地铁与轻轨工程第三章建筑与结构设计PPT

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1. 第三章建筑与结构设计3.1 概述 3.2 地铁车站建筑设计 3.3 轻轨车站建筑设计 3.4 地铁车站结构设计 3.5 轻轨车站结构设计
2. 第一节　概述一、车站特征 1.地铁车站：（1）形体简单、完整；（2）靠人工采光；（3）设有庞大的空调设施；
3. （4）鲜明的指示标牌和消防设施；
4. （5）有一定长度的地下通道与地面出入口连接，在地面有较大体量的风亭建筑。
5. 2.轻轨车站：（1）具有一般地面建筑的特征及交通建筑的形体；（2）在车站两侧建有过街的人行天桥。
6. 3.地铁车站与轻轨车站所共有的特征：（1）车站沿着轨道，按车辆编组长度作线形的布置；
7. （2）车站有候车的站台及客流集散、售检票等功能的站厅；（3）还有必要的设备用房及管理用房。
8. 3. 车站建筑的设计原则（1）适用性　满足客流高峰时所需的各种面积及楼梯通道等宽度要求，设备用房和管理用房。（2）安全性　足够明亮的照明设施，足够宽的楼梯及疏散通道，指示牌及防灾设施等。
9. （3）识别性　车辆线路及车站都要有明显的特征和标志（4）舒适性　以人为本，舒适的内部环境和现代的视觉观感（5）经济性　降低造价﹑节约投资
10. 一、车站类型1.与地面相对位置地下车站地面车站高架车站地面地面地面第二节地铁车站建筑设计
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12. 2.车站埋深浅埋车站深埋车站浅埋式：土方量较小﹑技术难度减小﹑客流上下高度小﹑节省投资。深埋式：深基坑的技术难度增加﹑土方量增加﹑客流上下高度增加﹑投资加大。浅埋车站深埋车站浅埋和深埋车站的划分，目前无统一的标准，一般认为<20m为浅埋，>20m为深埋。
13. 3.按车站运营性质分类（1）中间站(即一般站)：中间站仅供乘客上、下车之用。（2）区域站(即折返站)：设在两种不同行车密度交界处的车站。
14. （3）换乘站：位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。（4）枢纽站：枢纽站是由此站分出另一条线路的车站。
15. （5）联运站：指车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。
16. （6）终点站：设在线路两端的车站。
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18. 4.按车站结构横断面形式分类（1）矩形断面（2）拱形断面（3）圆形断面（4）其它类型断面矩形拱形圆形
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20. 5.按车站站台形式分类（1）岛式站台：站台位于上、下行行车线路之间。 ① 便于乘客换乘其他车次； ② 岛式站台两根单线隧道布线方式在地下工况复杂情况下穿行则具有较大的灵活性。 ③ 有喇叭口(常用作车站设备用房)的岛式车站在改建扩建时，延长车站是很困难的。
21. （2）侧式站台：站台位于上、下行行车线路的两侧。
22. ① 不利于乘客换乘其他车次； ② 侧式站台轨道布置集中，有利于区间采用大的隧道或双圆隧道双线穿行，具有一定的经济性； ③ 城市地下工况复杂的情况下，大隧道双线穿行反而又缺乏灵活性。
