大型地铁车站换乘方式比选

现代隧道技术２００６年增刊（５２０—５２３）

大型地铁车站换乘方式比选

吴敏慧

张庆贺

（同济大学地下建筑与Ｔ程系，上海２０００９２）

摘要文章总结了目前国内外常见的地铁换乘枢纽站的形式，并对地铁换乘站施工方法进行了比选。针对最常用、使用最便捷的“十字”形空间换乘，利用同济曙光软件计算、分析了不同工况中换乘节点的内力变化情况。可为“十字”形换乘车站的设计和施工提供参考。

关键词地铁换乘枢纽换乘形式结构分析有限元法

：

１引言

１．１换乘站的定义

地铁承担了世界上大城市、特大城市的大规模乘客运输，缓解了交通压力，越来越受到人们的欢迎。但是，一条线路对减轻城市公共交通能力效果并不显著，由多条线路组成的地铁网络才能效果明

轨道交通基本网络约５１０ｋｍ，两线换乘枢纽６６座．三线以上换乘站１６座。可见，随着城市轨道交通的发展，地铁换乘站将如雨后春笋般越来越多。１．４换乘站的社会意义

在地铁车站中，换乘旅客数量可能达到总旅客数量的４０％以上，所以，对地铁换乘枢纽的研究具有十分重要的社会意义。减少乘行时间、提高乘车安全性及舒适性、降低交通疲劳，从而提高乘客的劳动效率，给乘客提供更多的个人自由时间，提高地铁的社会价值。

显。地铁换乘站位于不同地铁线路的交叉点，功能

是：满足乘客上、下列车；两条线间换乘；短时间的休息、购物、逗留，它具有明显的公共交通建筑的特点。１．２换乘站的特点

换乘节点是指两座地铁车站之间的换乘区域．

本文主要讨论国内现阶段常用的地铁车站换乘

枢纽形式，对常用的地铁车站换乘枢纽进行分析和类比，并针对“十字”换乘车站采用同济曙光软件进行简化计算。

是换乘车站的关键部位…。换乘节点处主体结构

的梁、板、柱等构件，在施工过程中随不同施工工况的转换，其内力电不断地变化。

地铁车站的基坑深度为１２—１７ｍ，而地铁换乘枢纽的基坑深度比地铁车站要深得多，一般地铁换乘枢纽的基坑深为２０一３０ｍ，如上海地铁９号线的

２地铁枢纽车站换乘形式分类与比较

２．１地铁车站换乘形式的分类

根据站台纵轴平面内相互位置，地铁换乘枢纽

可分为两大类：纵轴平行布置和纵轴相交布置。

轴线平行布置的平面、平行换乘分离行驶的通道换乘典型例子是北京复兴门地铁枢纽，据统计在该枢纽中乘客换乘要花费３—７ｒａｉｎ，占用较大的城市地下空间（约为１～７万ｏ），还不包括自动扶梯和站厅面积（图１）。

这种通过设置通道的换乘形式占国内目前换乘形式的大多数，该换乘方式换乘距离长、换乘时问

宜山路站与Ｎ４线换乘处，基坑深度达４０

ｍ。

换乘站中的“十字”换乘节点空间问题和深基坑问题，使得地铁换乘站的建筑设计、结构设计、施工手段比一般的地铁车站更为困难。１．３换乘站的现状

北京现有４条线，３个换乘站，到２００８年，北京将有２２个地铁换乘站，其中有２座为３线换乘。广州现有４条线，５个换乘站。上海是目前国内轨道交通线路最长的城市，有５条地铁线路，１５个地铁

长，从而造成换乘不便利。但是，通道换乘施工方

便，造价低。

换乘站。《上海市地下空间概念规划》中提到：上海

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图１北京复兴门站示意

（１）并行行驶同站厅换乘（图２）

上海人民广场站１号线与５号线采用平行同站

厅换乘，换乘长度为站厅到站台高度加上站厅宽度。

图２同站台换乘示意

（２）平行行驶同站台换乘

同站台换乘是最为方便的一种换乘形式，同一ｓ，反方向换乘的乘客，经过站厅换乘。国（１）交叉点换乘①“十”字换乘

从一站中央到另一站中央的换乘枢纽，俗称ｓ，枢纽的通行能力受②“Ｔ”形换乘

从一站端点到另一站中央（或１／３或１／４处）ｍｌｎ。换乘设施的通行能力力，一般设置联络通道（图３）。北京地铁环线与第一线相交的复兴门和建国门两站，都修建成Ｔ形换乘站。上、下两站一次建成。

