城市轨道交通第四章 线路与车站的规划与设计.ppt
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1、第四章 线路与车站的规划与设计,4.1 线路规划4.2 线路平、纵断面设计4.3 车站规划与设计4.4 换乘车站设计4.5 城市轨道交通与其他交通方式的衔接,主要内容,线路规划主要内容:路由方案、敷设方式、站点选择一、走向及路由1、影响因素:1)线路的性质、作用、地位 2)客流集散点和主客流方向 3)城市道路网及建设状况 4)线路敷设方式及技术条件 5)与城市发展的尽远期结合 6)其他因素,4.1 线路规划,2、分析方法 一般在1/50001/10000地形图上进行,特殊地段采用1/2000地形图,提出23个方案作为比选和论证的基础。1)客流吸引条件;2)线路条件;3)施工条件;4)对城市环境
2、的影响;5)费用和工期,4.1 线路规划,二、线路的敷设方式分为地下、地面、高架3种方式。1、地下线 宜在中心繁华区;据地质和建筑物情况确定,宜浅埋。环影最小。2、地面线 宜在有条件的城市道路或郊区野外,专用车道,与城市道路相交时设置立交。价最低。3、高架线 高架线占地少,对城市交通干扰少,是城市永久性建筑,结构寿命要求按50年考虑。优:占地较少,对城市交通干扰较小;缺:破坏市容、环境影响、侵犯隐私权。我国考虑道路红线宽40m以上才设置高架。,4.1 线路规划,三、车站数量及其分布1、影响车站分布的因素 1)大型客流集散点 2)城市规模大小 3)城区人口密度 4)线路长度 5)城市地貌及建筑物
3、布局 6)轨道交通路网及城市道路网状况 7)对站间距离的要求,4.1 线路规划,2、车站分布原则 1)尽可能靠近大型旅客集散点 2)密切配合城市道路和公交通网 3)与城市建设密切配合 4)避开不良地质地段,减少对环境的干扰 5)兼顾车站间距的均匀性 站间距繁华区一般控制1km左右,市区边缘或城市组团之间1.52.0km。,由于车站造价高,车站数量对整个轨道交通的工程造价影响较大,在进行线路规划时,一般要做23个车站数量与分布方案的比选,比选时要分析乘客使用条件、运营条件、周围环境以及工程难度和造价等几个方面,通过全面、综合地评价,确定推荐方案。,四、线路规划的一般步骤 步骤如下:1、收集基础资
4、料,落实边界条件2、研究线路走向,确定线路位置3、提出和比选规划方案4、征求意见,最终确定方案,4.1 线路规划,平纵断面设计是在规划方案的基础上确定线路在城市空间的具体位置,分为可行性研究、初步设计和施工设计等阶段。一、技术基础资料 1、城市规划类 城市总体规划、分区规划、城市轨道交通系统路网规划、客流预测、大型交通枢纽点规划、道路规划红线、规划管线、规划人防设施等。2、现状资料 现状地形图、工程地质及水文地质资料、水文气象资料、文物保护及建筑物资料、主要构筑物及基础资料、市政及人防设施资料等。3、工程前期研究资料(预)可行性报告及批件、各级政府对工程的会议纪要、批示、规划部门的规划意见等。
5、4、其他相关资料 车辆配备及车辆技术参数资料、既有线运营技术经济指标及客流统计资料、既有线主要技术标准等。,4.2 线路平、纵断面设计,二、主要设计原则及技术标准1、主要设计原则 1)线路的路径必须以城市轨道交通线网规划为依据;2)新建轨线应有一定规模,一般不宜小于10km;3)线路敷设方式根据城市环境、地形条件和总体规划要求因地制宜选择 4)轨道交通线路相交必须采用立体交叉方式 5)车站应布置在主要客流集散点和换乘点 6)当线路经过市郊铁路车站,应考虑设计换乘站 7)线路位于地下埋深根据有关因素综合比较确定 2、主要技术标准 国家住房与城乡建设部2008年颁布的城市轨道交通工程项目建设标准中