23. （3）岛、侧混合式站台：岛、侧混合式站台是将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内。
24. 6.按车站间换乘形式分类（1）按乘客换乘方式分类 ①站台直接换乘线路最短，换乘高度最小，没有高度损失，对乘客来说比较方便，并节省了换乘时间。换乘设施工程量少，比较经济。武汉地铁
25. ②站厅换乘路线较长，提升高度较大，有高度损失，需设自动扶梯，增加了用电量。南宁地铁
26. ③ 通道换乘线路长，换乘的时间也较长，特别对老弱妇幼使用不便。由于增加通道，造价较高。换乘通道北京地铁平安里站换乘通道
27. （2）按车站换乘形式分类 ①“一”字形换乘：两个车站上下重叠设置则构成“一”字形组合。站台上下对应，双层设置，便于布置楼梯、自动扶梯，换乘方便。南宁地铁
28. ②“L”形换乘：两个车站上下立交，车站端部相互连接，在平面上构成“L”形组合。广州地铁2号线8号线昌岗换乘站
29. ③“T”形换乘：两个车站上下立交，其中一个车站的端部与另一个车站的中部相连接，在平面上构成“T”形组合。武汉地铁体育中心南站
30. ④“十” 字形换乘：两个车站中部相立交，在平面上构成“十”字形组合。站厅站厅
31. ⑤“工” 字形换乘：两个车站在同一水平面平行设置时，通过天桥或地道换乘，在平面上构成“工” 字形组合。南宁地铁
32. 二、车站平面车站规模站厅层站台层1.车站规模车站规模主要指车站外形尺寸大小、层数及站房面积多少。
33. 车站规模一般分为3个等级。规模等级适用范围1级站适用于客流量大，地处市中心区的大型商贸中心、大型交通枢纽中心、大型集会广场、大型工业区及位置重要的政治中心地区2级站适用于客流量较大，地处繁华的商业区、中型交通枢纽中心、大中型文体中心、大型公园及游乐场、较大的居住区和工业区3级站适用于客流量小，地处郊区各站车站规模的大小直接影响地铁工程造价的高低，应慎重研究和考虑。
34. 2.站厅层（1）作用： ① 将出入口进入的乘客迅速安全方便地引导到站台乘车、或将下车的乘客同样引导至出入口出站。武汉地铁体育中心南站
35. ② 站厅层是上、下车的过渡空间，乘客在站厅内需要办理上、下车的手续。站厅内需要设置售票、检票、问询等服务设施。站厅层内设有地铁运营设备用房、管理用房，具有组织和分配人流的作用。
36. （2）站厅的位置位于车站一端位于车站两侧常用于终点站，且车站一端靠近城市主要道路的地面车站。常用于侧式车站，客流量不太多采用。
37. 站厅位于车站两侧的上层或下层站厅位于车站上层常用于地下岛式车站及侧式车站站台的上层，高架车站站台的下层，客流量较大时多采用。常用于地下岛式车站及侧式车站，客流量很大的车站。
38. （3）站厅层设计①客流通道口通道口的总宽度必须大于站台至站厅楼梯(包括自动楼梯)总宽度，以利于灾变时的紧急疏散。根据地铁设计规范，通道口最小宽度不得小于2.4m。②售票式中：M1—高峰客流总量； K——超高峰系数，选用1.1~1.4； m1——人工售票，取1200张/小时/人；售票机取4~6张/分/台。
39. ③ 进出站检票口及付费区和非付费隔离栏的设置式中：M2—高峰小时进站客流量（上行和下行）或出站客流量总量； K—超高峰小时系数，选用1.1~1.4； m2—检票机每台每分钟检票能力，取20~25张/分/台。
40. a.进出站检票机旁还需设置人工开启栅栏门，便于特殊情况和较大行李等的使用； b.进站检票口应设有监票亭； c.检票口周围设栏板，以区分非付费区和付费区，一般非付费区的面积比付费区的大。