图３…Ｔ形换乘示意

③“ｒ形换乘

从～站端点到另一站端点的换乘枢纽，俗称

“Ｌ”形换乘，这种枢纽两站的最近端通过站厅相连，

从站厅向高处车站设立一电梯，而向低处车站设立向下的步行梯。楼梯及电梯，换乘旅客可用，进出站的乘客也可用，这将造成换乘客流过于集中，为改善从一个方向到另一方向的换乘条件，必须设置联络

信道，换乘时间长（图４）。北京地铁环线与规划的

第四线、第五线都预建了Ｌ形换乘的接点。

图４”Ｌ”形换乘示意

２．３

常见地铁换乘枢纽车站的综台比较

按不同换乘形式、换乘时间、施工特点，进行综

合对比（表１）。

平行同站台换乘的换乘距离短、换乘量大，但必。

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方向换乘的乘客，在同一站台就可实现，换乘时间只

需５—１０内目前只有杭州将拟建一座同站台换乘站。２．２相交换乘

“十”字换乘。这种换乘枢纽的两车站上下配置．相

交角度成直角或近似直角。两车站可以是侧岛式、

岛岛式、侧侧式。该换乘距离短、换乘方便，通常岛岛式“十字”换乘需要４０一６０限于楼梯宽度。由于两站均在中央换乘，从而保证

了站台的均衡利用。

的换乘枢纽，俗称“Ｔ”形换乘。在这种枢纽一个站中央修建二个向上的步行梯和一个过桥．而在另一站的端点向上修建电梯和过厅，过桥和过厅由过道相连。换乘时间为２—３由步行梯及过道宽和电梯带数限制，为改善通行能

现代隧道技术

２００６年增刊

袭１地铁换秉枢纽车站综合比较

换乘枢纽的基本类型

换乘时间

施工方法埋深，对土层的要求

施工难度明挖法平面分离行驶

３—７ⅢｉＩｌ

施工较易

轴线平行盖挖法浅埋明挖法换乘

平面并行行驶

１—３ｍｉｎ

盾构法深埋施工困难矿山法土层的持力性好

明挖法

埋深较深节点处理“十”字换乘

４０—９０

Ｂ

矿山法良好的岩层施工困难轴线相交明挖法

“Ｔ”形换乘

２～３ｒａｉｎ

换乘

晴挖法浅埋或深埋施工较易明挖法

“Ｌ＂形换乘２—３ｎｆｉｎ

暗挖法

浅埋或探埋

施工较易

须在路网规划中使两线在一段路线上平行，对路网规划要求高，对两线周围建筑环境要求也高，所以在实际中使用不多，在国内目前只有杭州拟建一座这样的换乘站。

“十”字换乘方式，换乘距离短、元高度损失、上下层结构紧凑，这些都是“Ｌ”形、“Ｔ＂形无可比拟的

优点。按照我国国情，路网规划优化的结果决定采用“十”字换乘，这种换乘方式将有广泛的应用前景。

３换乘枢纽车站的结构分析

３．１工程概况

上海市轨道交通１号线与８号线在四平路站十

字相交，８号线沿大连路，１号线沿四平路，四平路还有一层下立交，其中心线与１号线的轨道中心线相

重合（图５）。换乘段覆土厚４Ｉｎ，基坑深２４ｍ；共有三层：下一层为沿四平路的下立交．与８号线的站厅层相交；下二层为８号线的站台层；下三层为１号线的站台层。各层之间通过楼梯和自动扶梯来换乘。

