轨道交通高架线特征分析

轨道交通高架线特征分析
线路特征
线路特征含平面、纵断面、横断面等方面，是一条轨道交通线路的核心特征，它集中体现了轨道交通线路的功能定位，反映了轨道交通线路与城市规划、市政道路等的相互关系。

图1-1 高架线路
平面特征
高架线与轨道交通的其他敷设方式一样，线路平面的确定主要是依据城市总体规划、综合交通规划和轨道交通线网规划，以带动城市发展、疏解客流为主要目的，沿城市的主要道路敷设的。

根据线路所处的区域及线路的不同功能定位，可采用不同的最高速度及最小曲线半径标准。

喇叭口
高架线车站站台形式有岛式站台及侧式站台等两种。

在早期的高架线中，侧式站台应用较多，而在近几年建设的高架线中，为更好的应对潮汐客流，提高站台的利用率，减少车站设备数量，降低运营管理成本，越来越多的高架线选用岛式站台。

高架岛式车站至区间由于线间距不同，需要采用曲线将左右线各自连接起来，形似喇叭，故称“喇叭口”。

（这是一个比较宏观的课题，无需介绍具体的细致数据，也各不一样。

因此把线间距的描述删了）
喇叭口依其形状可分为对称喇叭口、单偏喇叭口、非对称喇叭口、不规则喇叭口和缩短喇叭口等，如下图所示。

其中（a）图为对称喇叭口，（b）为单偏喇叭口，（c）为非对称喇叭口，（d）（e）（f）为不规则喇叭口，（g）为缩短喇叭口[7]。

图1-1 喇叭口形式
高架线喇叭口的长度受线间距变化值及曲线半径的限制，一般情况下较长（可长达200米），导致景观效果相对较差。

图1-2 新加坡东西线巴西立站喇叭口俯视图
为减小喇叭口的长度，改善区间景观效果，可采用鱼腹式站台。

所谓鱼腹式高架车站就是在车站内设置曲线，使站台中间宽，两端窄，站台平面宛若鱼腹形状，从而大幅度缩短喇叭口的长度，如图1-4所示为南京地铁2号线高架车站采用鱼腹站台后与直线站台的喇叭口长度对比示意图。

图1-3 鱼腹式车站与普通岛式车站喇叭口段长度比较[i]
纵断面特征
高架线的纵断面特征主要是桥下的净空尺寸。

在高架线设计时，桥下的净空尺寸需要考虑道路、铁路通行及景观的需求。

对于跨越不同等级的道路、铁路线或者通航的河道，对桥下净空的尺寸要求均不一致，高架线设计必须满足相关的要求。

另外，从景观角度，要力争桥下视线通透，无压抑感，高架桥梁依道路起伏而平缓变化，保持线型舒展和景观良好。

由于轨道交通线多位于城市中心，一条线全线均为高架的情况较少，多为部分地下、部分高架，则由地下爬升至高架时存在过渡段。

过渡段的长度与纵断面坡度设置有关，一般情况下约500m左右。

图1-4 过渡段线路形式示意图
过渡段一般情况下采用路基或者U型结构，其断面宽度根据限界及结构设计尺寸确定，双线段一般为10米左右，单线段一般为5米左右。

由于过渡段需要占用连续带状的空间，且对横向道路形成阻隔，因此过渡段位置的选择十分关键，需重点考虑排水因素、交通因素以及景观因素：
图1-5 北京机场线过渡段
横断面
高架线的横断面特征即高架线与道路横断面的相对关系，一般有路中、路侧和路侧机非隔离带等三种方案，其中，路中方案对道路两侧照顾均衡，占用规划用地少，而路侧方案需要在轨道交通基础上再行退让，占用线路一侧用地较多。

另外，路侧方案一般可设计为两层车站，车站体量略小，路中和路侧机非隔离带则一般为三层车站。

高架线沿道路敷设时，要求有足够的道路红线宽度，同时道路分幅上要尽量留出一定宽度的中央分隔带（绿化），两侧留有不同层次绿化的行道树，会给人以明快、舒适之感，这样的规划也会符合高架线的基本要求。

