承横梁的墩柱及墩柱基础承受列车动荷载。该体系结构整体性和稳定性较好,但结构传力体系不太明确,车站设计时需考虑列车动荷载的影响。
建桥合一式(剖面)
3 轨交高架车站形式的标准化分类
3.1 按站台与轨道关系分为岛式、侧式、混合式
岛式站台:站台位于上下行线路中间的车站布置形式。岛式站台便于客流在站台上互换不同方向车次,人流动线集中在中间,上下行人流可共用楼扶梯,两侧站台可以互相调剂客流。
侧式站台:轨道集中布置于中间,站台分在两侧的车站布置形式。侧式站台人流动线分在两侧,两侧站台互不沟通,上下行客流不可共用楼扶梯。
混合式站台:一个车站内既有岛式站台,又有侧式站台,或者有多个岛式站台的车站布置情况,他们之间通过天桥或者站厅联系,仅为多线车站所采用。
4 轨交高架车站内部功能布局与交通流线设计分析
4.1 轨交高架车站内部功能布局分析及设计
高架车站内部按照使用功能可以划分为公共区、设备管理用房区、轨行区三个基本部分。
公共区(乘客使用部分)包括:出入口、天桥、站厅、楼扶梯、电梯、售票区、检票区、站台、卫生间等。
设备管理用房区的组成又可以分为:
运营管理部分:站长室、车控室、工务用房、休息值班室、更衣室等。
设备用房:供电设备用房、通信设备用房、信号设备用房、给排水用房、机电用房等。
生活辅助用房:清扫间、垃圾间、储藏室等。
由于各个房间的使用性质不同,也决定了这些房间在车站中布置的位置不同。根据房间的使用性质,有针对性地对这些房间配置通风、通信、消防等条件。
一般来说通常将公共区布置在车站站厅中部,两端布置设备管理用房;如车站有条件与周边地块建筑结合,本着缩减车站本体体量的原则,也可以将设备用房与出入口天桥结合,与周边地块建筑物合建。
5 轨交高架车站外观造型设计
5.1 轨交高架车站屋盖外观形式
高架车站的造型设计,大部分会在屋盖的形式上体现,车站屋盖一般采用顶盖式,两侧开敞,这样为车站内部创造了良好的采光和通风条件,同时也为乘客提供了通畅开阔的内部空间视野。
(1)半包裹式
形式特征:壳体结构的流畅造型,简洁大气,表现交通建筑应具有的速度感和效率感,但车站体量较大,不利于采光和通风,视野不佳,投资较大。
半包裹式站台对于城市建筑的噪声影响较小,可以设置在城市密集度相对大的区域,但对于自身而言通风采光效果较差。
(2)开敞屋架式
形式特征:车站屋盖较为轻巧,便于采光通风,屋面排水性良好,室内空间视野开阔,投资较小。开敞式车站具有非常良好的视野和通风效果,但会对周边城市建筑带来一定噪音影响,适合设置在城市密集度较低区域。
(3)全包裹式
形式特征:该形式一般不常见于普通车站,用此造型,投资较大,但新颖性和标志性极强,室内的采光和通风条件都需要加以仔细处理。结合整体造型,会形成一个独具特色的城市景观。适合设置在对标志性造型有特殊要求的区域。
5.3 轨交高架车站外观造型的模块化设计
形式服从功能为原则,依据轨道和站台主体结构布置方式进行横向、纵向模数制定。
横向模数:根据站台布置侧向不同,高架车站分为岛式站台和侧式站台和组合形式;轨行区宽度:3.8m站台板宽度:8m,10m,12m
纵向模数:根据高架墩柱15m跨度,主桁架模数跨度15m。车站有效站台长度140m,屋盖总长通常在150m左右。
屋盖构成形式上采用标准单元连续拼接的方式进行组合,以纵向15m模数的标准单元体进行精确厂家加工后现场拼接安装,提高施工速度,节约投资成本,有利于对整个屋盖的施工过程和精度进行有效控制,保证设计图纸和施工过程的有效对接。同时,在城市景观上,连续标准单元的拼接在外观造型上也体现了强烈的韵律感与节奏感,创造了一个崭新的现代城市交通建筑简介大气的形象。
根据区域特点,建筑造型设计时对一下几点需要重视:
1)车站外形设计构造选材尽量模块化;
2)设计创意不应机械、固化,要针对车站所处不同地域特色,提炼文化内涵;
3)艺术构思需和实际营造手法有机结合,而不是生硬套用。
