纵列串联布置的高架铁路客站及带状交通枢纽研究

田 耕

(北京科技大学，北京 100083)

1 概述

大型综合交通枢纽在铁路客运及城市综合交通中起着重要的作用。大型综合交通枢纽存在着造价高、用地多、征地难、各种交通方式的停站过度聚集、乘客大聚大散不方便、其周边不便于商业开发、交通与商业分离增加了城市交通总量等问题。

现在城市规模越来越大,向着城市圈的方向发展,这是由现在的技术水平、生产方式、消费方式决定的,不可避免。大型交通枢纽不可能解决全部问题,需要将交通枢纽网络化。

为此,提出如下方案：用并联高架路[1]串联联系纵列布置的高架中小型客站[2],构成带状交通枢纽[3]的技术方案。

2 带状交通枢纽方案的基本思路及其有益效果

带状交通枢纽方案如图1～图3所示。

(1)用多个中小型的高架铁路客站11、11′连续的或不连续的纵列布置,组合成为相对比较大的高架铁路客站；用高架逆向行驶、主要为公共交通服务的并联高架路车站5串联联系这些中小型客站11、11′,构成带状交通枢纽A。带状交通枢纽A避免了乘客、停站车辆的过度聚集，且可以与周边商业环境很好地融合,从总体上减少了城市交通量。

(2)利用并联高架路上的车辆不受地面行人车辆的干扰,并联高架路车站5的岛式站台[4]有便于乘客正向、反向换乘的特点。沿着高架铁路客站11、11′的纵向,乘客以机动为主,步行为辅；在高架铁路客站11、11′的横向,乘客用步行的方式,乘客上站、换乘的步行距离短；在垂直方向,设站厅层22、22′、22″等,乘客上下楼的距离短,可以多设普通楼梯,少设电动扶梯,节能。

图1 带状交通枢纽平面示意

图2 带状交通枢纽纵断面示意

图3 带状交通枢纽横断面示意

(3)乘客主要通过并联高架路的各个停车站4、4′、4″、4‴等分流、合流；在高架铁路客站11、11′等,乘客的出行方向基本一致,减少了客流的交叉,简化了站方疏导、组织客流的工作。

(4)高架铁路客站11、11′等是中小型客站,只需分设进出站通道,不必分设进出站口,减少了乘客的绕行,乘客在并联高架路上下公交车的站点相同。

(5)地面通透,且呈带状,便于车辆、行人接近,高架下的地面停车位多。

(6)在各交通枢纽之间,乘客可以乘坐客运专线列车,速度快；在同一个交通枢纽的各个进出站口之间,乘客可以搭乘并联高架路上的公交车往返,省体力；在城市圈范围内,乘客可以乘坐并联高架路上的公交车,范围广；到大城市主城区,乘客可以搭乘地铁,不受地面交通的干扰；到交通枢纽附近区域或有特殊需要,乘客可以通过步行、非机动车、地面公交车、出租车、自驾车等多种方式,很灵活。

(7)高架铁路客站11、11′等是中小型客站,道岔简单,道岔区小,利于标准化设计、施工、养护。风雨棚跨度小,造价低,可防噪声扩散。

(8)建设带状交通枢纽A等,在主城区,可以利用现有的铁路线路走廊；在新城区,可以将线路向城市主要拓展方向拓展成为环线[5]；环线使新老城区联系紧密,便于选址、征地、建设、续建。高效率的系统也是多通道、可扩充、可持续发展的循环系统。

(9)铁路客站11、11′纵列连续布置,车站的总长度较长,侧式站台10、10′是超长站台,在交通十分繁忙时,可以开行加挂超长列车。图1、图3中M是公铁之间的距离,M的数值根据方便乘客、运营简单可靠、施工维护方便,有应对各种突发事件的预案来选取。

图1～图3中的并联高架路车站5与高架铁路客站11、11′是并列并行的。

3 带状交通枢纽方案的多种形式

带状交通枢纽方案可以有并联高架路车站与高架铁路客站之间并列并行、叠摞并行多种形式。用数字加后缀的方法表示各个类似图中的对应之处。对于图中一目了然的图标、细节,不作赘述。