6、,将城轨交通系统按线路工程标准分为五种类型,主要技术指标包括:最小曲线半径、最大坡度、竖曲线半径、钢轨和道岔,具体参数详见下表。,4.2 线路平、纵断面设计,注:特殊困难地段的技术标准,应按国家现行有关技术规范执行。C型车的线路最小曲线半径80m,系指受流器的车辆。No系指道岔号,R。系指道岔导曲线半径(m)。,三、线路平面设计 在确定线路路由的情况下,对线路的平面位置、车站的站位以及全线的辅助线进行详细分析和计算,以最终确定线路的准确位置。包括:线路的平面位置、车站位置、辅助线类型及其设计、平面设计计算等。1、平面位置 1)地下线:A位、B位、C位 2)高架线:位于道路中心、位于快慢车分隔带
7、 3)地面线:通常用于沿铁路、河流或城市绿地带的线路上2、车站位置 1)跨路口站位 2)偏路口站位 3)位于道路红线以外站位,4.2 线路平、纵断面设计,3、辅助线类型及其设计 1)折返线和临时折返线 站前折返 站后折返 2)停车线 与折返线结合布置 单独布置 3)车场出入线4、平面设计计算计算步骤:1)以城市道路红线或建筑物坐标为控制点,首先确定线路任意点的坐标和沿线路走向的直线方位角,以此作为计算基础。2)交点坐标的计算。3)曲线要素计算。4)里程计算 5)关键点坐标及距离计算,4.2 线路平、纵断面设计,四、线路纵断面设计 线路的纵断面设计是在平面设计的基础上,同时又可对平面设计检验和调
8、整,它是最终确定线路在城市三维空间的位置。主要内容包括:确定敷设方式和过渡段、分析控制点、方案设计、坡度计算及制图等 1、确定敷设方式和过渡段 在纵断面设计中,主要是确定洞口以及过渡段的位置和形式。道路中间开口、道路红线外开口、结合地形等环境条件开口。2、分析控制点:包括:地下线结构顶板覆土厚度、地下管线及构筑物、地质条件、施工方法、排水站位置、桥下净高、防洪水位等。3、方案设计:坡段尽可能长;节能车站;左右线坡道,同隧时一致,异隧时,在车站内要求一致;站台、道岔、缓和曲线处不设竖曲线;相邻坡段坡度代数差不受限制。,4.2 线路平、纵断面设计,4、坡度计算及制图:坡度计算包括竖曲线要素计算和轨
9、顶标高计算。规范规定:当相邻两坡道坡度代数差大于2 时,应采用竖曲线连接,竖曲线采用圆曲线形式,其半径根据线路技术标准选定。竖曲线要素计算应包括竖切线长度计算和竖曲线高程改正值计算。线路轨顶标高的计算包括百米及公里标、控制加标、车站中心、道岔中心、线路最低点以及结构变形缝等处的标高计算。纵断面设计制图根据不同的设计阶段,一般采用5000/500或2000/200比例进行。纵断面图上标注以下内容:1)基础资料部分,包括:地面线及其跨越道路立交、河床底、航行水位、洪水位、铁路、高压线等标高;地下管线及建筑物基础标高、规划的道路、铁路、地下管道标高;地质纵断面及地下水位等。2)轨顶设计线以及相应的结
10、构示意线。3)地面高程及设计线路变坡点、站中心高程的数据。4)各坡段的坡度、坡长。5)竖曲线要素及改正值。6)平曲线示意及要素。7)公里标、百米标及重要点里程等。五、线路平、纵断面设计软件(ALCAD)自学,4.2 线路平、纵断面设计,车站是轨道交通系统最重要的现代建筑类型,它们除了提供旅客上下车以外,还具有一系列功能:购物、聚会及作为城市景观。现代铁路车站是旅游者、通勤者、商人、普通市民等聚集之处。可以说,车站是城市的缩影。车站设计是关于空间、光和结构三者协调的一门艺术。一、车站规划与设计的目标 1、外观吸引力;2、旅客的自由移动;3、安全疏散;4、残疾人通道;5、应急服务通道;6、列车服务
