关键词 地铁换乘枢纽 换乘形式 结构分析 有限元法
１ 引 言
１１ 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， 多条线路组成的地铁网络才能效果明 由 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。
现代隧道技术
２０ 年增刊（２ 一 ２ ） ０６ ５０ ５３
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工程系， 上海 ２０９ ） ００２
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。
同 换乘的换乘路线短、 站台 换乘快捷。从换乘的舒 适性来说， 站台 同 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。 （） 站台 换乘要求两条地铁线路要平行， ２同 对
图７ 换乘段板构件弯矩图（ 单位： 二 ｋ Ｎ・ ）
４ 结 语
根据 我国地铁换乘枢纽的 现状． 可得出以 下结论：
便， 造价低。
北京现有４ 条线， 个换乘站， ０８ 北京 ３ 到２０ 年， 将有２ 个地铁换乘站， ２ 其中有２ 座为３ 线换乘。广 州现有４ 条线， 个换乘站。上海是目 ５ 前国内轨道 交通线路最长的城市， ５ 有 条地铁线路， 个地铁 １ ５ 换乘站。 上海市地下空间概念规划》 《 中提到： 上海
・５ ０ ， ２
大型地铁车站换乘方式比选
力， 一般设置联络通道（ ） 北京地铁环线与第 图３ 。 一线相交的复兴门和建国门两站， 都修建成Ｔ 形换
乘站． 下两站一次建成口 上、
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。
换乘段开挖到２ ｍ。 ４ 尚没有浇筑底板； ８ ② 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； 下立交施工完 ③ 毕后， 轴线与下立交重合的 双圆盾构沿四 平路推进； ④１ 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 是本 ③， 工程的 施工难点， 不是 所有“ 十字” 换乘车站的特点， 本文着重分析危 所以 险工况（一一“ 子 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， 力值有所增加。换乘节点的地连墙最大内 内 力增大了１％， ０ 换乘段的楼板内力增大了１％、 ５ 共 用立柱内力增大了４％， ０ 计算结果见图７ 图９ 一 ０ 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。
图８ 换乘段地连墙构件弯矩图（ 单位： ｍ ｋ Ｎ＂ ）
旧 旧 ， ７ ２ 刁 ．
ａ ｉ Ｙ ｅ ０
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图９ 换乘段共用立柱构件弯矩图（ 单位：Ｎ・ｌ ｋ ａ ）
（） 前已有的地铁换乘车站是为满足城 １ 我国目 市交通需求而建造的， 缺乏城市交通规划， 换乘 所以 形式多为“＂ ＂ ＂ Ｔ 形、Ｌ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。
１３ 换乘站的现状 ．
２ 地铁枢纽车站换乘形式分类与比较
２１ 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 ｍｎ占 － ｉ 用较大的城 － ７ ， 市地下空间（ 约为１ ７ － 万扩）还不包括自 ， 动扶梯 和站厅面积（ １， 图 ） 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、 换乘时间 长， 从而造成换乘不便利。 但是， 通道换乘施工方
３ 换乘枢纽车站的结构分析
３ １ 工程概况 ． 图５ 换乘站平面示意
上海市轨道交通 １ 号线与８ 号线在四平路站十 字相交．号线沿大连路，号线沿四 ８ １ 平路， 平路还 四 有一层下立交， 其中心线与 １ 号线的轨道中心线相
重合（ ） 换乘段覆土厚４ 基坑深２ ｍ 共 图５。 ｍ ， ４ ；
行简化计算。
换乘节点是指两座地铁车站之间的 换乘区域，
是 换乘车站的 关键部位川。换乘节点处主体结构