(1)为使高架铁路客站有适度规模,避免交通枢纽过度分散,方便旅客换乘,方便车站管理,同时为增加高架铁路客站列车停站的灵活性、可靠性,图4中的高架铁路客站11b用两岛式站台。

图4 带状交通枢纽B横断面示意

(2)现有的铁路客站一般位于城市中心区,有既有铁路通道。因振动、噪声、地面铁路通道对城市的割裂作用,一般地面铁路通道的两侧是历史上形成的低矮建筑。图5所示的带状交通枢纽C是叠摞形式的,且用中央岛式站台,C的上部宽度wc约为30 m,特别适合在城市改造中利用既有铁路通道建设新的带状交通枢纽。

并联高架路车站与高架铁路客站叠摞并行时,并联高架路车站5c在下,高架铁路客站11c在上。这样,地面、一层高架、二层高架的交通功能递增,并联高架路可以同时为地面和高架铁路乘客服务；有利于电气化铁路接触网的施工、养护、维修；有利于减少地面噪声。用槽形梁51,建筑高度低,防噪声性能好。在岛式站台1c、10c安装安全护栏52、53,乘客可以提前进站,在站台候车,缩短列车停站时间；可以充分利用站台面积。

通过楼梯9c联系岛式站台1c与10c,可以使乘客步行距离更短。乘客安检、验票,设想之一是,充分利用1c、10c的面积,划出安检、验票区；设想之二是,乘客在1c下车后,下至站厅层22c,安检、验票后,通过穿过1c的专用楼梯升至10c；设想之三是,在1c与10c之间设安检、验票、候车楼层。

图5 带状交通枢纽C横断面示意

(3)图6中的铁路正线设在中间,离地面31e较远,地面噪声低；商业街区63e的高楼也起着阻挡交通噪声的作用。与图4比较,E的上部宽度we较窄,we约为50 m。与图5比较,岛式站台1e较宽阔,便于高架铁路客站11e的乘客在1e安检、验票、候车。

图6 带状交通枢纽E及其周边环境的横断面示意

在图6中用大型体育会展场所61e、商业街区63e、自行车64e表示带状交通枢纽的周边是适合人步行、适合人聚集,交通与商业密切融合的环境。如果在交通枢纽的内部配设商业设施,不安全,规模小,也不方便。

(4)在图7中,上梁73f、下梁76f受立柱72f、72f′的支撑,同时受拉索71f、71f′的抻拉,形成一种类似中国木工锯形式的、稳固的受力状态；在高架铁路客站11f的重压下结构更易稳固。这种结构的优点是：①拉索71f、71f′对并联高架路乘客视线的阻挡影响小,当乘客乘坐公交车途径F时,可以巡览沿途街景,选择地点下车；②下梁76f可以有比较长的悬臂,高架下地面宽敞,乘客步行环境好,节约土地。这种结构特别要注意防止汽车撞击下梁76f,撞击拉索71f、71f′,要设防撞墙74f、74f′。图7中的wf表示带状交通枢纽F的上部宽度,wf约为35 m。

在图7中,上梁73f、下梁76f之间设铁路站厅75f。75f较宽阔,乘客在75f安检、验票、候车。利用上梁73f的两端上翘,铁路站厅75f的层高可以较低。

客运专线以旅客运输为主,也会有邮件、行包运输。在同一个交通枢纽的各站之间,邮件、行包的运输、交换可以通过地面或并联高架路上的汽车进行；在不同的交通枢纽之间可以通过列车进行。

图7 带状交通枢纽F及其周边环境的横断面示意

图8 立体交叉交通枢纽G的纵断面示意

(5)在图8中,立体交叉枢纽G的高架铁路客站11g在上,并联高架路车站5g在下。高架铁路客站11g设在上层高架,有较长的坡道,利于列车进站减速,出站加速。

4 带状交通枢纽的应用

图9是并联高架路车站与高架铁路客站并行构成的带状交通枢纽的应用示意，也是对未来特大城市圈的设想示意。这种未来特大城市圈是以客运专线、并联高架路、地铁线路联结成的带状、网状；而不是单中心、多中心的饼状、多饼状。图9同时展示了并联高架路车站与高架铁路客站构成的立体交叉交通枢纽以及一般铁路客站。