换乘段施工过程：首先８号线换乘段施工。三层底板施工完毕；其次下立交施工，采用盖挖法。纵向非对称开挖。以大连路为界，先施工大连路以北，再拳一圈

图６计算模型

施工大连路以南；再次，１号线站台层施工，采用双圆盾构推进；最后换乘区域下一层、下三层的地连墙层参数见表２，地连墙厚度１ｎｌ。四周的土层采用

凿开。

固定约束，８号线四平路站的框架结构荷载每层取

３．２二维有限元模拟、计算及分析

１５

ｋＮ／ｍ，地面超载取２０ｋＮ／ｍ。计算模型见图８。

８号线四平路站为地下三层框架结构，采用梁、柱

计算采用１３个施工步：①ｌ一１０施工步为下立交盖体系模拟。对盾构模拟时，衬砌管片取Ｅ＝３５

ＧＰａ，

挖法施工；②１１—１２施工步为盾构法１号线站台层Ａ＝Ｏ．３ｍ２，Ｊ＝０．００２２５

１１１４；对于接触面，取切向刚

施工；③１３施工步为换乘段地连墙凿除。

度蜒＝１．２５ＧＮ／ｒｌｌ，法向刚度Ｋｓ＝１．２５ＧＮ／ｉｎ。土

本工程最危险的工况有四个：①８号线四平路

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裹２土层参数

土层

ｌ２３４

最／ＭＰａ１１．３４２１．２８４．３６

０．３０．３

∥ｋＮ－ｍ。’

１８．６１８

ｃ／ｋＰａ２１

∥（。）

２１．５

９５

１１１５

３８．５

１１１８．５

０．３０．３

１６．８１８

９．２４

换乘段开挖到２４ｍ，尚没有浇筑底板；②８号线换

乘段施工完毕，下立交纵向非对称施工，下立交非对称开挖对已建８号线车站的影响；③下立交施工完毕后，轴线与下立交重合的双圆盾构沿四平路推进；④ｌ号线站台层施工完毕，凿除下一层、下三层换乘段的地连墙。危险工况①是深基坑问题中普遍存在的，前人已对此作了大量的研究分析，本文就不再涉及。危险工况②一③，是本工程的施工难点。不是所有“十字”换乘车站的特点，所以本文着重分析危

一

图８换乘段地连墙构件弯矩图（单位：ｋＮ・ｍ）图９换乘段共用立柱构件弯矩图（单位：ｋＮ・ｍ）

险工况④一“十字”换乘中出现的新课题，对后续

换乘站的建设有参考价值。

。

换乘节点的构件在地连墙凿除后，内力发生重分布，内力值有所增加。换乘节点的地连墙最大内

力增大了１０％，换乘段的楼板内力增大了１５％、共用立柱内力增大了４０％，计算结果见图７一图９。换乘节点的构件随施工工况的转换．内力值有大幅增长，设计、施工时要引起足够的重视，换乘节点的

构件是换乘车站设计、施工的关键所在。

（１）我国目前已有的地铁换乘车站是为满足城

必誉猢５陡，＿、：孙耋篆

市交通需求而建造的，缺乏城市交通规划，所以换乘

州ｕａ一１

虬吼ｌ少

形式多为“Ｔ＇，形、“Ｌｔ，形或平行的分离式通道换乘。这些换乘形式换乘距离长，不是最佳的换乘方案。同站台换乘的换乘路线短、换乘快捷。从换乘的舒适性来说，同站台换乘优于“Ｔ”形、“Ｌ”形换乘车站，

从换乘客流量来说，优于“十字”换乘车站。

（２）同站台换乘要求两条地铁线路要平行，对路网规划要求高。我国现阶段的国情决定，“十字”换乘是较佳的换乘方式．会有广阔的应用前景。

（３）“十字”换乘车站中换乘节点的受力分析．是值得研究的新课题。换乘段构件梁、板、柱在工况转换中，均发生一定程度的应力集中，在施工中必须引起足够的重视。

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图７换乘段板构件弯矩图（单位：ｋＮ・ｍ）

４结语

根据我国地铁换乘枢纽的现状，可得出以下结论

参考文献

［１］叶霞飞，顾保南．城市轨道交通规划与设计［Ｍ］．中国铁道出版社，１９９９

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