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1地鐵客流特征分析
近年來針對地鐵設(shè)計(jì)的客流分析主要以仿真設(shè)計(jì)為主,依據(jù)預(yù)測的設(shè)計(jì)客流以及客流特點(diǎn)模擬顯示情況,并對已完成設(shè)計(jì)的車站進(jìn)行校核。但由于該方法并不能從設(shè)計(jì)之初作為設(shè)計(jì)依據(jù)納入設(shè)計(jì)文件中,且不能作為設(shè)計(jì)依據(jù),實(shí)際效果有限。根據(jù)地鐵車站功能特點(diǎn),客流主要分為進(jìn)站客流、出站客流、換乘上車客流以及換乘下車客流4類(后兩類客流僅在換乘車站內(nèi)出現(xiàn))。上述4種客流表現(xiàn)出不同的行為特征。進(jìn)站客流路徑依次為:出入口—非付費(fèi)區(qū)—進(jìn)站閘機(jī)—付費(fèi)區(qū)—下站臺樓扶梯—站臺候車,特點(diǎn)為均勻進(jìn)入車站,對車站內(nèi)的各個空間沒有沖擊效應(yīng),可視為靜態(tài)客流進(jìn)行分析(應(yīng)按照人均0.5m2考慮)。出站客流路徑與進(jìn)站客流路徑反向,特點(diǎn)為集中離開車站,會對站臺、樓扶梯、出站閘機(jī)產(chǎn)生沖擊,形成局部人流聚集,可視為動態(tài)客流進(jìn)行分析(應(yīng)按照動態(tài)客流的特點(diǎn)對其所需動態(tài)空間進(jìn)行定義)。換乘上車客流根據(jù)不同的換乘形式,客流路徑不同,特點(diǎn)類似于出站客流,會對其通過的設(shè)施產(chǎn)生沖擊效應(yīng),但由于換乘客流的引導(dǎo)特性強(qiáng)于出站客流,因此其對車站的沖擊一方面要考慮換乘客流占上下行客流的比例,另一方面要考慮換乘方式。這里筆者認(rèn)為能夠及時吸納列車運(yùn)輸能力的車站可視為靜態(tài)客流,否則應(yīng)按照動態(tài)客流進(jìn)行考慮。詳見圖1、圖2。之所以將客流分為靜態(tài)客流和動態(tài)客流,主要在于靜態(tài)客流對于空間的需求是恒定的,而動態(tài)客流其所需的疏散能力與空間成拋物線的關(guān)系,且其對空間有連續(xù)流動空間的要求??土髅芏仁且陨蠠o法形成有效的動態(tài)客流,即車站出現(xiàn)擁堵,疏散存在問題。
2靜態(tài)側(cè)站臺和動態(tài)側(cè)站臺
(1)地鐵站臺寬度計(jì)算在地鐵規(guī)范中,關(guān)于客流特征反映矛盾最突出的地方主要集中在車站站臺寬度計(jì)算上,也就是車站規(guī)模的控制方面。根據(jù)現(xiàn)行的地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范,站臺寬度計(jì)算公式為島式站臺寬度:Bd=2b+nz+t側(cè)式站臺寬度:Bc=b+z+t按此計(jì)算公式,2.5m站臺寬度,遠(yuǎn)期30對車,6列編組,1.25的超高峰系數(shù),高峰小時A型車可解決單側(cè)上下行約16800人/h,B型車可解決單側(cè)上下行約14400人/h。根據(jù)目前已經(jīng)開通運(yùn)營的地鐵站的實(shí)際調(diào)研結(jié)果,顯然在此客流規(guī)模下,地鐵站是無法正常工作的。(2)地鐵乘客行為特點(diǎn)分類根據(jù)地鐵規(guī)范對于站臺寬度解釋條文中的說法,乘客在站臺上存在兩種工況,列車未進(jìn)站之前,上車等候乘客只能站立在安全帶之內(nèi),此時側(cè)站臺計(jì)算寬度是上車乘客站立候車所需的寬度加上安全帶寬度。列車進(jìn)站??亢?,上下車乘客進(jìn)行交換中,安全帶的寬度已被利用。該條文對于站臺公式的計(jì)算原理為乘客按照0.33~0.75m2/人在站臺上均勻分布,客流特點(diǎn)按靜態(tài)客流考慮。并未考慮下車客流快速離開站臺在遠(yuǎn)離站臺一側(cè)形成通路,對站臺上車客流產(chǎn)生的沖擊。實(shí)際運(yùn)營中,除均勻上車客流可按照靜態(tài)客流考慮外,下車客流以及換乘客流均應(yīng)按照動態(tài)客流考慮。由于動態(tài)客流對于空間的占用較靜態(tài)客流具有優(yōu)先性,也就是說會在站臺上下客流瞬間形成無人區(qū),因此車站站臺寬度計(jì)算應(yīng)按照靜態(tài)客流寬度和動態(tài)客流寬度進(jìn)行考慮。動態(tài)客流寬度分為出站動態(tài)客流以及換乘動態(tài)客流兩類,由于換乘動態(tài)客流與出站動態(tài)客流的通行路徑存在重合和非重合兩部分,因此應(yīng)該分別按照靜態(tài)客流站臺區(qū)和動態(tài)客流站臺區(qū)兩個區(qū)域進(jìn)行劃分。