图9 带状交通枢纽应用示意

图9中的字母A、Aa、B、C、D、E、F表示技术特征相同,形式与所处位置有所不同的带状交通枢纽；G表示立体交叉交通枢纽,每个交通枢纽大小不同,停站列车股道多少各异。在图9中还标出了：高架铁路客运专线91,并联高架路与高架客运专线的立交桥92,特大城市卫星城的环状并联高架路93,特大城市新城区的环状并联高架路94,港口95,飞机场96,特大城市的主城区及其地下的扭环线型的地铁97[6],铁路客站98,并联高架路的交叉路口99[7],村庄910,自行车911,高速公路或城市主干道912,商住区913,并联高架路及其直线路段914,中等城市的环状并联高架路915。

图9的整体可以看作是有A、D、98三个方向对外客运专线的特大城市圈。在图9中,11b、11b′、11b″、11c、11c′、11e、11e′、11f′、11f、11g连接形成了特大城市外围及可以局部穿过市区的环状高架客运专线。对于特大城市的主城区97来说,这是一个偏心环线。图9中的高架铁路客站都是通过式的,而不是终端式的客站。一方面,环状高架客运专线起着城市对外长距离交通的作用,另一方面,也起着用高架客运专线联系大城市新老城区、郊区及城市圈的作用；这符合现在特大城市圈的范围大,居住及实体产业主要向城市外围发展的特点。

从A方向到D方向,或从D方向到A方向,途经11b、11b′、11b″、11c、11c′等多个站,这些站之间通过并联高架路联系,联系方便。从D方向到98方向,或从98方向到D方向,途经11e、11e′、11f′、11f等多个站,这些站之间通过并联高架路联系,联系方便。

从A方向到98方向,或从98方向到A方向,因为11g与5g之间是立体交叉关系,需要11g有较多的停站列车股道,11g的规模会比较大。

图9中的并联高架路有两种线形,93、94、915等为环状,914等为联系环状的直线路段。并联高架路是城市圈内大范围公共交通的骨架,并联高架路起着引导城市圈的土地利用及发展的作用[8],其线路的线形是利于公交车循环行驶运营的。

图9中的扭环线形的地铁97主要解决大城市已建成的主城区的公共交通问题。为了说明各种交通方式在带状交通枢纽中的换乘关系,在图3～图7中均画出了地铁,这并不表示地铁在带状交通枢纽中是必不可少的部分。

图9中还展示了并联高架路与高架客运专线并行铺设[9]的情况,及其与高速公路或城市主干道912之间的位置关系。91、914都是用于客运的,都有保持地面通透的特点,并行铺设有利于降低工程造价,有利于两种交通方式互补协调发挥作用。

高速公路的两侧联系不便,图9中显示了高速公路或城市主干道912与91、914之间相隔一段距离并行的位置关系；图9中还显示了在城市化的过程中,通过土地整理,村庄910的人口向公共交通方便的91、914附近的商住区913转移,而不是向城镇转移的情况。

图9中的自行车911表示,在高架铁路客运专线及并联高架路附近要保持地面通透,保持便于步行、自行车骑行的环境才能够最大限度地发挥高架的作用。在现在的城市规划中,高架铁路、高架快速路与地面主要道路近距离的并行,只能够改善高架的通行条件,没有充分发挥高架的作用。

图9中的并联高架路与高架客运专线的立交桥92,并联高架路在上,高架客运专线91在下,这样可以发挥汽车爬坡能力强的特点。如果城市规划中此处有交通枢纽,可以用叠摞的方法,将图9中的92与99合为一处,成为高架客运专线91在上,并联高架路的交叉路口99在下的交通枢纽。

高架铁路客运专线91的运营过程举例如下：列车段设在A的附近,清晨,列车从11′始发,经停11a、11g、11f、11e′、11c′到达11b′,因为站间距离大、停站少、车速高、旅行速度高,列车起到市郊、城际快车的作用；在11b′略停,从11b′出发,驶向A以远的方向,成为长距离的高铁专线快车；到达列车的目的地城市圈后,如果用折返的方式返回,就相当于走了一个勺形环运营路线；如果仍然以这种环形的方式返回,就相当于走了一个哑铃环运营路线。