41. ④站厅与站台联系的上下楼梯设计自动梯台数：预测下客量，人/h超高峰系数，1.1-1.4输送能力9600人/h/m楼梯利用率，0.8
42. 　楼梯宽度计算：式中：N——预测上客量（上行+下行）（人/h）； K——超高峰系数，取1.1~1.4； n2——楼梯双向混行通过能力，取3200人/h/m； n——利用率，选用0.7。地铁设计规范规定：公共区步行楼梯宽度单向不得小于1.8m，双向不得小于2.4m；宽度大于3.6m时，应设中间扶手。
43. 楼梯总宽度应进行站台层事故（火灾）疏散时间验算：式中：Q1——一列车乘客数（人）； Q2——站台上候车和站台上工作人员（人）； A1——自动扶梯通过能力[人/（min·台）]； A2——人行楼梯通过能力[人/（min·m）]； N——自动扶梯台数（台）； B——人行楼梯的总宽度（m）； 1——1min（作为人们遇灾变时所需的反应时间）。
44. 3.站台层站台是供乘客上、下车及候车的场所。站台层公共区主要确定：站台有效长度和宽度。站台总长度：根据站台层房间布置的位置以及需要由站台进入房门的位置而定。有效长度车站总长度
45. 站台有效长度：采用列车最大编组数的有效长度与停车误差之和。有效长度车站总长度式中：L——站台有效长度（计算长度）（m）； l——列车最大编组有效长度（m）； Δl——停车误差（m）；
46. （1）列车最大编组有效长度无站台门：首末两节车辆司机室门外侧之间的长度；有站台门：为首末两节车辆尽端客室门外侧之间的长度。（2）停车误差无站台门时应取1~2m；有站台门时应取±0.3m之内。有效长度车站总长度
47. 站台宽度按下式计算，并满足规范最小要求岛式站台侧式站台式中：b—侧站台宽度（m）； n—横向柱数； z—纵梁宽度（含装饰层厚度）（m）； t—每组楼梯与自动扶梯宽度之和（含与纵梁间所留空隙）（m）；
48. 侧站台宽度b取下面两式较大结果：式中：Q上—远期或客流预测期每列车超高峰小时单侧上车设计客流量（人）； Q上、下—远期或客流预测期每列车超高峰小时单侧上、下车设计客流量（人）； ρ—站台人流密度，取0.33~0.75m²/人； L—站台计算长度（m）； M—站台边缘至站台门立柱内侧距离，无站台门取0； ba—站台安全防护带宽度，取0.4m，采用站台门时用M代替ba值（m）。
49. 名称最小宽度岛式站台8岛式站台的侧站台2.5侧式站台（长向范围内设梯）的侧站台2.5侧式站台（垂直于侧站台开通道口设梯）的侧站台3.5站台计算长度不超过100m且楼、扶梯不深入站台计算长度岛式站台6侧式站台4通道或天桥2.4单向楼梯1.8双向楼梯2.4与上、下均设自动扶梯并列设置的楼梯（困难情况下）1.2消防专用楼梯1.2站台至轨道区的工作梯（兼疏散梯）1.1车站各部位最小宽度（m）车站各部位还应满足规范最小要求
50. ⒋地铁车站剖面设计　剖面主要解决的是车站的结构形式、结构尺寸、设备和建筑所需的空间高度以及车辆通行停靠的限界要求。 ①站厅层的净高不小于4m，安装及装修后的尺寸不小于3m； ②从站台到顶部的净高为4.1~4.3m，装修后的高度不低于3m ；　
51. 名称最小高度地下站厅公共区（地面装饰层面至吊顶面）3高架车站站厅公共区（地面装饰层至梁底面）2.6地下站台站台公共区（地面装饰层面至吊顶面）3地面、高架车站站台公共区（地面装饰层至风雨棚底面）2.6站台、站厅管理用房（地面装饰层面至吊顶面）2.4通道或天桥（地面装饰层面至吊顶面）1.4公共区楼梯和自动扶梯（踏步面沿口至吊顶面）2.3地铁车站各部位最小高度（m）
