周建喜
(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)
新廣州站又稱(chēng)廣州南站,銜接武廣客運(yùn)專(zhuān)線、廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、廣珠城際鐵路、貴廣鐵路及南廣鐵路,是廣州鐵路樞紐中最主要的客站。車(chē)站股道及站臺(tái)采用全高架設(shè)計(jì),高架候車(chē)室基礎(chǔ)位于橋梁墩柱及梁部,為橋建合一的模式,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
廣州南站引入廣州地鐵2號(hào)線、7號(hào)線、佛山地鐵3號(hào)線,并預(yù)留廣州地鐵19號(hào)線接入條件;高速公路有東新高速公路、廣珠西線高速公路、平南高速公路、廣明高速公路形成兩縱兩橫的“井”字形布置,將車(chē)站圍在中心并與站區(qū)道路銜接。
廣州南站是廣州鐵路樞紐中最主要的客站,是華南地區(qū)核心交通樞紐,它服務(wù)于廣佛都市圈,輻射珠江三角洲。
根據(jù)《廣州市城市戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃綱要》,廣州市城市發(fā)展規(guī)劃概括為“南拓、北優(yōu)、東進(jìn)、西連”。城市主體向南發(fā)展,將番禺區(qū)市橋東側(cè)地域逐步發(fā)展成具有300萬(wàn)人口規(guī)模的廣州新城;優(yōu)化北部花都片區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),形成集空港、汽車(chē)城、物流、商住一體的北部產(chǎn)業(yè)鏈;東部繼續(xù)強(qiáng)化黃埔開(kāi)發(fā)區(qū)及羅崗區(qū),形成制造業(yè)、物流中心;向西開(kāi)發(fā)廣佛交界區(qū)域,形成廣佛都市圈一體化。
由于廣州市城市規(guī)劃主體向南發(fā)展,車(chē)站選址宜在廣州市既有城區(qū)以南,同時(shí),考慮到新廣州站定義為我國(guó)華南地區(qū)最大的客運(yùn)中心,其輻射范圍不僅僅是廣州市,它應(yīng)服務(wù)于廣佛都市圈乃至整個(gè)珠江三角洲地區(qū)。為此,車(chē)站選址應(yīng)符合以下原則:
(1)場(chǎng)地充足,便于車(chē)站及配套設(shè)施的建設(shè);
(2)車(chē)站吸引范圍廣;
(3)符合城市發(fā)展規(guī)劃;
(4)交通銜接便利,方便旅客換乘;
(5)節(jié)省投資。
本著上述選址原則,通過(guò)對(duì)廣州及周邊地區(qū)全面考察,重點(diǎn)對(duì)瀝窖、大石、沙灣以及鐘村4個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行比較。
瀝窖方案:位于廣州市海珠區(qū),呈東西向布置,車(chē)站北靠南環(huán)高速公路南臨珠江,東端是華南快速干線,西端是廣州大道,地鐵3號(hào)線與車(chē)站垂直交叉,交通銜接較為便利,但該處已為城市建成區(qū),建筑密集,且有衛(wèi)氏大宗祠等古跡,車(chē)站只能設(shè)于地下。由于新廣州站規(guī)模龐大,車(chē)站設(shè)于地下工程投資巨大,周邊也無(wú)足夠場(chǎng)地布置動(dòng)車(chē)檢修及綜合維修基地,與城市規(guī)劃不符,且存在防災(zāi)報(bào)警、通風(fēng)散熱等技術(shù)難題,也不便于今后發(fā)展。該方案可實(shí)施性不大。
大石方案:位于廣州市番禺區(qū)大石鎮(zhèn),呈東西向布置,車(chē)站北臨珠江支流,南靠香江野生動(dòng)物世界和長(zhǎng)隆歡樂(lè)世界,東端是番禺迎賓大道,西端是105國(guó)道,地鐵3號(hào)線與車(chē)站垂直交叉,該方案地面設(shè)站。與瀝窖方案相比可節(jié)省投資,但該方案受場(chǎng)地限制,車(chē)站兩端疏解線需拆除大量房屋,且交通銜接不便,也與城市規(guī)劃相矛盾。