一般来说,折返行驶的运营方式适合交通量小、发车间隔大的情况。现在的客运专线多采用折返行驶的方式运营,线路虽短,覆盖范围也小。这是需要建造很多大型综合交通枢纽的主要原因。

国外已建成的高速铁路多呈条形分散,未形成多条高速铁路的联结站[10]。在特大城市圈之间及城市圈内部,交通量很大,从线路的规划设计、运营上尽量采用循环行驶的运营方式,让出发地、目的地不同的旅客汇集到同一趟列车上,而不是汇集到交通枢纽,综合交通枢纽不需要建得很大,运营调度相对简单,利于高密度、高可靠性运营,旅客方便,实际运营效果好,综合效率高,利于发展低碳经济。

5 并联高架路与高架客运专线并行

并联高架路与高架客运专线并行,简称公铁并行,可以是并列并行,也可以是叠摞并行。公铁叠摞并行建设的优点是：两种交通方式互补协调更紧密,地面更清爽通透,更便于人接近；铁路线路高,地面噪声低；线路通顺,设计简洁规范,线路与交通枢纽连接方便,例如,从图10、图11可以比较方便地过渡到图5～图7的形式；节约土地,综合成本低,效率高。

图10 公铁叠摞并联高架路车站路段示意

图11 公铁叠摞并联高架路匝道路段的示意

图10所示的并联高架路车5 h,就可以弥补客运专线站间距离大的不足。

图11所示的并联高架路匝道111i,或建设临时性的匝道,地面车辆就可以开上并联高架路,在并联高架路还没有形成路网的情况下,可以用局部的并联高架路路段与高架客运专线形成带状交通枢纽。

公铁叠摞建设,关键是安全,尤其要防止公交车撞击墩柱。在图10、图11中画出了防撞墙74h、74i,其形式、特点、作用与图7中的74f、74f′相同，即发生撞击前,利用斜面、弧面首先提醒驾驶员,进而利用斜面、弧面将公交车掀翻,释放能量。不可让公交车撞击墩柱或从高架上坠落。

客运专线与并联高架路都主要是用于客运的,在地形平坦、人口密集的区段,客运专线与并联高架路叠摞建设可形成互补,服务沿线,节约土地,可以就地吸纳众多新增城市人口,是城镇化的新样式。

本文提出的技术方案适用于供右行制车辆的使用的并联高架路,也适用于供左行制车辆的使用的并联高架路。

6 结语

带状交通枢纽方案是为了解决目前大型综合交通枢纽的不足,提出的一个初步设想方案,是探索性的研究,还需要专业人员根据实际情况,对其进行进一步深入的探讨,以便确定这个方案是否具有可行性。

[1]田 耕.并联高架快速路[J].交通标准化,2009(2/3)上：118-121.

[2]王德志.甬台温铁路客运专线永嘉高架站桥梁设计[J].铁道标准设计,2010(5)：39-43．

[3]田 耕.并联高架路车站与高架铁路客站并行构成的带状交通枢纽:中国,专利申请号201010210134.8[P].发明专利申请日2010.6.28.

[4]田 耕.并联高架路岛式车站的阶梯形站台及换乘站[J].城市道桥与防洪,2010(4)：17-19.

[5]何文彪.武汉铁路枢纽规划与设计[J].铁道标准设计,2009(1)：1-4．

[6]田 耕.扭环线型的地铁[J].城市轨道交通研究,2010(6)：11-13．

[7]田 耕.并联高架路的迂回式立体交叉路口及换乘站.中国专利，申请号201010145773.0[P].发明专利申请日2010-04-14.

[8]田 耕.用并联高架快速路引导城市圈的土地利用[OL].新浪博客,http://blog.sina.com.cn/blgjksl.

[9]任 民.铁路客运专线建设中铁路与公路的协调[J].中国铁路,2009(10)：32-34．

[10]陈应先,李国明.高速客运站基本图形的分析[J].铁道标准设计,2008(3)：54-58．

编后语：田耕同志撰写的此篇论文，对我国综合交通枢纽建设具有很好的借鉴意义，尤其是在当前我国城市交通日益拥堵的现实下，其观点和设想值得设计人员借鉴。