鱼腹形岛式站台高架车站设计关键技术

刘继兵　漆　宏　冯　磊　孙永兵　白唐瀛

(北京城建设计发展集团股份有限公司　北京　100037)



鱼腹形岛式站台高架车站设计关键技术

刘继兵漆宏冯磊孙永兵白唐瀛

(北京城建设计发展集团股份有限公司北京100037)

南京地铁2号线东延线工程在国内首次应用了鱼腹形岛式站台设计，目前已经建成运营3年，取得了良好的效果。阐述该站型所具有的技术优势，包括缩短区间喇叭口过渡段长度、提高车站景观效果、优化车站站位、降低工程投资、改善线路线形等。针对该站型设计所面临的问题，如线路曲线参数的选择、站台宽度的确定、楼扶梯布局，以及运营中可能出现的站台门夹人、站台缝隙较大致使乘客陷脚等问题，提出可行的解决方法及关键性的设计思路，给出其技术参数，为该站型的推广应用和设计实践提供借鉴和指导。

鱼腹形高架车站；技术参数；设计思路

南京地铁2号线东延线工程在国内首次应用了鱼腹形岛式站台设计。该站型设计实现了轨道交通工程与所处环境、城市风貌的和谐统一，思路新颖、造型独特，取得了良好的景观效果，并在后续南京地铁新线建设中得到了推广应用。

目前,鱼腹形岛式站台高架车站工程应用较少，有必要对该站型的突出优势、适用条件，以及关键性的设计思路和技术参数进行分析研究。

1　鱼腹形高架车站的优势

南京地铁2号线东延线采用6辆编组A型车，站台有效长度为140 m[1]。总结该工程经验，鱼腹形高架车站具有以下突出优势。

1.1缩短车站端区间喇叭口过渡段长度

鱼腹形岛式站台在车站中部设置一组曲线，车站端部呈楔形，整个站台中间宽、两头窄，从而可有效缩短区间喇叭口过渡段的长度。鱼腹形与普通矩形岛式站台区间喇叭口过渡段比较示意见图1，矩形站台宽度为10 m，鱼腹形站台中部宽度为10.5 m，线路曲线半径R=1 000 m[2]。可以看出，鱼腹形站台区间喇叭口过渡段长度约为矩形站台的1/2，缩短99 m，大幅度减少了区间用地切割。

图1　区间喇叭口示意

1.2提高车站景观效果

鱼腹形站台车站通过S形曲线与区间平滑过渡和衔接(见图2)，区间桥梁和车站轮廓在整体造型上连续流畅，具有较强的韵律感和流动感，不仅增强了地铁工程自身的造型效果，同时契合了工程所处的仙林大道蜿蜒曲折的道路形态，实现了与工程环境的互动交融。造型设计充分利用弧线形轮廓，使车站造型成为景色中运行的动态画面。比如：仙鹤门站外立面(见图3)用大块面穿插交错的手法形成动势，整体似一艘正在前进的旗舰,学则路站雨篷造型(见图4)形似麦芒，功能上顺应站台弧度展开。

图2　鱼腹形车站鸟瞰效果

图3　仙鹤门站外景

图4　学则路站外景

1.3优化车站站位

仙林中心站位于学海路东侧，从方便客流乘车角度考虑，车站站位宜尽量靠近路口设置。学海路宽60 m，需路中设置桥墩，而交通部门仅允许在路中绿岛设置单墩，因此站位受控于区间桥梁布墩条件。矩形岛式车站(见图5)双线设置S形曲线收缩过渡，站端距离道路口至少需要95 m，而鱼腹形站台(见图6)仅需30 m，缩短了65 m，有效优化站位，提高了车站服务水平。

图5　矩形站台喇叭口收缩方式

图6　鱼腹形站台喇叭口收缩方式

1.4降低工程投资

从图5、6可以看出，采用30 m标准桥跨布置，与矩形岛式车站相比，鱼腹形站台端部喇叭口区段双柱墩的数量减少2排，桥面面积也减少了约116 m2，有效减小对周围景观的影响，同时也减少了桥梁工程量，降低了工程造价。

1.5改善线路线形

矩形岛式车站单边线路，由车站一端平直段过渡至另一端需要4组平曲线，而鱼腹形车站站内设1组平曲线，两端区间各设1组平曲线，共需3组平曲线，两者相比较减少了1组平曲线，因而改善了线路平面线形，提高了乘车舒适度。