沙灣方案:位于廣州市番禺區(qū)沙灣鎮(zhèn),呈南北向布置,車(chē)站設(shè)于大夫山森林公園西南側(cè)沙灣水道以東平地上,該方案符合廣州市城市規(guī)劃,動(dòng)車(chē)檢修基地與綜合維修基地有足夠場(chǎng)地,但車(chē)站布置在狹長(zhǎng)地帶,城市配套設(shè)施建設(shè)困難,且該方案遠(yuǎn)離廣州市老城區(qū)和佛山市區(qū),不利于吸引客流。
石壁方案:位于番禺區(qū)鐘村鎮(zhèn)石壁村,呈南北向布置,車(chē)站北端是陳村水道,南端有105國(guó)道,東側(cè)有新光快線,西側(cè)有廣珠西線高速公路。該方案有如下優(yōu)點(diǎn):一是這里有充足的場(chǎng)地,該處主要是魚(yú)塘和苗圃,拆遷量少,便于工程實(shí)施和城市配套設(shè)施建設(shè);二是地理位置好,處于廣佛都市圈的中心地帶,車(chē)站東北方向是廣州市老城區(qū),西北方向是佛山市區(qū),東南方向是規(guī)劃的300萬(wàn)人口的廣州新城以及番禺區(qū),西南方向是佛山市順德區(qū),且新廣州站往四地的直線距離均為14 km左右,地理位置優(yōu)越;三是符合城市發(fā)展規(guī)劃,廣州市城市發(fā)展規(guī)劃主流是向南發(fā)展,而新廣州站正好位于城市南部。四是便于武廣客運(yùn)專(zhuān)線引入及廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、廣珠城際鐵路銜接,新廣州站位于廣州市西南靠近佛山,武廣客運(yùn)專(zhuān)線在廣州、佛山兩市交界處引入,并行于廣州西環(huán)高速公路,線路對(duì)城市影響小,同時(shí)廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、廣珠城際鐵路線路長(zhǎng)度短、銜接方便。
經(jīng)多方比較,本著以人為本、節(jié)約投資的原則,在充分聽(tīng)取鐵路部門(mén)和地方規(guī)劃部門(mén)意見(jiàn)后,選擇廣州市番禺區(qū)鐘村鎮(zhèn)石壁村為新廣州站即廣州南站站址。
圖1 廣州鐵路樞紐平面布置示意
廣州鐵路樞紐為銜接京廣、廣深、廣茂三大鐵路干線的“人”字形樞紐,是全國(guó)鐵路客運(yùn)中心之一。樞紐內(nèi)共有車(chē)站32個(gè),其中廣州站、廣州東站為樞紐主要客站,江村站為區(qū)域性編組站。
隨著客貨運(yùn)量的增長(zhǎng)及新線引入,樞紐總圖規(guī)劃亦相應(yīng)調(diào)整,廣州樞紐總圖規(guī)劃如下:2010年武廣客運(yùn)專(zhuān)線、廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、廣珠城際鐵路引入樞紐并設(shè)廣州南站,廣珠鐵路引入江村編組站;2013年南廣、貴廣鐵路引入廣州南站和廣州站,規(guī)劃修建廣東西部沿海通道鐵路、東北聯(lián)絡(luò)線及南沙港鐵路支線、最終形成客貨列車(chē)基本分線運(yùn)行、通路順暢、四通八達(dá)、機(jī)動(dòng)靈活的雙“人”字樞紐格局。
客運(yùn)系統(tǒng):廣州南站、廣州站、廣州東站為主要客運(yùn)站,佛山西為輔助客運(yùn)站,預(yù)留廣州北發(fā)展成為樞紐輔助客運(yùn)站條件,最終形成三主兩輔格局。
廣州南站主要辦理武廣、廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、廣珠城際鐵路、貴廣鐵路部分、南廣鐵路部分、廣東西部沿海鐵路部分客車(chē)作業(yè);廣州站主要辦理既有京廣線、廣茂線、貴廣鐵路部分、南廣鐵路部分客運(yùn)作業(yè);廣州東站主要辦理廣深線以及經(jīng)由廣深線往京九方向客運(yùn)作業(yè);廣州北站辦理京廣線及武廣客運(yùn)專(zhuān)線部分旅客列車(chē)作業(yè);佛山西站辦理貴廣、南廣鐵路部分旅客列車(chē)作業(yè)。