52. ⒌无障碍设计——“以人为本” 　 ⑴车站位于道路地面以下，设置轮椅升降台或垂直电梯。
53. ⑵设置自电梯门口铺设至车厢门口的盲道。在站台层，上行和下行两个方向都需要铺设，一般只需自站台中心处的车厢门铺设至垂直升降梯门口。
54. 6.地铁车站的内部环境设计　设计原则： ①保证其安全、适用、通达、快捷； ②考虑造型因素及装饰材料的应用，改善地下封闭、沉闷和压抑的感觉，使车站既全线统一格局又具有一定识别性。
55. （1）空间形态设计　依靠顶面形体变化或者利用装饰材料的不同肌理组合，显示其空间形态的变化。（2）界面线形及其用材　地铁车站界面包含地面、墙面、顶面及柱面，所有装饰用材都必须是不燃材料。 ①地面材料要耐磨、防滑、易清洁。
56. ②墙面宜采用色彩明快、易清洁、耐久的材料。车站墙体壁面位于地下难免会有渗水现象，故墙面一般做成离壁式衬墙，并装饰离壁式隔墙示意图
57. ③顶面常用材料为铝合金挂片、条板、方板及异形板等，色彩以浅色为主。 ④柱面在设计中应加以特别重视。柱子装饰时尽量减少棱角的出现。
58. （3）照明、标识、色彩及其他公用设施配置 ①分为：整体照明﹑局部照明﹑灯箱照明 ②指示标识灯箱 ③色彩设计以高明度、低彩度色彩为主
59. （1）分类 ① 按平面形式分类 “一”字型出入口：占地面积少，结构及施工简单，布置比较灵活，人员进出方便，比较经济。由于口部较宽，不宜修建在路面狭窄地区。⒎地铁车站的出入口设计——“生命线” 　出入口的位置既要考虑到地下通道的顺畅，又不宜过长；也要考虑能均匀的吸纳地面客流。
60. “L”形出入口：人员进出方便，结构及施工稍复杂，比较经济。由于口部较宽，不宜修建在路面狭窄地区。
61. “T”形出入口：人员进出方便，结构及施工稍复杂，造价比前两种形式高。由于口部比较窄，适用于路面狭窄地区。
62. “П”形出入口由于环境条件所限，出入口长度按一般情况设置有困难时，可采用这种布置形式的出入口。出入口人员要走回头路。
63. “Y”形出入口：常用于一个主出入口通道有两个及两个以上出入口的情况。这种形式布置比较灵活，适应性强。
64. ②按口部围护结构形式分类敞口式出入口半封闭式出入口全封闭式出入口全封闭式合建式半封闭式③按口部修建形式分类独建式出入口合建式出入口④按使用性质分类普通出入口战备出入口平战结合出入口
65. （2）出入口的设计车站出入口的数量，应根据吸引与疏散客流的要求设置，但不得少于2个每个出入口宽度按车站远期预测超高峰小时客流量计算确定。根据出入口位置、主客流方向以及可能产生的突发性客流，应分别乘以1.1～1.25的不均匀系数。
66. ⒏地铁车站的地面风井(风亭)设计　对地面风井具体有如下几种处理方法： ⑴与地面建筑合为一体,风井建于地面开发建筑内。 ⑵在城市街区中风井独立设置,分化形体,结合绿化及城市建筑小品。 ⑶造型独特或隐没于绿化丛中。
67. (本页无文本内容)
68. ⒐地铁车站人防设计 ⑴在地铁建设中应结合人防按六级抗力等级设防，“平、战结合”； ⑵将一个车站加一个区间隧道作一个防护单元，相邻防护单元设置一道防护隔断门；
69. 车站
70. ⑶每个地铁车站人员出入口的不得少于两个，且必须位于车站的两端；在出入口密闭通道两端设防护密闭门各一道。
71. ⑸每个车站还要设置不少于两个人防连通口，连通口净宽不小于1.5m。附近没有人防工程或暂不设置情况下，人防连通口做完，预留出接口；
72. ⑹风口:在进排风口及活塞风口采用一道防护密闭门的设置； ⑺车站内部装修应考虑防震抗震要求。