2　设计关键思路和技术参数

2.1车站内线路参数选择

鱼腹形车站站内线路最小曲线半径的选择主要受车辆轮廓线与站台边缘之间的间隙控制，按照地铁设计规范最大间隙不得大于180 mm[3]。由于列车车辆在曲线线路上呈直线状，每个车门距离站台边缘的实际距离不是一个固定数值。现以A型车为例，线路曲线半径分别取800、900、1 000 m，计算每个车门处车体与站台边缘的实际距离，如图7所示。

图7　站台边与车体间隙分析

计算结果表明，在R=800 m时，部分车门中心处车体与站台边间隙大于180 mm；在R=900 m时，车门中心处车体与站台边间隙均小于180 mm，但部分车门两端与站台边间隙为184 mm；在R=1 000 m时，车门中心和车门两端、车体与站台边间隙均小于180 mm。因此，为了确保车门处站台边与车体间隙小于180 mm的规定，A型车鱼腹形车站曲线半径应不小于1 000 m。同样原理，B型车鱼腹形车站曲线半径不应小于900 m。

2.2车站两端曲线参数选择

标准鱼腹形岛式车站一侧线路一般由3条曲线组成，且基于站台中心线呈对称形式。车站两端曲线参数的确定主要受区间线路间距、车站端部站台宽度等诸多因素制约。按照车站布置尽量靠近路口、区间桥梁单墩跨越道路的原则，进行车站两端曲线参数对比分析。

在安全门端部站台宽度6.6 m的情况下，站端区间曲线若采用小于1 000 m的半径，则存在圆曲线长度不足的问题；若采用1 200 m和1 500 m两种半径，在距离站端约60 m(即第一个单柱墩)处，两者线路平面位置仅相差约0.07 m，可以忽略不计。因此，站端平面曲线半径可选择1 200 m或1 500 m。

在安全门端部站台宽度为8 m的情况下，距离站端约120 m处线路间距约为5.6 m，满足设置单柱墩的条件，但鱼腹形车站对减小区间喇叭口长度的效果已大打折扣。

通常车站端部至道路边线距离在30 m左右较为合理，以便在该范围内布置进出站及小型换乘广场。基于上述对站端区间线路参数的对比分析，安全门端部站台宽度6.6 m的方案，有效缩短了区间喇叭口的长度，而且满足区间桥梁单墩跨越道路的要求。南京地铁2号线东延线标准鱼腹形岛式车站两端的曲线半径选择了1 200 m，并采用了20 m和35 m的不等长缓和曲线。对于6B车辆编组的车站，采用上述同样站内和站端曲线参数，车站端部距离路口约30 m时，安全门端部站台宽度为7.9 m。

2.3站台宽度的选择

站台宽度首先应根据客流计算确定。南京地铁2号线东延线最大客流为南大仙林校区站，远期早高峰上车客流4 860人次/h，下车客流197人次/h，远期行车对数为30对，站台宽度计算结果仅为1.055 m，取侧站台最小宽度2.5 m[4]，站台总宽度需9.6 m。

实际站台设计如图8所示，中心线处最宽，宽度为10.5 m，扶梯口位置宽10 m，安全门端门位置站台宽6.6 m。站台宽6.6 m不符合现行地铁设计规范中岛式站台最小宽度8 m的规定[1]，试做如下分析。

图8　鱼腹形站台宽度参数

1) 从站台集散负荷效率来看，乘客主要集中在站台中部和楼扶梯附近，而站台两端乘客稀少。

2) 从站台宽度计算公式来看，将站台在宽度范围内分为乘降区宽度、柱宽及楼扶梯总宽，其中站台集散功能主要由乘降区承担，柱宽和楼扶梯宽对应的空间仅作为流通空间[5]。从大量投入运营的车站观察中发现，对于非换乘车站，即使客流量非常大，楼扶梯对应的宽度范围内大部分空间仍然没有被占用，仅在楼扶梯起点位置处部分空间被用作楼扶梯的集散空间。考虑到鱼腹形站台两端客流集散区内没有布置楼扶梯，因此可按两个侧站台宽度2×2.5=5 m即能满足客流乘降和集散的需要，而最小站台宽度为6.6 m，大于5 m，理论上满足使用要求。