图1-6 路中高架典型断面
路侧高架典型断面
功能特征
乘客使用特征
高架线车站是乘客使用和集散的场所。

与地下线一样，高架线车站一般也分为站厅层、站台层。

高架线乘客的乘车路线为：出入口—站厅—闸机—站台。

出站路线为：站台—站厅—闸机—出入口。

由此可见，对于车站使用来说，高架线与地下线并无差别。

但列车在区间行驶时，相比于地下线，车厢内光线明亮，窗外景色尽收眼底，乘客感觉较为轻松、愉悦。

日本东京湾百合鸥线高架线路
另外，对于候车环境来讲，一般的高架线由于车站站台与外界是联通的，并不是一个封闭的空间，站台上无采暖及空调设备，当地气候较冷或较热时，乘客候车环境较差。

部分高架线新线设计时注意到上述问题，从以人为本角度，在站台四周设计了屏蔽门，将站台完全封闭起来，并设置了采暖和空调设施，从而大大改善了高架线的候车环境。

如北京地铁15号线高架站。

北京地铁15号线高架线封闭站台
车辆运行特征
与地下线不同，高架线的车辆在运行中会直接受到雨、雪、风、沙等气候因素的影响。

因为高架线列车完全暴露与露天环境之中，长期的日晒雨淋，会破坏列车的防锈涂层，降低列车使用寿命；当遇到较大的雨、雪时，列车与轮轨的黏着系数降低，降低爬坡能力，另外，极端天气会破坏接触网等设备，造成列车停运，甚至危及运营安全。

例如在2011年8月，台风“梅花”从我国东南沿海登陆，直接影响到了上海、广州、深圳等地的高架线运营，部分线路减速甚至停运。

救援
与地下线相比，高架线开阔、通透、光照较好，安全度较高。

但是高架线距地面较高，紧急救助困难，不易快速疏散，尤其是晚上发生事故时，光线较差，更是存在较大的风险，因此对高架线的救援不可掉以轻心。

目前，高架线的救援根据事故情况主要有以下模式：
由后续列车将事故列车推送至前方车站，
乘客下至区间道床面，沿道床面疏散至前方车站；
乘客下至区间疏散平台，由疏散平台下至道床面，沿道床面疏散至前方车站；
高架区间及疏散平台
高架车站的人员疏散是从上层站台层向下层站厅层的自上而下的疏散过程。

因此对于高架车站的火灾，危害最大的主要是下层站厅火灾燃烧产生的烟气和毒害物质的扩散形成的高架车站站厅为自然排烟模式，烟气主要由站厅玻璃幕墙上部开启的窗户及两侧出入口排放，站厅火灾后烟气将有可能在站厅层聚集并沉降，影响人员逃生。