73. 第三节轻轨车站建筑设计⒈平面设计 ①轻轨车站的站台在最上层，客流向上经站厅层检票后到达站台层。
74. ②车站有设在城市交通干道中央的，也有设一侧。 ③一般轻轨车辆比地铁车辆略短稍窄，编组数量也少，因此车站的长度也相应缩短。
75. ④车站本体分为站厅层和站台层二层，在站厅层设置客流出入大厅及售检票厅，利用回栏分隔付费区及非付费区。 ⑤过街人行天桥及地道的出入口设于非付区内，管理及设备用房尽量设置于一端。
76. ⒉车站建筑剖面设计 ⑴在交通干道中央的车站，一般车站下部架空，必须布置设备用房的，应尽量缩短长度，设备用房也可布置在道路外侧，使主体更加简洁。
77. （2）车站剖面形式基本上分为二种： ①车站建筑结构与车站中的车道下部承载结构结合，形成一个整体。 ②建筑结构与车道下部承载结构脱开，建筑结构犹如罩壳，套在车道上。建筑结构与车道承载结构脱开整体结构
78. ⑶车站建筑结构以钢筋混凝土框架为主，也有采用钢结构，上覆轻型钢结构屋盖。屋顶可以是全覆盖，也可以在站台上部作局部覆盖。
79. ⑷车道宽度及车辆中心至站台边缘的尺寸根据车辆及车辆运行限界确定；①②
80. ⑸车站各层的标高及架空线对结构提出的屋顶标高，根据车站轨顶标高及设备所需层面确定；
81. ⑹根据平面中的楼梯及自动扶梯位置，详细计算楼梯的踏步数及其长度、自动梯的提升高度及其长度。自动梯楼梯
82. ⒊车站门面造型设计车站位于地面以上，车站形体与周边环境相互影响。 ⑴车站的形体及立面设计要与周边环境及城市景观协调； ⑵整体上依据线路形式有长条﹑弧形的条状体； ⑶车站的形体要简洁﹑明确，不能过多外凸。
83. （4）个性化处理：可根据各车站所处线路（高低曲直）、周边环境等不同，对建筑立面采取处理。基本处理手法： ①车站造型、立面形式与内部功能有机结合； ②利用顶部轻型框架的不同形状形成车站外部不同造型
84. ③在立面上除考虑窗户大小、比例、对应关系以外，还必须考虑设置车站名牌、标志的墙面。 ④车站下部架空处理，入口大厅尽量处理成虚的空间，或向内收进，使车站浮于上空。还可对人行天桥进行轻快处理，增加现代交通观感。
85. (本页无文本内容)
86. 剖面设计车站高度有二层、三层的，甚至四层，车站本体仅为二层。在交通干道中央，车站下部架空，即使下部必须布置设备用房，也应尽量将长度缩短，留出空档，使下部空间有畅通感。有可能的话，可将设备用房布置于道路外侧，使车站主体显得更加简洁、轻快。车站剖面形式基本上分为二种： (1)建筑结构与车道下部的承载结构脱开，建筑结构犹如罩壳，套在车道上，车站部分的车道与区间的车道连成一个整体； (2)车站建筑结构与车站中的车道下部承载结构结合在一起，车站自身形成一个整体，区间与车站的车道分离建造。
87. 立体造型设计轻轨车站的造型基本上由其功能决定，车站本体是二层建筑，由于线路标高的高低差别造成了车站建筑的不同层数。车站设计应简洁、明快，充分体现其内部功能，形成城市轨道交通一大特征。造型设计中的基本处理手法： (1)车站造型、立面形式与内部功能有机结合。 (2)利用顶部轻型框架构成的不同形状形成车站外部不同造型。 (3)在立面上除考虑窗户大小、比例、对位关系以外，还必须考虑设置车站名牌、标志的立体墙面。 (4)车站下部架空处理或入口大厅等尽量处理成虚空间，或向内收进，使车站建筑轻盈地浮于上空，另外利用过街人行天桥的轻快处理，增添车站的现代交通观感。
88. 5.车站通风（1）车站通风道通风方式自然通风环控系统开式系统闭式系统屏蔽门式系统地下车站一般设1～2个车站通风道。区间隧道中部设区间通风道。通风道数量