3) 从南京地铁2号线东延线鱼腹形车站实际运营效果来看，乘客主要活动在站台宽度为8～10 m的区域，符合楼扶梯位置客流集中、两端头客流稀少的特点。

2.4楼扶梯布置方式

鱼腹形站台中间宽、两头窄的特点对楼扶梯的布置形成了制约，楼扶梯的开口位置和方向不仅影响站台客流集散功能，并且对车站端部区间线路收缩形态和效果产生直接影响。

站厅到站台的楼扶梯布置形式，按照纵剖面形态分为倒八字、正八字、同向平行布置3种方式。

1) 楼扶梯倒八字布置如图9所示，楼梯上到站台后的开口位置靠近站台端部较窄的位置，远离并背向站台中心。这种布置将客流导向站台两端较窄的部位，不能有效利用鱼腹形站台中间宽、两头窄的特点，而且站台两端不能及时收缩，影响区间收缩效果。

图9　楼扶梯倒八字布置(纵剖面)

2) 楼扶梯正八字布置如图10所示，楼梯上到站台后的开口位置靠近并迎向站台中心，这种布置将客流导向站台中部较宽的部位，有效利用了鱼腹形站台中间宽、两头窄的特点，客流分布合理。南京地铁2号线东延线最终选择了该方式。

图10　楼扶梯正八字布置(纵剖面)

3) 由于同向平行布置方案，对于地面厅车站来说有一组楼扶梯远离进站口，造成客流迂回、使用不便，因此常规用于高架站厅方案。

图11所示为路中3层车站。如果楼扶梯正八字布置，两组楼扶梯的下端在站厅“掰开”分为2处，需设置2个跨路进站天桥，存在明显的不合理；倒八字布置会使楼梯开口位置趋向站台端部较窄的位置，而且影响站台两端的收缩效果。因此，在南京机场线的设计中，选择了同向平行布置的方式，兼顾了站厅、站台两方面的功能需求。

图11　楼扶梯同向平行布置(纵剖面)

通过以上对楼扶梯的分析可以得出结论：地面厅车站优先选择正八字布置楼扶梯，而高架站厅宜选用同向平行布置楼扶梯。这样既符合客流乘降集散的特点，又达到了鱼腹形站台两端收缩的效果。

2.5安全门设计

鱼腹形站台边呈弧线形，安全门设计的关键是弧线形的拟合，以及确保乘客上下车安全的技术措施。

2.5.1安全门的布置形式

南京地铁2号线东延线采用半高安全门，由于鱼腹形站台边缘弧线较长，为减小安全门和列车之间的间隙，站台门布置增加了门体的弯折次数。将滑动门和相邻的两个固定侧盒作为一个直线单元(即一个滑动门单元)，将曲线拟合折弯处设置在两个相邻固定侧盒之间的固定门(局部为应急门)处，如图12所示。

半高安全门机械传动部分设置在门体下部，且靠近轨道中心线一侧，故以固定门侧盒到轨道中心线之间距离作为门体限界控制要素。根据曲线段(R=1 000 m)半高站台门限界要求，固定侧盒到轨道中心线之间的距离为1 725 mm[6]，站台门门槛到轨道中心线之间的距离为1 650 mm。

2.5.2安全门与车辆门之间的间隙

根据车辆轮廓线和站台门布置方式可知，站台门门槛到车门之间的理论距离为1 650-1 500=150 mm。由于车辆为一刚性结构体，在曲线轨道上呈直线状，故安全门门槛到车体之间的间隙并非理论距离150 mm。由图7可知，曲线段车站安全门门槛距离车辆门之间的实际间隙值最小为129 mm，最大为167 mm。

由于乘客通行区域滑动门门槛采用直线型的金属构件，滑动门门槛的局部区域与轨道中心线之间的距离仍略有增加。经过测算，站台边缘弧度为R=1 000 m时，滑动门门槛中部到轨道中心线之间的距离比滑动门门槛两端到轨道中心线之间的距离多0.5 mm。再考虑限界所允许的半高安全门安装误差0～+10 mm，则曲线段车站半高站台门门槛与车辆门之间最大距离为167+0.5+10=177.5 mm。半高安全门门体上部与车体之间的间隙达到了420 mm,乘客在上、下车时容易出现踏空现象，或误入安全门与车辆之间的间隙中，从而引起安全事故。

2.5.3保障乘客上下车的安全措施

为消除安全门和车辆之间的间隙加大而产生的安全隐患，南京地铁2号线东延线鱼腹形车站增设了红外电眼、防踏空胶条、视频监控等安全技术措施。

1) 固定门侧盒下部设置红外电眼。为避免安全门和车辆门关闭后，有人夹在安全门与车辆之间，目前国内地铁一般采用3种安全监控装置：激光、光幕和红外电眼[7]，只要乘客被夹在安全门与车辆之间，安全门的滑动门会自动打开，此时列车无法驶离车站。南京地铁2号线东延线安全门工程采用在固定门侧盒下部设置两组红外电眼设备(见图13)。