车站应配备一定的医务救护设施。

不同灾害事故的发生，有可能造成运行车辆的破坏，所以车辆段应配备救援车辆等设备[ii]。

图1-7 防火卷帘门
工程特征
工程特征指的是站厅、站台、出入口、装修以及车站结构形式等特征。

此段宜参照专题五重新修改。

车站
车站属于节点工程，在整个线路的工期中起到很重要的作用，根据线路穿行区域特征，高架车站需具有以下特点：
1）靠近当地的客流集散点。

2）相对于地下轨道交通车站而言，高架轨道交通车站造价较低，建设周期较短，更加适应卫星城市发展的需要。

3）相对于地面轨道交通车站而言，高架轨道交通车站较为高效和实用，占用地面的面积也相对较少。

对城市地块的分割作用较弱，对城市规划的影响程度较小。

4）相对于地下轨道交通车站而言，高架轨道交通车站主要存在以下三大问题：振动、噪声和对城市景观的负面影响。

5）在城市设计中，轨道交通高架车站与周边区域的建筑景观与空间设计是展现人文景观和城市面貌的重要元素[iii]。

车站内容可详见专题五。

优秀的高架车站设计，与城市景观融为一体[iv]，并为城市景观带来新的亮点。

高架线路与高架车站成为城市一景
高架轨道交通车站是地面建筑，它将轨道交通与客流结合起来，是设备系统和管理系统的节点。

对比复杂庞大的地铁车站设备用房，高架车站的设备用房相对较少，布置也较简单。

北京房山线岛式高架站厅
高架轨道交通车站型式一览表
线路位置路中路侧
车站型式比较项目
型式一型式二型式三
站厅落地式站厅落地式站厅分离式车站站厅高架式车站
站房布置站厅、设备用房设
在道路两旁红线
外，站台位于道路
上方
站厅设在路中高架第
二层（夹层），站台
设在第三层，部分设
备用房设在道路两旁
红线外
站台在高架二层，站
厅公共区及站务用房
均位于地面（站台下）
宽绿化带内
站台在高架二
层，站厅公共
区及站务用房
均位于地面
（站台下）
进站方式由两侧地面站厅
通过天桥进站台
通过天桥进二层站厅
后，从站厅再上三层
站台
由地面层站厅直接上
到二层站台层
同左
客流组织不能满足乘客越上、下行线间联系方顺畅，但乘客需横穿顺畅
面综合分析考虑，一般宜选择岛式站台[v]。

高架线地段车站也采用侧式站台形式，可以不必过多考虑环控通风设施，减少设备费用和车站用房。

其站台公共区高度（地面装饰面至风雨棚）最小2.6m，地面材料应防滑、耐磨。

桥梁（建议分为上部结构、下部结构、桥面系三部分介绍）1）选型
高架桥梁的选型，首先要满足列车安全行驶的要求，其次要考虑结构合理、经济适用，并结合城市规划、周围环境、施工方法等一系列因素来确定，既要达到美观协调的效果，又要容易施工。

目前国内外采用的梁的结构形式有：槽型梁、下承式脊梁、T型梁，板梁和箱梁等。

上海轨道交通9号线在出市区以后至松江新城前全部采用高架线，因沿线交通方便、空间开阔，便于梁的运输和架设，多为预制梁。

天津的津滨快轨出天津市区后至塘沽区前，两侧地区空旷，线路基本采用高架型式。

为保证桥面行车平顺，常做成桥面连续的简支梁。

如果连续梁和墩顶刚接，便成为连续刚架桥[vi]。

桥的跨度不大时，为了美观，可用板式结构，板的厚度可以是不变的，或只有沿横桥方向是变化的，也有做成菌状结构的。

跨度较大时，常作成肋式或箱形截面。

箱形截面的两侧伸出桥面板以扩大桥面，其下用窄墩，形成“脊骨式”的结构，特别是在曲线桥中，较为美观、实用、经济，很受欢迎。

轨道交通桥梁梁型的特点比较[vii]
经济型好好一般较好一般
经济跨度≤35m 35m 20~25m 16~20m 25~30m 2）尺寸
高架桥墩高一般为8 m左右[viii]，桥梁的净空一般由沿线所跨越的道路通车高度及河流的通航高度要求来确定，为使桥下有开放感，桥下净空不应小于8m，并尽量减轻对空间的分割，单线桥宽为5m左右，双线桥宽为9～10m。

3）桥墩
桥墩结构选型有单柱式墩、双柱式墩和刚架墩之分。

单柱式墩分为方柱式Ｔ墩（适用于Ｔ梁，板梁和槽形梁等，应用于箱梁时一般为一线一箱的分离式箱梁）、板式Ｔ型墩（适用于箱梁、Ｔ梁、板梁和脊梁等各种梁型）、板式Ｙ型桥墩（适用于Ｔ梁、箱梁、板梁和槽型梁等各种梁型）。