廣州南站既是武廣客運(yùn)專(zhuān)線的終點(diǎn),也是廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、廣珠城際鐵路的起點(diǎn),同時(shí)有南廣、貴廣鐵路接入,主要辦理武廣客運(yùn)專(zhuān)線衡陽(yáng)方向始發(fā)終到高、中速車(chē)作業(yè),廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、廣珠城際鐵路客車(chē)始發(fā)終到及折返作業(yè),以及武廣客運(yùn)專(zhuān)線與廣深城際鐵路、廣珠城際鐵路間直通車(chē)的通過(guò)作業(yè),南廣、貴廣鐵路部分旅客列車(chē)的始發(fā)終到及通過(guò)作業(yè),車(chē)流量大。特別是廣深港客運(yùn)專(zhuān)線和廣珠城際鐵路,到設(shè)計(jì)年度遠(yuǎn)期日發(fā)送旅客列車(chē)對(duì)數(shù)均超過(guò)200對(duì),而廣深港客運(yùn)專(zhuān)線和廣珠城際鐵路考慮到與武廣客運(yùn)專(zhuān)線的銜接均從廣州南站南端引出,為保證車(chē)流順暢,避免咽喉區(qū)交叉干擾,將廣州南站按兩個(gè)車(chē)場(chǎng)橫列式布置,設(shè)客運(yùn)專(zhuān)線車(chē)場(chǎng)和城際車(chē)場(chǎng)。。
圖2 廣州南站車(chē)站平面布置示意
客運(yùn)專(zhuān)線車(chē)場(chǎng):武廣客運(yùn)專(zhuān)線與廣深港客運(yùn)專(zhuān)線正線貫通,布置旅客到發(fā)線19條(含正線2條),車(chē)場(chǎng)北端銜接武廣客運(yùn)專(zhuān)線并預(yù)留南廣鐵路引入,南端銜接廣深港客運(yùn)專(zhuān)線、動(dòng)車(chē)走行線及廣珠城際鐵路聯(lián)絡(luò)線。
城際車(chē)場(chǎng):布置旅客到發(fā)線9條(含正線2條),車(chē)場(chǎng)北端預(yù)留貴廣鐵路引入,南端銜接廣珠城際鐵路。
為方便遠(yuǎn)期短編組列車(chē)立即折返,兩車(chē)場(chǎng)內(nèi)正線均預(yù)留交叉渡線??拷徊娑删€的站臺(tái)長(zhǎng)度采用550 m,以停留2列短編組列車(chē),其他站臺(tái)長(zhǎng)度采用450 m;站臺(tái)寬度和高度分別為12 m和1.25 m
車(chē)站共有5層,地上3層,地下2層。建筑總體量:屋面南北向580 m,東西向475 m;中央站房主體外墻南北向192 m,東西向398 m;最高點(diǎn)52 m,檐口高度24.9 m,雨棚最高點(diǎn)41.8 m,最低點(diǎn)21.1 m。建筑總規(guī)模:66.3萬(wàn) m2,其中客運(yùn)房屋21.7萬(wàn) m2,地下室12萬(wàn)m2,雨棚12萬(wàn) m2,地鐵房屋5萬(wàn) m2,其余為地面停車(chē)場(chǎng)及其他設(shè)施。
地上第3層是高架層,為主要的旅客候車(chē)區(qū)域以及直通車(chē)旅客出境聯(lián)檢廳,西側(cè)設(shè)有高架車(chē)行平臺(tái);地上第2層為站臺(tái)層,距地面12 m,東、西兩側(cè)均設(shè)高架車(chē)行平臺(tái)和專(zhuān)用停車(chē)場(chǎng);地面首層主要為站臺(tái)層設(shè)客運(yùn)專(zhuān)線和城際列車(chē)旅客出站廳、城際列車(chē)旅客進(jìn)站廳、直通車(chē)旅客入境聯(lián)檢廳、售票廳、四電及設(shè)備用房、地面停車(chē)場(chǎng)以及出租車(chē)上客區(qū);地下一層為交換大廳、出站通道和出租車(chē)待客區(qū)、設(shè)備用房中央為地鐵車(chē)站站廳層,兩側(cè)為停車(chē)場(chǎng)和空調(diào)機(jī)房;地下2層為地鐵2號(hào)線、7號(hào)線、FS3號(hào)線站臺(tái)層。東廣場(chǎng)地下預(yù)留地鐵12號(hào)線的車(chē)站,設(shè)通道與既有地鐵車(chē)站連接。
旅客流線采用上進(jìn)下出和下進(jìn)下出相結(jié)合的方式??瓦\(yùn)專(zhuān)線旅客主要由高架候車(chē)室進(jìn)站,地面出站,“上進(jìn)下出”:來(lái)自出租車(chē)和小汽車(chē)的旅客可以從東西兩側(cè)高架落客平臺(tái)直接進(jìn)入高架候車(chē)廳,來(lái)自公交車(chē)的旅客,由地面進(jìn)站廳進(jìn)入高架候車(chē)廳,來(lái)自地鐵的旅客除通過(guò)進(jìn)站廳的豎向交通設(shè)施到達(dá)高架候車(chē)層外,還可直接通過(guò)扶梯上至高架層。