图13　半高站台门设置红外电眼

2) 门槛边缘安装梳齿状防踏空胶条。为了减小安全门门槛与车辆之间间隙，在安全门门槛边缘安装了梳齿状的防踏空胶条。防踏空胶条采用梳状设计，橡胶条的横向即列车开动方向为软性，即便与列车碰擦也不会损坏车体，纵向即与水平垂直方向为硬性，经得起乘客踩踏，每块橡胶条竖向可承受300 kg重量，相当于4个成年人的体重。

3) 列车车头设置视频监控装置。根据地铁运营管理制度要求，司机在开、关列车门时需从车头处瞭望整侧安全门区域的乘客上、下车情况，而鱼腹形站台弧线较长，楼梯栏杆、钢雨篷立柱等均有可能遮挡司机视线。为了满足司机瞭望的需求，在列车车头设置视频进行整侧站台的监控。

从南京地铁2号线东延线实际运营经验来看，红外电眼装置宜在安全门完全关闭后5～6 s再进行屏蔽探测信号，可有效避免乘客被夹在安全门与列车之间。由于门体结构上部与列车之间间隙较大，曾出现乘客携带的包裹被夹在车体和安全门间隙中，建议在以后的同类工程中增加半高安全门固定侧盒门体上部厚度，并在增厚区域增设红外对射电眼检测设备，加大电眼探测区域。

3　结语

1) 鱼腹形车站是提高高架线路景观效果、优化车站站位、减小区间用地切割和优化道路交叉口桥墩布置的有效车站布置形式。

2) 鱼腹形车站缩短站端区间喇叭口过渡段长度的优势，依赖于站台端部宽度和站端线路曲线参数的选择，应综合车站客流集散要求、建筑布置特点以及区间桥墩设置条件进行合理确定。

3) 鱼腹形站台呈中间宽、两端窄的特点，楼扶梯的开口位置和方向对站台客流集散功能以及站端区间收缩效果具有关键性影响。车站建筑布置首要问题是结合客流集散要求和工程实际问题，确立楼扶梯布置方式。

4) 车站景观设计应充分利用弧线轮廓，并对站址地形、环境特征加以巧妙利用，实现车站与区间桥梁的协调、与工程环境的互动，使车站兼具功能性和艺术性。

5) 鱼腹形站台较矩形站台加大了安全门门体和车体、安全门槛和车门之间的间隙，应采取红外电眼、防踏空胶条、视频监控等多项安全技术措施，消除乘客上下车的安全隐患。

[1] 北京城建设计研究总院有限责任公司.南京地铁二号线东延线工程可行性研究及专家评审意见[G].北京,2007.

[2] 北京城建设计研究总院有限责任公司.南京地铁二号线东延线工程初步设计[G].北京，2007.

[3] GB 50157—2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003：50-55.

[4] GB 50490—2009城市轨道交通技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[5] 沈景炎.车站站台乘降区宽度的简易计算[J].都市快轨交通，2008，21(5)：9-12.

[6] 倪昌，王建.关于站台建筑限界的探讨[J].都市快轨交通，2006，19(6)：15-18.

[7] 陈韶章,孙钟权,王爱仪,等.地下铁道站台屏蔽门系统[M].北京：科学出版社，2005.

(编辑：曹雪明)

Study on Key Technology in the Design of Fish-Belly Island Platform of Elevated Stations

Liu JibingQi HongFeng LeiSun YongbingBai Tangying

(Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037)

The East Extension Line project of Nanjing Metro Line 2 is the first to adopt fish-belly island platform design in China. It has obtained favorable results since it was put into operation 3 years ago. This paper elaborates the technological advantages of this design, such as shortening transition section length of the bell mouth, improving visual effect of the station, optimizing its location, reducing project investment, and improving the alignment of lines. This paper also proposes feasible solutions to the critical points and difficulties in the platform design, such as the parameter choice of the curve lines, the breadth of the platform, the layout of escalators, as well as the problems that passengers are nipped by the door of the platform or the big gap between the platform and the ground. This paper will provide

and guidance for the extensive application and design practice of such station type.

fish-belly elevated station; advantages; technical parameters; design ideas

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.010

2014-02-23

2014-12-17

刘继兵，男，大学本科，高级工程师，从事轨道交通设计工作，819516131@qq.com

U231.4

A

1672-6073(2015)01-0036-05