在控制地段桥梁跨越道路或建筑物时，可根据实际情况结合城市景观要求采用刚架墩。

对于轨道交通高架桥，其墩台还可分为制动墩和非制动墩。

架设制动墩是为了增加桥梁的纵向刚度。

由于轨道交通高架桥上列车的制动力，牵引力比汽车给高架桥的大得多，所以公路高架桥可以不考虑制动墩的架设，但是对于轨道交通高架桥来说是必须的[ix]。

高架墩台最好置于路面以下，尽量少占用路幅，以保证桥下行车视线顺畅。

高架桥墩应尽量选用单墩，并与上部桥梁梁选型相结合，与城市环境和谐一致。

4）桥面系
高架桥面系设计，直接关系着桥面宽度、工程造价、各种轨旁设备及管线的布置方案、以及桥面系景观等，是一个总体性的、综合性的问题。

高架桥面系设计的好坏，对工程的整体质量及高架桥面整体景观形象有直接的影响、对工程造价、管线过轨的频率和轨旁设备的合理布置等有极为重要影响。

桥面系主要包括轨旁的各种设备、各种管线、疏散平台、电缆支架、挡板、声屏障、排水设计等。

工期
地下车站在工程前期需要进行征地拆迁和管线改移等工作，既复杂又耗时；工程开工后，标准地下车站的主体结构一般需要18-20个月左右；土建工程完成后的铺轨和机电、通讯、信号等设备安装及车站装修等也需要约1年；列车运营调试，包括全线贯通限界检查、车辆调试、信号调试及其附属设备调试等，也至少需要10个月。

因此，建成一条地下轨道交通线通常需要4-5年时间。

相对地下车站，高架车站作业面在地表以上，车站主体建设时间一般为10-12个月，施工条件好，施工速度快，施工风险小，都具有很大优势。

高架区间采用预制或是现浇的混凝土结构，施工较低下区间更为方便。

高架车站的土建工程可分期建设，地下车站一般需一次建成。

高架线的修建多半伴随着拆迁，拆迁所耗费的时间也要考虑。

对于长大区间，节点桥的工期制约着高架线的开通。

水文地质
城市轨道交通沿线的水文地质条件直接关系到工程方案、建设成本、施工难度与建设风险，（这个观点是大家的共识，没必要引用）对后期的运营管理也有一定的影响。

例如广州市地铁二号线北部线路行经地区，岩溶地质发育，地下水丰富，地下线施工困难，工程投资难以预料，采用高架形式敷设，城市轨道交通与不良地质的接触为点接触，大幅降低工程风险；而南部线路行经地区，地面标高只有6m，比广州市百年一遇洪水位7.181m还低，选择高架形式，可避免大面积填土。

又如济南是著名的泉城，泉水保护是轨道交通建设的重点和难点，结合当地水文资料，济南部分路段的城市轨道交通更适宜采用高架线形式。

高架桥跨越河流
郑州地区位于华北地区的西南部，其西部基岩出露区属豫西地层分区的嵩箕小区；东部第四系覆盖区属华北平原分区的开封小区，区内地层出露比较齐全。

在地壳发展的五个大的历史时期所形成的地层单元，包括太古界、元古界、古生界、中生界和新生界都有出露，地质结构复杂，类型多样，结构区域性差异显著。

提升高架线的比例，可以在很大程度上减少建设成本并降低建设风险。

经济特征
工程造价
国内轨道交通建设项目投资主要由工程费用、工程建设其他费用、预备费等组成。

工程费用起决定性因素，高架线路在工程费用的投资方面有很大的优越性，具体分析如下：
1）工程费用
除车站工程外的其他工程均可以根据正线公里指标进行估算，以下是某线高架与地下方案具体工程费用指标对照表。

高架线与地下线工程费用指标对照表
其区间、供电与暖通方面对于造价来说具有很大的优势。

（1）车站工程
根据专题五分析可知，地下车站根据车站的建筑特点可分为地下一层站、地下二层站、地下三层站，根据布置可分为岛式站和侧式站，根据功能可分为一般站和换乘站，根据施工方法可分为明挖法、浅埋暗挖法和盖挖法施工车站。