6 总结
轨道交通高架车站的建筑设计,具有城市景观建筑必须具备的景观艺术性,需与周围特有的环境景观协调。采用模块化方法进行车站外型设计,以有利于车站的施工安装和运营维护为导向,强调整体优化,为工程实施采用工业化、模块化生产创造条件。由于车站布局统一,还提高了车站的可识别性,方便乘客进出站。
高架地铁站在建筑设计时,要充分满足其不可变因素,最大限度地发挥其可变因素。设计时应该严格执行以上这些原则性问题,充分挖掘其可变的、可发挥的因素,运用现代新的科学技术和新的建筑材料创造出新的建筑形式。充分体现轨交高架车站的交通建筑、景观建筑的双重性格。
关键词:轨道交通;高架车站;建筑设计;造型;功能
前言
轨道交通高架车站是指区间及站台架空于城市路面以上,以高架桥梁为走行方式的轨交线路车站。轨道交通高架车站是对城市公共空间集约利用的一种方式,也是城市轨道交通网络的重要组成部分与节点。
相较于其他轨交线路走行方式而言,高架线路对于地下线路具有投资小、建设施工周期短、内部工艺系统简单、乘坐舒适性景观性强、运营维护费用低等优势;而对于地面线路具有占地少、对城市地面交通干扰影响小的优势;
1 目前轨道交通高架车站的发展现状
1.1 轨交高架车站的自身特点与发展现状
轨交的发展历程与近现代世界城市化的进程息息相关。其出现本为对大型城市空间的立体利用,解决传统地面交通日益严重的拥堵问题。但随着城市化进程的加快、轨交线路的密集、换乘站点的增加,逼迫轨交线路自身也必须采用立交方式才能满足日益拥挤的城市空间和不断增大的客流要求。传统的地下线路施工工艺虽不断改进、周期不断缩短,但终究跟不上城市发展的日程表。同时,地下线路的巨额投资和运营成本也和现代商业社会讲求效率和利润的地铁建设方和运营商之间产生了不可调和的矛盾。其中地面线路并未从根本上解决占用城市宝贵土地资源过多的问题且和地面交通冲突较大,所以终不能作为发展的主流方向;
1.2 轨交高架车站设计的现实意义
轨道交通工程的设计、建设与运营是一个综合系统工程,国内轨交线路设计建设过程中有上百家单位和机构参与其中;工程协作面广,对口单位多、协调沟通工作量大;加之长期以来存在的经验不足、组织管理混乱的问题,每条线路从设计要求、工程手段到材料选取都有不同标准和要求,更加重了以上情况。同时,设计和施工标准的不统一,为日后的运营维护带来了风险隐患和不必要的附加工作量,成本也节节攀升。
自2008年進入轨交工程设计领域,参与了多条轨交高架线路的车站设计工作,对以上存在的问题感受颇深。通过对轨交高架车站建筑设计分析拆解组合来切实提高在此领域的工作效率及工程设计品质具有重要的现实意义。
2 轨交高架车站的系统构成分析
2.1 轨交高架车站的结构体系
高架车站属于地面建筑,它既不是单一的房屋结构,也不是单一的桥梁结构,而是桥梁与房建的结合体系。从结构形式上来说可以分为两大类:
a.建桥分离式:即行车部分的轨道梁从车站穿过,车站建筑结构与车站桥梁结构完全脱开,各自形成独立的结构受力体系。该体系传力途径明确、结构耐久性好,但车站体量较大,且由于桥墩截面大,建筑平面布局易受影响。
建桥分离式(剖面)
b.建桥合一式:即行车部分的轨道梁支承在车站框架横梁上,车站建筑结构与车站桥梁结构结合在一起共同受力,支承轨道梁的横梁、支承横梁的墩柱及墩柱基础承受列车动荷载。该体系结构整体性和稳定性较好,但结构传力体系不太明确,车站设计时需考虑列车动荷载的影响。
建桥合一式(剖面)
3 轨交高架车站形式的标准化分类
3.1 按站台与轨道关系分为岛式、侧式、混合式
岛式站台:站台位于上下行线路中间的车站布置形式。岛式站台便于客流在站台上互换不同方向车次,人流动线集中在中间,上下行人流可共用楼扶梯,两侧站台可以互相调剂客流。
侧式站台:轨道集中布置于中间,站台分在两侧的车站布置形式。侧式站台人流动线分在两侧,两侧站台互不沟通,上下行客流不可共用楼扶梯。