城際列車(chē)的旅客,由地面進(jìn)站廳進(jìn)站,地面出站廳出站,“下進(jìn)下出”:來(lái)自出租車(chē)和小汽車(chē)的旅客可以從東側(cè)高架落客平臺(tái)和西側(cè)地面車(chē)道直接進(jìn)入地面進(jìn)站廊,來(lái)自公交車(chē)的旅客,由地面進(jìn)入進(jìn)站廊,來(lái)自地鐵的旅客可直接通過(guò)扶梯至地面進(jìn)站廊。所有出站旅客出至地面出站大廳后,分別向5個(gè)方向疏散,向東、西進(jìn)入城市廣場(chǎng),向南、北到達(dá)出租車(chē)場(chǎng)及社會(huì)車(chē)停車(chē)場(chǎng),向下到達(dá)地鐵車(chē)站;東西兩側(cè)可到達(dá)廣場(chǎng)步行或是乘坐公交車(chē)離開(kāi);南北兩側(cè)可選擇乘坐出租車(chē)或自備車(chē)離開(kāi)。
廣州南站是集鐵路、城市軌道交通、公交等多種交通方式于一體的地上、地下5層立體綜合大型交通樞紐,是一項(xiàng)涉及近30個(gè)專(zhuān)業(yè)的龐大系統(tǒng)工程。
(1)站橋合一結(jié)構(gòu)體系及整體抗震分析:廣州南站整體結(jié)構(gòu)體系較為復(fù)雜,下部為橋梁結(jié)構(gòu),中部為高架候車(chē)層框架結(jié)構(gòu),上部為大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋頂,設(shè)計(jì)適用規(guī)范不同。高架候車(chē)層支撐在鐵路橋梁上,候車(chē)層柱荷載直接傳遞給鐵路橋梁。橋梁結(jié)構(gòu)平行軌道方向共分7縫,候車(chē)層框架結(jié)構(gòu)利用滑動(dòng)支座分2條縫,而屋頂鋼結(jié)構(gòu)未分縫。結(jié)構(gòu)的整體分析及抗震驗(yàn)算復(fù)雜。鐵路橋梁結(jié)構(gòu)和上部建筑結(jié)構(gòu)的共同分析與計(jì)算在國(guó)內(nèi)尚屬首次。
(2)大跨度整板橋梁:為保證站臺(tái)下的空間效果,橋梁部分采用32 m×21.5 m的柱距,同時(shí)中間部分采用的64 m的橋跨以避讓地鐵。設(shè)計(jì)采用了整板式的橋梁結(jié)構(gòu)形式,各軌道梁之間通過(guò)連梁聯(lián)系形成穩(wěn)定的整體,以減小不均勻荷載對(duì)單股橋的影響,優(yōu)化了結(jié)構(gòu)斷面。
(3)大跨度鋼結(jié)構(gòu):廣州南站候車(chē)大廳屋頂及無(wú)站臺(tái)柱雨棚屋頂均為大跨度鋼結(jié)構(gòu),基本跨度為68 m,局部跨度達(dá)到100 m。結(jié)合屋頂造型,采用了索拱、索殼、三向張弦拱等新結(jié)構(gòu)體系,在國(guó)內(nèi)均為首次應(yīng)用。
(4)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):在廣州南站結(jié)構(gòu)中大量使用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)。屋頂大跨度鋼結(jié)構(gòu)中施加了預(yù)應(yīng)力,在候車(chē)層結(jié)構(gòu)中,由于跨度較大,在混凝土梁中也均布置了預(yù)應(yīng)力鋼筋。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工是廣州南站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)。
(5)空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì):詳細(xì)計(jì)算建筑物的全年動(dòng)態(tài)空調(diào)負(fù)荷,研究現(xiàn)有建筑形式對(duì)空調(diào)的影響,提出節(jié)能運(yùn)行方案??照{(diào)新風(fēng)在接入空調(diào)機(jī)組之前,設(shè)計(jì)了很長(zhǎng)的地下土建風(fēng)道,利用土壤的降溫作用實(shí)現(xiàn)節(jié)約冷量。采用冷凍機(jī)、水泵的群控技術(shù),實(shí)現(xiàn)整個(gè)冷凍站的冷量按需輸出,節(jié)能運(yùn)行。