89. 开式系统闭式系统屏蔽门式系统应用机械或“活塞效应”的方法使地铁内部与外界交换空气，利用外界空气冷却车站和隧道。适用于温度低于25℃，运量较小的地铁。使地铁内部基本上与外界大气隔离，仅供给满足乘客所需的新鲜空气量，车站采用空调系统，区间隧道的冷却是借助列车运行的“活塞效应”携带一部分车站空调冷风来实现。适用于温度高于25℃，运量较大。在车站的站台与区间隧道间安装屏蔽门，将其分隔开，车站安装空调系统，隧道采用通风系统(机械通风或活塞通风，或两者兼用)
90. （2）地面通风亭尺寸要求通风口高于地面2m，离建筑物大于5m，进风口与排风口水平距离大于5m，合建时排风口高于进风口5m。设计处理(1)与地面开发建筑合建，淡化风井； (2)独建时，形体进行分化，减小庞大体积感，结合地面绿化及城市建筑塑造城市景观； (3)在大片绿地或城市车道中间绿地建设时，独立造型，降低风井高度，风口朝天，隐设于绿化丛中，并妥善处理井底雨水的排出。
91. 上海地铁1号线衡山路地面出口与风亭组合设计
92. 图3.12 上海地铁2号线静安寺圆形风亭
93. 地铁车站人防设计按国家规定，在地铁建设中应结合人防按六级抗力等级设防，在常规武器袭击下，能保障列车运行及人员出入，作为城市防空疏散运输干道；在核武器、生化武器袭击下，车站能作为800人的临时待蔽场所。人防车站主要设计内容车站与区间隧道间设一道防护隔断门；800人的单元防护，预留2×24t的玻璃钢饮用水水箱和干厕所位置；出入口、通风口均要考虑防护措施；装修应符合防震、抗震要求，顶板不允许抹灰，平时使用的吊顶应便于战时拆除。
94. ⒋地铁车站的剖面设计　剖面主要解决的是车站的结构形式、结构尺寸、设备和建筑所需的空间高度以及车辆通行停靠的限界要求。 ①站厅层的净高不小于4m，安装及装修后的尺寸不小于3m； ②从站台到顶部的净高为4.14.3m，装修后的高度不低于3m ； ③从站台面至下部底板面的高度为1.62m,可以满足要求。　
95. 图3-20 上海莘闵线某车站设计方案——底层(道路) (尺寸单位：mm)
96. 　车站本体分为站厅层和站台层二层，在站厅层设置客流出入大厅及售检票厅，利用回栏分隔付费区及非付费区，其过街人行天桥及地道的出入口必须设于非付区内，管理及设备用房尽量设置于一端。　由于站台候车方式的不同带来站厅楼梯位置及组合方式的不同，同时也影响到管理用房的布置及检票口的位置设置，如图3-21。　车站管理及设备用房见表3-5。
97. 管理用房参考面积m2设备用房参考面积m2车站控制室50信号机械室60站长室10通信机械室60副值班室侧式8×2岛式8蓄电池室15值班员室10防灾报警20站台服务员室侧式10×2岛式10自动售检票机房25交接班室15票务25公安用房15×2通风机房根据设备要求定更衣室15×2降压变开关柜室根据设备要求定车站用品库15泵房30~50清扫室10配电12×2茶水10卫生间10×2　　　　　　　　车站管理及设备用房　表3-5注：由于车站不需空调，因此不设环控机房，有关设备用房及需要空调的管理用房采用小的集中空调和分体式空调解决。
98. 图3-21 上海莘闵线某车站设计方案——站厅层(夹层) (尺寸单位：mm)
99. 图3-22 上海莘闵线某车站设计方案——站台层 (尺寸单位：mm)
100. 图3-23 上海莘闵线某车站设计方案——2-2剖面 (尺寸单位：mm)

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