因此，影响地下车站造价的因素很多，建筑层数、规模、布置、地质、水文、施工工法等因素造成地下车站造价指标差异很大。

而高架车站的造价主要包括4部分：（1）高架站房造价；（2）地面辅助办公用房造价；（3）出入口通道及人行天桥造价；（4）车站装修造价。

高架站房是高架车站的主要部分，单方造价最高。

地面辅助办公用房造价基本与项目所处城市一般房屋类似。

出入口通道及人行天桥为独立结构，与市政桥梁相类似。

车站装修根据业主要求的装修档次而定。

此外，高架车站造价还包含地面广场、自行车棚、绿化等费用。

两层标准地下车站一般11000-13000平方米，每平米平均技术经济指标在1.1万元-1.3万元左右，车站土建投资约14400万元。

两层标准高架车站一般5000-6500平方米，每平方米平均技术经济指标在0.5万元-0.75万元，车站土建投资约4000万元。

高架车站与地下相比一座车站节省约10400万元。

（2）区间工程
综观全国各地在建和已建地铁情况，地下区间技术经济指标一般在9.5-12万元/双线延米，高架区间一般在5.5-6.5万元/双线延米，高架区间与地下区间相比每双线延米要节省投资约4-5.5万元。

（3）设备系统安装工程
总体上看，设备安装系统的投资高架线比地下线要低，特别是车站区间的动力照明、给排水与消防、通风空调、FAS、BAS等系统，高架线的投资要少，大约在20%～50%之间。

2）工程建设其他费用
这部分对工程投资影响较大的是征地拆迁[x]，若高架线位于市中心，由于不具备适合的道路条件，拆迁会使成本大大增加，且对环境有较大的影响，需要细细推敲线路走向来降低投资。

上海3号线就充分利用现有穿越市区的沪杭铁路内环线和淞沪铁路的线位，既减少了大量的征地和城区建筑、管线的拆迁，又解决了既有铁路与城市道路40余处的平面交叉。

此外，高架线的优势还体现在工程保险费低，上部结构和下部结构可以同时施工，同样长度的高架线工期较地下线减少一年以上，而线路有多个施工面，临时占地、交通疏解等的费用也相对较低。

3）专项费用
由于高架线的总投资低、建设工期短，专项费用中建设期贷款利息将大大降低，这也是地下线无法达到的。

运营费用
在轨道交通建设中影响项目决策的另一个因素是线路开通后的运营成本，运营成本包括：经营成本、固定资产折旧及费用摊销、财务费用等，高架线在运营成本上有较大的优势。

1）经营成本
经营成本包括：工资及福利、电力费、修理费、营运费、管理费等。

（1）在运营期间，生产人员的工资及福利是一笔不少的开销，职工的定员和线路的长短、车站的规模有关，由于高架线路一般规模较小，相应的人员开销也就大大降低，作为百年工程，相对于地下线将节省一笔不小的开支。

（2）城市轨道交通需要有大量的电力消耗。

高架线路无论在车站规模上，还是某些系统设备的数量上都比较少，如通风空调设备的减少，给排水及消防系统的减少，一些动力系统和照明系统设备的减少，这使得在运营中电的消耗量大大减少，据统计同标准同规模轨道交通工程高架线比地下线每年的电费就节省约50%。