(6)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù):整個(gè)火車(chē)站站房總計(jì)的安裝光伏組件數(shù)量為:140×4+84×8=1 232(塊)。該光伏組件選用125 mm×125 mm的單晶硅太陽(yáng)電池,每塊光伏組件功率為:196Wp,整個(gè)光伏系統(tǒng)安裝總功率為 241.47 kWp,安裝光伏組件的總面積約為:3 480 m2。
2004年,受廣州市規(guī)劃局委托,廣州市交通規(guī)劃研究所、中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、日本CFK設(shè)計(jì)公司共同完成了廣州南站及周邊區(qū)域交通銜接規(guī)劃,根據(jù)此規(guī)劃,廣州、佛山兩市調(diào)整了廣州南站區(qū)域交通布局,具體如下。
(1)城市軌道交通
地鐵2號(hào)線延長(zhǎng)至廣州南站并從車(chē)站動(dòng)車(chē)垂直引入車(chē)站站房地下,將廣州南站與廣州站直接聯(lián)系;地鐵7號(hào)線并行2號(hào)線引入車(chē)站站房地下,通過(guò)換乘3號(hào)線與廣州東站聯(lián)系。地鐵2號(hào)線、7號(hào)線與車(chē)站同步實(shí)施。
規(guī)劃預(yù)留佛山地鐵3號(hào)線和地鐵19號(hào)線。佛山地鐵3號(hào)線與地鐵19號(hào)線對(duì)接,連接廣州南站與佛山市區(qū);地鐵19號(hào)線北起西朗,南至市橋,在廣州南站東廣場(chǎng)地下平行鐵路通過(guò),將廣州老城區(qū)西部、廣州南站和廣州新城連成一體(圖3)。
(2)高速公路(圖4)
廣州南站西側(cè)3 km左右現(xiàn)有南北向的廣珠西線高速公路,廣州、佛山兩市擬共同建設(shè)另外3條高速公路,即:在車(chē)站東側(cè)1 km處修建南北向的東新高速公路,在車(chē)站北咽喉外修建東西向的平南高速公路,在車(chē)站南咽喉外修建東西向的廣明高速公路。
圖4 廣州南站周邊高速公路及道路布置示意
(3)其他道路
除地鐵和高速公路外,廣州南站周邊還有南大干線、謝石大道、漢溪大道、105國(guó)道等城市快速道路。車(chē)站站區(qū)規(guī)劃有三縱四橫主干道將車(chē)站與高速公路及城市快速道路連接。
通過(guò)地鐵、高速公路、城市快速道路與車(chē)站的緊密銜接,形成了以廣州南站為中心的綜合交通換乘中心,旅客能方便、快捷的向各方向集散。
廣州南站規(guī)劃設(shè)計(jì)是我國(guó)客運(yùn)站設(shè)計(jì)歷史上的創(chuàng)舉,是橋建合一車(chē)站的典范,不僅采用了大量的新技術(shù),而且創(chuàng)造了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)之最:銜接線路方向最多,除目前設(shè)計(jì)的5條線外,還可通過(guò)廣珠城際聯(lián)絡(luò)線銜接西部沿海通道鐵路;辦理旅客列車(chē)對(duì)數(shù)最多,廣珠城際車(chē)流密度大,廣深港客運(yùn)專(zhuān)線兼顧城際功能,亦有大量短編組列車(chē),僅此兩線遠(yuǎn)期列車(chē)對(duì)數(shù)就達(dá)400對(duì)之多,加上武廣客運(yùn)專(zhuān)線、南廣、貴廣鐵路,車(chē)站辦理客車(chē)對(duì)數(shù)超過(guò)600對(duì);結(jié)構(gòu)復(fù)雜,高架候車(chē)層直接支撐在鐵路橋梁梁部,結(jié)構(gòu)計(jì)算需考慮靜、動(dòng)荷載反復(fù)驗(yàn)算;交通銜接最完善,廣州南站配套有4條城市地鐵、4條高速公路、4條城市快速干道及三縱四橫站區(qū)主干道,形成規(guī)模龐大、種類(lèi)齊全的全方位交通換乘中心。
廣州南站設(shè)計(jì)是我國(guó)鐵路客運(yùn)站設(shè)計(jì)史上的里程碑,為后續(xù)鐵路客運(yùn)站設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持及經(jīng)驗(yàn)。
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