11、的可靠性;7、失效恢复问题;8、投资的费用效益,4.3 车站规划与设计,二、车站的分类与组成 1.车站分类 1)按车站与地面相对位置分为地下车站、地面车站和高架车站;2)按车站的运营性质可分为终点站、一般中间站、中间折返站和换乘站等;3)按车站结构形式和施工方法分为明挖站、暗挖站等;4)按车站站台形式分为岛式车站、侧式车站、一岛一侧、一岛两侧等车站形式。5)按车站服务的对象及功能可以分为城市标志(landmark)站(作为城市的象征或著名建筑物)、与干线或机场等交通连接的换乘枢纽站(完成与机场或其他交通方式的接续运输过程)、市郊地区车站、农村地区车站等。,4.3 车站规划与设计,2.车站的组成
12、 大型轨道交通系统的车站一般由四部分组成:1)车站大厅及广场,是乘客、游客和商人聚集的地方;2)售票大厅,为乘客出售列车客票;3)站台,直接供乘客乘降车使用;4)旅客不能到达的地方,如车站办公室、仓库、维修设施及铁路股道等。对城市轨道交通来说,车站一般由车站主体、出入口及通道、通风道及风亭(地下)和其它附属建筑物组成。车站主体是列车的停车点,它不仅要供乘客上下车、集散、候车,一般也是办理运营业务和运营设备设置的地方。车站主体根据功能分为两大部分:(1)乘客使用空间 又可分为非付费区和付费区。非付费区的最小面积一般可以参照能容纳高峰小时5min内聚集的客流量的水平来推算。一般车站,通常非付费区的
13、面积应略大于付费区。(2)车站用房 包括运营管理用房、设备用房和辅助用房。车站构成简图,4.3 车站规划与设计,车站设施组成示意图,3.车站的规模 在进行车站总体布局以前,要确定车站的规模。车站规模直接决定着车站的外形尺寸及整个车站的建筑面积等。轨道交通车站的规模主要是根据车站设计客流量(容量)确定的。一般可以参照日均乘降客流量和高峰小时客流乘降量来综合确定。例1:轻轨车站规模一般分为小型站、中型站、大型站、特大型站;例2:地铁车站规模主要根据车站远期预测客流以及所处位置确定,一般可分为A、B、C三级:A级:适用于客流量大、地处大型客流集散点以及地理位置十分重要的车站;B级:适用于客流量较大、
14、地处市中心或较大居住区的车站;C级:适用于客流量较小、地处郊区的各站。我国地下铁道系统通过能力,应按该站远期超高峰客流量来确定,超高峰流量一般取高峰小时流量的1.21.4倍。,4.3 车站规划与设计,4.车站的风格 车站是空间、光和结构三者协调的一门艺术。车站是由物质实体(如墙、门窗、柱、梁板和屋顶等)及其所包围的空间组成。空间是建筑的目的,实体是建筑的手段。常见的车站风格有如下5种:1)古典风格 一般使用木材、石料、砖等传统建筑材料;其特点是内外墙面、柱及屋顶等各部分都有复杂的装饰、彩画、雕刻。古典风格可以创造一种富丽堂皇的宫廷建筑形式,适合在穿越具有历史保护价值的古建筑群内或附近建设的车站
15、,显示车站建筑对历史的尊重。2)现代风格 与古典风格对应,它一般采用钢、混凝土、玻璃、有机材料等建筑材料;其特点是墙面、柱、顶等部分的装饰简洁明快。现代风格忽视传统,追求技术运用的效果,如玻璃的透彻、混凝土的可塑性、钢的清秀,强调材料的质感、色彩、纹理,时代感强,适合现代快节奏社会中人们的审美情趣,且可采用现代技术施工,速度快,经济性好,是多数车站采用的风格。,4.3 车站规划与设计,3)民族风格 由于每个民族都有不同的文化特点和审美情趣,建筑领域内民族风格特色往往体现在形象方面。例如,汉族的建筑色彩较为热烈,西洋建筑则较注重本色;中国民族建筑以木质居多,形象轻盈剔透,西洋建筑以石料为多,常显