混合式站台:一个车站内既有岛式站台,又有侧式站台,或者有多个岛式站台的车站布置情况,他们之间通过天桥或者站厅联系,仅为多线车站所采用。
4 轨交高架车站内部功能布局与交通流线设计分析
4.1 轨交高架车站内部功能布局分析及设计
高架车站内部按照使用功能可以划分为公共区、设备管理用房区、轨行区三个基本部分。
公共区(乘客使用部分)包括:出入口、天桥、站厅、楼扶梯、电梯、售票区、检票区、站台、卫生间等。
设备管理用房区的组成又可以分为:
运营管理部分:站长室、车控室、工务用房、休息值班室、更衣室等。
设备用房:供电设备用房、通信设备用房、信号设备用房、给排水用房、机电用房等。
生活辅助用房:清扫间、垃圾间、储藏室等。
由于各个房间的使用性质不同,也决定了这些房间在车站中布置的位置不同。根据房间的使用性质,有针对性地对这些房间配置通风、通信、消防等条件。
一般来说通常将公共区布置在车站站厅中部,两端布置设备管理用房;如车站有条件与周边地块建筑结合,本着缩减车站本体体量的原则,也可以将设备用房与出入口天桥结合,与周边地块建筑物合建。
5 轨交高架车站外观造型设计
5.1 轨交高架车站屋盖外观形式
高架车站的造型设计,大部分会在屋盖的形式上体现,车站屋盖一般采用顶盖式,两侧开敞,这样为车站内部创造了良好的采光和通风条件,同时也为乘客提供了通畅开阔的内部空间视野。
(1)半包裹式
形式特征:壳体结构的流畅造型,简洁大气,表现交通建筑应具有的速度感和效率感,但车站体量较大,不利于采光和通风,视野不佳,投资较大。
半包裹式站台对于城市建筑的噪声影响较小,可以设置在城市密集度相对大的区域,但对于自身而言通风采光效果较差。
(2)开敞屋架式
形式特征:车站屋盖较为轻巧,便于采光通风,屋面排水性良好,室内空间视野开阔,投资较小。开敞式车站具有非常良好的视野和通风效果,但会对周边城市建筑带来一定噪音影响,适合设置在城市密集度较低区域。
(3)全包裹式
形式特征:该形式一般不常见于普通车站,用此造型,投资较大,但新颖性和标志性极强,室内的采光和通风条件都需要加以仔细处理。结合整体造型,会形成一个独具特色的城市景观。适合设置在对标志性造型有特殊要求的区域。
5.3 轨交高架车站外观造型的模块化设计
形式服从功能为原则,依据轨道和站台主体结构布置方式进行横向、纵向模数制定。
横向模数:根据站台布置侧向不同,高架车站分为岛式站台和侧式站台和组合形式;轨行区宽度:3.8m站台板宽度:8m,10m,12m
纵向模数:根据高架墩柱15m跨度,主桁架模数跨度15m。车站有效站台长度140m,屋盖总长通常在150m左右。
屋盖构成形式上采用标准单元连续拼接的方式进行组合,以纵向15m模数的标准单元体进行精确厂家加工后现场拼接安装,提高施工速度,节约投资成本,有利于对整个屋盖的施工过程和精度进行有效控制,保证设计图纸和施工过程的有效对接。同时,在城市景观上,连续标准单元的拼接在外观造型上也体现了强烈的韵律感与节奏感,创造了一个崭新的现代城市交通建筑简介大气的形象。
根据区域特点,建筑造型设计时对一下几点需要重视:
1)车站外形设计构造选材尽量模块化;
2)设计创意不应机械、固化,要针对车站所处不同地域特色,提炼文化内涵;
3)艺术构思需和实际营造手法有机结合,而不是生硬套用。
6 总结
轨道交通高架车站的建筑设计,具有城市景观建筑必须具备的景观艺术性,需与周围特有的环境景观协调。采用模块化方法进行车站外型设计,以有利于车站的施工安装和运营维护为导向,强调整体优化,为工程实施采用工业化、模块化生产创造条件。由于车站布局统一,还提高了车站的可识别性,方便乘客进出站。
高架地铁站在建筑设计时,要充分满足其不可变因素,最大限度地发挥其可变因素。设计时应该严格执行以上这些原则性问题,充分挖掘其可变的、可发挥的因素,运用现代新的科学技术和新的建筑材料创造出新的建筑形式。充分体现轨交高架车站的交通建筑、景观建筑的双重性格。