詳見圖3、圖4。(3)地鐵站臺柱子寬度對于車站站臺寬度的影響根據(jù)前面的動態(tài)客流理論,靜態(tài)客流靠近站臺邊緣,動態(tài)客流靠近站臺公共區(qū)內(nèi)側(cè),對于側(cè)站臺設(shè)有柱子的車站,柱子會影響客流疏散(地鐵規(guī)范對此沒有明文解釋,暫可理解為儲備空間)。因此必須對柱子寬度在站臺計(jì)算中的作用影響進(jìn)行分類說明。根據(jù)一股客流疏散寬度為550mm的最小尺寸,通過對柱子的位置選擇有如下幾種情況。①如果柱子與樓扶梯間距<550mm(一股客流寬度),客流無法有效通過,該空間計(jì)入柱子寬度。此時柱子以外為側(cè)站臺寬度。這種布置情況多出現(xiàn)在客流較小或中等客流的車站。見圖5。②如果柱子與樓扶梯的間距≥550mm,則柱子與樓扶梯之間的空間可進(jìn)行有效的動態(tài)客流疏散,此時柱子寬度可不計(jì)入側(cè)站臺寬度計(jì)算。這種布置情況出現(xiàn)于客流密集的大型車站,見圖6。上述兩種柱子布置情況需要對車站站臺寬度計(jì)算與站臺柱子布置方案合理性進(jìn)行雙向復(fù)核。
3推薦地鐵車站站臺寬度計(jì)算公式
Q上、下———遠(yuǎn)期高峰小時單側(cè)上、下車預(yù)測客流量×高峰小時系數(shù)÷高峰小時發(fā)車次數(shù);Q下———遠(yuǎn)期高峰小時單側(cè)下車預(yù)測客流量×高峰小時系數(shù)÷高峰小時發(fā)車次數(shù);ρ———站臺上人流密度按0.33~0.75m2/人;L———站臺計(jì)算長度,m;M———站臺邊緣至屏蔽門立柱內(nèi)側(cè)的距離,m;t———每組人行梯與自動扶梯寬度之和,m;z———橫向柱寬(根據(jù)柱子與樓扶梯間距確定是否考慮柱子間距),m。
4實(shí)例測算(以北京地鐵霍營站
、深圳地鐵西麗站[3-4]為例)(1)北京地鐵霍營站為地鐵8號線地下兩層島式站臺車站與城鐵13號線的換乘車站,客流均需統(tǒng)一匯到站廳再通過換乘通道進(jìn)行換乘。設(shè)計(jì)客流詳見表1。設(shè)計(jì)客流的超高峰系數(shù)為1.3,遠(yuǎn)期列車對數(shù)24對,站臺人流密度采用0.5m2/人;屏蔽門有效候車區(qū)長度113m;站臺門體立柱內(nèi)側(cè)至站臺邊緣的距離250mm。根據(jù)北京市軌道交通建設(shè)指揮部會議紀(jì)要(北京市交通委員會辦公室)(2007年11月26日)規(guī)定,地鐵新線一般島式站臺寬度不小于12m規(guī)定,本站采用12m島式站臺。(2)深圳地鐵西麗站是地鐵5、7、15號線三線換乘車站,呈“T”形交叉布置,5號線為地下三層側(cè)式站臺車站;7、5號線為雙層12m雙島四線車站,與5號線形成島側(cè)換乘關(guān)系。5號線側(cè)式站臺車站除進(jìn)出站客流外重點(diǎn)是通過側(cè)站臺與地下二層的7、15號線島式站臺的換乘,因此本次重點(diǎn)重新測算原側(cè)站臺的寬度是否滿足要求。詳見圖7。①深圳地鐵5號線西麗站原站臺寬度計(jì)算如下:根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范的站臺計(jì)算原則,換乘客流僅用于進(jìn)行換乘樓扶梯的運(yùn)行能力的核算,不計(jì)入站臺寬度計(jì)算,因此Q上、下選取東行方向總客流較大的上下客流進(jìn)行計(jì)算。側(cè)站臺寬度取3m,本站為側(cè)式臺站車站,經(jīng)過平面優(yōu)化不設(shè)結(jié)構(gòu)柱,樓扶梯寬度按一樓一扶4m考慮,滿足疏散要求,因此側(cè)式站臺寬度:②根據(jù)推薦公式站臺寬度計(jì)算如下:站臺寬度除受上下車客流的影響,換乘客流對站臺寬度的影響也很重要,因此Q上、下需對東行和西行方向分別計(jì)算,并選取較大值。4.2m(本站側(cè)站臺邊無柱,但樓扶距離側(cè)墻約0.5m孔邊梁距離可按柱子計(jì)入站臺寬度)樓扶梯總寬度按照t=4.0m進(jìn)行計(jì)算(滿足疏散要求)側(cè)式車站站臺寬度為:臺寬度取8.2m,方能滿足客流正常使用的要求。目前車站站臺寬度為7.0m,存在1.2m的疏散缺口,不滿足遠(yuǎn)期高峰期客流的實(shí)際疏散要求。
5結(jié)語
通過對站臺客流特征分析以及對于地鐵站臺寬度計(jì)算公式的分析,針對計(jì)算寬度與實(shí)際需求寬度脫節(jié)的問題,提出動態(tài)客流站臺寬度的理論,可以在現(xiàn)有車站站臺計(jì)算公式基礎(chǔ)上,合理地增加車站實(shí)際運(yùn)行中需要的空間。
作者:劉立軍朱文辰單位:中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司城市軌道交通設(shè)計(jì)研究院