浅谈磁悬浮站房建筑设计

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:张雨辰
[导读] 摘要:北京市是人口超过1000万的超大城市,单纯的地面交通,已经无法满足现市民日益增长的交通需求,高效便捷运量大的城市轨道交通,将成为解决城市交通紧张的有效方式之一,通过北京市第一条磁悬浮城市轨道交通s1线站房设计实例,探寻了中低速磁悬浮线站房的设计思路、方法和消防防火设计要点,通过经验总结提出城市轨道交通站房设计的有利方向。
        中铁咨询集团北京建筑规划设计有限公司  北京  100055
        摘要:北京市是人口超过1000万的超大城市,单纯的地面交通,已经无法满足现市民日益增长的交通需求,高效便捷运量大的城市轨道交通,将成为解决城市交通紧张的有效方式之一,通过北京市第一条磁悬浮城市轨道交通s1线站房设计实例,探寻了中低速磁悬浮线站房的设计思路、方法和消防防火设计要点,通过经验总结提出城市轨道交通站房设计的有利方向。
        关键词:城市轨道交通、站房设计、磁悬浮线
        一、城市轨道交通背景
        中国的大城市正在进入一个轨道交通的时代,像北京市这种人口超过1000万人口的超大城市已不止一座,超大城市的交通问题也是日益严峻。城市轨道交通的建设,提高了交通效率,缓解了城市小汽车尾气对大气的污染,减少了城市道路交通事故几率,是未来超大城市交通效率提高的有效方式之一,截止2019年仅在北京轨道交通总里程数已超越6百千米,线路多大22条,车站402座。按照《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》,到2020年全国城市轨道交通运营总里程预计达到6000公里。在目前国内城市已开通运营的城市轨道交通制式包括地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁悬浮交通。
        ■ 地铁
        地铁线路通常是铺设于地下结构内的,也是最常见的城市轨道交通,其优点是运量大,速度快,对地面现状影响较小,但是有施工时间长,造价与维护费用较高的缺点,但还是广受人口在300万以上的大城市所青睐,中国第一条地铁早在1969年就建成通车。
        ■ 轻轨
        轻轨线路通常铺设于地面或高架桥上。其优点是相比地铁造价低,地面施工相对容易,但高架线路时占地面积大、涉及拆迁较多、噪音振动大,对城市景观有一定影响,适合在远离市中心,周围限制因素少的区域铺设。
        ■ 单轨
        单轨线通常铺设于地上,通过单根轨道支撑,车体采用橡胶轮胎跨坐在轨道梁上,其优点是占地小、噪音低、工期短、透光性好、经济性强、相比轻轨体积较小减轻了对城市景观的影响等,但运营较小是单轨的主要缺点,要比地铁b型车还要小。
        ■ 现代有轨电车
        轨电车线路通常铺设于地面,一般在城市新区运行,主要优点是投资低,并且不需要国务院审批,建设条件相对宽松,但是运能、速度都有较大劣势,综合性能均低于其他城市轨道交通制式。
        ■ 中低速磁悬浮
        中低速磁悬浮与单轨铺设比较接近,一般设于地上高架,也可延伸至地下铺设。和以上其他轨道交通制式相比,速度是最快的,造价低于地铁,甚至低于轻轨,在噪声和爬坡能力上也高于跨坐式单轨系统。由于采用磁悬浮技术对土建施工精度要求较高,带来施工难度大的缺点。因为是城市轨道交通中最为先进的技术之一,大众对它还有一些不了解,认为磁悬浮的电磁辐射会对人产生不利影响的误解,故此在北京中低速磁悬浮试验线s1线的车站站台上还设置辐射实施读数器,来实施告诉乘坐的旅客此时的电磁辐射量,其实s1线是利用电磁铁的电磁吸力将列车浮起,轨道与电磁铁形成闭合磁路,电磁场是不会向外界泄漏的,车内磁场强度会小于我们日常家中使用剃须刀等电器产品,实测电磁辆射强度远低于世界卫生组织推荐的国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)公布的国际标准。
        目前中低速磁悬浮具有自主知识产权,事实上全球目前仅有少数几个国家掌握该种技术2006年我国在唐山建设了第一条中低速磁悬浮试验线,正线全长1547米,可全面检测列车在城市轨道直线行驶、弯道行驶、大坡度行驶的优越性。短短的千余米试验线上涵盖了7%坡度、100米、50米半径空间旋转转弯等多种结构形式,对车辆系统、线路结构等各类数据进行科研测试。