的梁、 柱等构件， 板、 在施工过程中随不同施工工况 的转换， 其内力也不断地变化。 地铁车站的基坑深度为 １ －７ 而地铁换乘 ２ １ｍ ， 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２ － ０ 如上海地铁 ９ ０ ｍ， ３ 号线的 宜山 路站与Ｍ 线换乘处， ４ 基坑深度达４ ｍ ０ ｏ 换乘站中的“ 十字” 换乘节点空间问题和深基 坑问 使得地铁换乘站的建筑设计、 题， 结构设计、 施 工手段比 一般的地铁车站更为困难。
明挖法
பைடு நூலகம்暗挖法
施工困难 施工较易 施工较易
轴线相交
换乘
“’ ’ Ｔ 形换乘
２－３ ｎ ｍｉ
２－３而 ｎ
浅埋或深埋 浅埋或深埋
＂＇ Ｌ形换乘 ’
明挖法
暗挖法
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， 在 所以 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。 “ 字换乘方式， 十” 换乘距离短、 无高度损失、 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 “ 字换乘， 十” 这种换乘方式将有广泛的 应用前景。
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换乘枢纽的基本类型
平面分离行驶
施 ｝ 乘 间Ｉ 工 法 换时 ｝ 方
３ ７ ｎ － ｍｉ
埋深， 对土层的 要求
浅埋 深埋
施工难度
施工较易
明挖 法 盖挖法
轴线平行
换乘
明挖法
平面并行行驶
“ 字换乘 十”
１ ｍｉ － ｎ ３
盾构法
施工困难
节点处理
４ ０－９ ． ０
矿 法 一 层 持性 山 ｝ 的力好 土 明 法 一 埋深较深 挖 矿 法 ｝ 良 的层 山 好岩
图４ Ｌ 形换乘示意 ０ ＂
２３ 常见地铁换乘枢纽车站的综合比较 ． 按不同 换乘形式、 换乘时间、 施工特点， 进行综 合对比（ １０ 表 ） 平行同站台换乘的 换乘距离短、 换乘量大， 但必‘
・５ １・ ２
现 代 隧道 技 术 表 １ 地铁换乘枢纽车站综合比较
图３ Ｔ 形换乘示意 ＂”
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 方向 换乘的 乘客， 在同一站台 就可实现， 换乘时间只 需５ １ ｓ 一 ０ ， 反方向 换乘的乘客， 经过站厅换乘。国 内目 前只有杭州将拟建一座同站台 换乘站。 ２２ 相交换乘 ． （） １ 交叉点换乘 ① “ 字换乘 十” 从一站中央到另一站中央的换乘枢纽， 俗称 “ 字换乘。这种换乘枢纽的两车站上下配置， 十” 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 十字” 式“ 换乘需要４ 一０ ， ０ ６ 。枢纽的 通行能力受 限于楼梯宽度。由于两站均在中央换乘， 从而保证 了站台的均衡利用口 ② ＂＇ Ｔ形换乘 ， 从一站端点到另一站中央（ １ 或 １ 处） 或 ／ ３ ／ ４ 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 ｍｎ － ｉ ３ 。换乘设施的 通行能 力 由 步行梯及过道宽和电梯带数限制， 为改善通行能
有三层： 下一层为沿四平路的下立交， 号线的 与８ 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 施工大连路以南； 再次， 号线站台层施工， １ 采用双 圆盾构推进； 最后换乘区域下一层、 下三层的 地连墙
度Ｋ 二 ． Ｎ ｍ 法向刚度Ｋ 二 ． Ｇ ／ 土 Ｓ １ ５ ／ ２Ｇ ， Ｓ １ ５ ｍ ２ Ｎ 。
・５ ２ ・ ２
本工程最危险的工况有四个 ： 号线四平路 ０８
大型地铁车站换乘方式比选
表 ２ 土层参数
土层
１ ２ ３ ４
Ｅ ＭＰ ／ ａ
１ ．４ １３ ２ ．８ １２ ４３ ．６
１２ 换乘站的特点 ．
轨道交通基本网络约５０ ， １ ｋ 两线换乘枢纽６ 座。 ｍ ６ 三线以 上换乘站 １ 座。可见， ６ 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 换乘站的社会意义 ． ４ 在地铁车站中， 换乘旅客数量可能达到总旅客 数量的４％以上， ０ 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、 低交通疲劳， 降 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。 本文主要讨论国内现阶 段常用的地铁车站换乘 枢纽形式， 用的地铁车站换乘枢纽进行分析和 对常 类比， 并针对“ 十字” 换乘车站采用同济曙光软件进