16、得比较厚重;中国建筑多来自神话与传说,西洋建筑更多体现宗教等等。车站建筑要尊重使用者的民族审美特点,尽量做到既能为乘客乘车提供良好的文化环境,又能为车站建筑本身增添特色。当然,民族风格其实也在发展变化。4)地方风格 主要考虑地理因素的变化。我国内陆地区多为少雨干旱地区,北方地区又有较多的风沙,这些导致建筑风格的变化。就我国而言,寒冷地区的建筑要厚重一些、封闭些;热带地区的建筑要轻巧、通透些,西北干旱地区可设计平顶建筑,而多雨地区则一般设计陡急的坡屋顶。一般说来,地方风格是人们多年来适应当地自然条件的结果,这种结果在建筑方面的聚积成为建筑文化的一部分,即地方风格的建筑。,4.3 车站规划与设计,
17、5)个人风格 在建筑设计活动中,设计者或称建筑师发挥着重要作用。实际上,建筑师本人就具有特定民族、地域、时代和文化背景,其作品不仅反映这些民族、时代的特点,还要反映由其本人的特定经历所决定的个性。这种个性就是建筑师的个人风格。无论什么风格的车站建筑,均需符合形式美的规律,这种形式美就是多样统一。这种多样统一包括以下内涵:主从与重点、均衡与稳定、对比与和谐、韵律与节奏、比例与尺度 一条轨道交通线路上的车站,其风格可以一致,也可以有差异。整个线路的车站建筑群可以像一首乐曲一样,不同车站是其不同的乐章,有序曲、高潮、尾声;也可像一部史书,记下城市的过去、现在、和未来。设计者在构思整个轨道交通系统车站
18、建筑形式的时候所要确定的正是这种总体风格。地铁站风格鉴赏(世界上10座有特色的地铁站),4.3 车站规划与设计,莫斯科共青团地铁站,法兰克福的Bockenheimer Warte地铁站,毕尔巴鄂地铁站(西班牙),纽约市政厅地铁站,芝加哥的奥黑尔地铁站(美国),迪拜地铁站(阿联酋),斯德哥尔摩地铁(瑞典),平壤地铁,慕尼黑城市地铁(U-Bahn)(德国),三、地下车站总平面布局 包括车站中心的位置(站位)、车站外轮廓的范围以及出入口风亭的确定等,它是车站设计的关键环节。1.车站平面布置原则 1)站厅层布置应分区明确,依据出入口的位置和数量、楼梯与扶梯的位置和数量、售检票系统的位置和数量以及换乘要
19、求对客流进行合理的组织,避免和减少进出站客流的交叉,合理布置管理、设备用房,满足工艺要求;2)站台层布置需以车站上下行远期超高峰小时设计客流量来计算站台宽度,根据线路走向及换乘要求定站台型式。依需要布置设备或管理用房区;3)车站出入口应设置于道路两边红线以外或城市广场周边,需具有标志性或可识别性,以利于吸引客流、方便乘客。有条件的出入口考虑地面人行过街的功能。出入口规模应满足远期预测客流量的通过能力,并考虑与其他交通的换乘和接驳大型公共建筑所引起的客流量;4)车站主要服务设施应包括自动扶梯、电梯、售票机、检票机、空调通风设施等。,4.3 车站规划与设计,2.车站总平面布局设计的步骤 1)分析影
20、响因素,确定边界条件 影响车站站位和总平面布局的因素:(1)周围环境 现状道路及交通条件、公交及其它交通方式站点设置、文物古迹、自然条件等。(2)建筑物拆迁和管线改移条件。(3)施工方法 结合地质条件考虑。(4)客流来源及方向 根据主要客流来源和方向,考虑站位和出入口通道设置。(5)综合开发的条件 使车站与其它建筑物结合。,4.3 车站规划与设计,2)根据功能要求构思总体方案 依据功能大致可以分为以下5种具有某种功能的车站:(1)以换乘为主要功能的车站。主要考虑乘客的换乘条件,以尽可能减少换乘距离为主要因素进行设计,并留有足够的换乘能力。(2)接驳大型客流集散点的车站。要考虑突发性客流特点,留
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