        二、北京s1线工程概况
        北京中低速磁悬浮试验线S1线,又称北京磁浮线,是北京首条中低速磁浮线路。西起门头沟区石厂站,东至石景山区苹果园站,线路全长10.139km,其中高架段9.875km,隧道段0.264km。在石门营站北侧设车辆段一处、在车辆段内设置备用控制中心一座作为西段独立运营时的临时控制中心,该线路沿线共设8站,分别为苹果园站、金安桥站、四道桥站、桥户营站、上岸站、栗园庄站、小园站及石厂站。其中石厂站——金安桥站区间已于2017年12月30日开通试运营,苹果园站暂缓开通。
        三、站房设计特点
        本工程按线路敷设条件全部为高架站。从S1线全线各站的线路敷设条件、所处的位置、周边交通和建筑物情况、车站结构型式、施工方法等几方面对车站进行分析,根据S1线工程的特点,全线车站为地上。地上车站主要分为高架三层侧式车站、高架双层侧式车站。虽然侧式车站站台分别位于线路两侧,不利于调剂客流、同时也增加了楼扶梯设施,但高架侧式站因具有与车站相接的区间部分体量小、线路进出站无需增加鱼腹线、走线顺畅的优势而常被采用,车站多采用三层或两层站,两层站的站厅及设备管理用房均设于地面,站台位于地上三层,轨面高度低、节省投资,施工方便,但对区域用地有分割,所以只在用地允许的情况下设置在道路一侧。三层站因一层可以架空,站厅设于地面二层、三层为站台,区域用地相对灵活,是车站设于路中的必选方案,二层站厅通向地面的不同方向的天桥还可兼有市政过街的功能。落于路中的结构柱子可以利用路中的绿化隔离带,有时需要规划道路断面进行微调。
        1.高架三层侧式车站
        一层架空(或设置设备机房),根据用地情况局部设置设备用房以充分利用空间降低土建投资,二层设置站厅及主要的设备管理用房,站台架于三层。本线的小园站、栗园庄站、上岸站、桥户营站、四道桥站采用此种站型。
        其中栗园庄站、上岸站位于现状或规划的道路中心,一层需要架空。车站规模适中、体量不大,由站厅通向道路两侧的天桥可兼有市政过街的作用。小园站、桥户营站、四道桥站位于道路一侧,充分利用一层架空做设备用房或进站厅。苹果园站是与苹果园枢纽融为一体的建筑。
        2.高架双层侧式车站
        站厅及设备管理用房设于地面一层,站台架于地上二层。本线的石厂站、金安桥站采用此种站型。
        石厂站为S1线的起点站,站前接交叉渡线及车辆段出入段线,从线路纵断面设计上采用双层站比较合理,路侧也具备用地条件。金安桥站与规划6号线西延车站换乘,为高架与地下车站的换乘站,通过地下一层换乘厅实现。
        四、5G下的TOD将对高架车站产生重大变化
        在北京s1线设计当中就引入了一体化tod的设计理念,在上岸站设计当中就利用车站出入口天桥与周边综合开发进行连通,随着中国城市化的加深,tod理念将起着更加重要设计要点,提高轨道交通对体块的带动性。
        随着5g技术的逐渐普及,势必会对传统的售检票带来巨大的变化,未来“无感支付”方式将逐步进入轨道交通系统中,影响着车站管理边界,间接改变车站进出站流线的设计。由于地面轨道交通的建设多在非城市中心地带,车站出入口将有可能变成设计的“中心”,结合tod历年将轨道交通出入口、设备用房、部分站厅与周边综合开发有机融合,去掉原有地铁出入口与站厅的传统形象,让出入口与站厅融入周边建筑,在通过“无感支付”的应用,让车站出入口的功能变为交通核心,链接着轨道交通与周边物业,加快乘车效率,让交通带来的客流能有效的带动周边商业。 因为设备用房也都结合到地块内的综合开发内,路中高架部分就剩下少量的连通站厅与站台,大大减小了路中车站的建筑体量,有效缓解交通建筑对城市景观的影响,有效降低了视觉上的拥堵感。让车站立面设计留有更多发挥空间,让轨道交通立面更好的融入城市。
        结语
        城市轨道交通是解决城市交通拥堵问题的最有效方法之一,大运量的轨交系统远远优于传统小汽车与公交的运输能力,未来随着中国城市化的逐步深入,城市轨道交通还有很多可能性,磁悬浮作为轨交系统中较为先进的自主技术,其发挥的空间更大,在这急速发展的时代,作为一名相关领域的建筑师,应该更加具备前瞻性与创新性,让城市轨道交通成为城市发展的有力后盾。
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