（3）在修理费、营运费、管理费等方面，由于高架线人员配备的减少，相比地下线来说，费用也相对较少。

2）固定资产折旧及费用摊销。

轨道交通建设项目固定资产折旧采用直线法，残值率按4%考虑。

各种设施折旧年限。

折旧年限表
折旧费用计算
最低折旧费用
由于高架线土建工程和部分设备系统的投资额比地下线少，同一规模的轨道交通工程，高架线路的年折旧费比地下线少。

3）运营期间财务费用
运营期间的财务费用也是一笔不少的投入，它指因占用资金而发生的各项费用。

包含运营期间各种贷款的利息支出、汇兑净损失、银行手续费等支出。

由于高架线的工程费用低，所以这部分费用相对也低。

土地价值
城市轨道交通系统与沿线其他各行业的利益关系是互动的。

轨道交通系统能促进沿线各行业的发展，而其他各行业也能为轨道交通系统增加客流量。

为了解决我国轨道交通建设的资金短缺问题，可以将轨道交通建设与沿线其他行业（特别是房地产业）的开发相结合，实现城市轨道交通与沿线其他行业的互动发展。

轨道交通高架线
投资与运营
运输需求
土地价值（用途、强度）可达性地价
轨道交通高架线与土地使用互动关系[xi]
通过对高架线区域的土地开发，提高其所在地的可达性，同时该车站所在处的客流量也显著提高，使车站附近迅速发展为城市的中心地带，如图3-30。

地价随之升值，促进轨道交通的再投资和建设。

目前有一种意见认为高架轨道交通会降低沿线地价，结果得不偿失，从长远看是不好的。

这种意见在一定条件下也是合理的，比如广州市中心区的中山路，规划红线为34-36m，如果在这里高架线路，则很可能出现上述情况，但如果在高架线路可以接受的地段，就不会产生降低沿线的地价问题。

（感觉说得比较绝对，建议再斟酌用词）北京地铁13号线和南京地铁1号线的高架线所占的比例均很大，香港地铁也具有一定代表性，举以下3个例子来说明。

北京地铁13号线，西起西直门，东至东直门，全路线呈n字形，全长40.5公里，于2003年1月9日全线开通。

全线除西二旗到龙泽、柳芳到东直门部分区间（约3km）为地下段外，其余均为地面或高架铁路。

清华大学的何剑华使用特征价格模型分析北京地铁13号线对土地价值的影响，通过研究城市轨道交通项目对周边住宅的空间和时间效应，得出以下结论：从空间来说，城市轨道交通能够对周边物业产生显著的增值作用。

在空间效应方
面，去除其他因素的影响，距离站点0.5km范围内和0.5~1km范围内的住宅比距离站点1~2km范围内的住宅，总价分别约高出6万元和1万元，如果以比例关系来度量，总价分别提升了12%和4%；单价分别约高出700元/m2和400元/m2，单价分别提升了9%和1%。

具体数据分析见下表[xii]。

表1-1 北京地铁13号线站点周围房价提升表
点周边1km半径范围内，去除其他因素的影响，住宅总价和单价分别上升了约78000元和780元/m2，如果以比例关系来度量，分别提升了16%和18%。

实证分析表明，城市轨道交通的动工和通车前后对周边住宅价格影响最大，平均来说，住宅价格在动工和通车之后的一年内上涨速度最快。

南京地铁1号线现长46.8公里。

由迈皋桥至中国药科大学/奥体中心，共31站，其中地下车站19座，地面及高架车站12座。

实证分析的结果表明：南京地铁1号线对站点周边的房地产价值有着显著的影响。

国内外的研究表明，城市轨道交通对周边房地产的影响作用是有范围，但是具体的影响范围因为各个地区和研究的不同而不同。

南京地铁1号线对周边房地产价值的影响范围为1km左右，在这个范围内房地产价值有了一定程度的增加，在距离地铁1号线站点周边500m以内的范围，房地产增值了约416元/ m2，影响程度为6.85%;在距离站点周边500m~1km范围内，房地产增值了642元/ m2，影响程度为10.57%。

仅仅就其研究所涉及到的房地产项目，南京地铁1号线就为他们带来了近12.66亿元的增值[xiii]。

香港的机场快线共有5个车站，除香港站及九龙站外，其余3个车站均为高架或地面车站。

对这5个车站附近物业发展项目进行了调查。

香港机场快线车站附近物业发展项目
涌站附近住宅面积分别为608 026 m2和935 190 m2，物业总面积分别为1 090 026 m2和1 028 910 m2。

由以上数据可以看出，东涌站周围的住宅面积是九龙站的1.5倍，物业总面积基本相当。

由此可见，车站附近物业发展项目与车站的敷设方式是没有必然关联的，主要受车站所在地区经济状况发展的制约[xiv]。

通过以。