毛曉兵，Luc，于玉龍

(1.中鐵二院工程集團有限責任公司,四川成都 610031;2.阿海普建筑設計咨詢(北京)有限公司,北京 100035)

1 青島北站概況

青島北站位于青島市李滄區(qū)膠濟線原有滄口站的西南側，西側毗鄰膠州灣及膠州灣高速公路，西南約1 km處為青島海灣大橋的起點。青島北站2015年旅客發(fā)送量為925×104人次，日辦理客車37對；預計2025年旅客發(fā)送量將達到1 800×104人次，日辦理客車75對。青島北站遠期容納人數(shù)約為8 000人，站房建筑面積61 400 m2。

工程項目建設單位為膠濟鐵路客運專線有限責任公司，由中國中鐵二院工程集團有限責任公司、法國AREP設計集團、北京市建筑設計院聯(lián)合設計，于2014年建成。該項目榮獲“2014年度中國建筑學會科學技術進步獎三等獎” 、“2017年度國家鐵路局優(yōu)秀設計一等獎 ”、“2017年國家鐵路總局評選的新時期創(chuàng)新工程十大客站”、“2019年中國勘察設計協(xié)會優(yōu)秀(公共)建筑設計一等獎”等諸多榮譽。

2 設計理念

青島北站造型立意為在海濱展翅飛翔的海鷗，寓意青島這座城市廣闊的發(fā)展前景。設計利用了“海邊的站房”這一極具特色的環(huán)境條件，使青島北站的空間形態(tài)完美的融入于自然環(huán)境中，體現(xiàn)了人與自然和諧相處的理念，作為青島市的新地標，青島北站為膠州灣海域增添了新的活力。

青島北站的整體建筑造型動感又伸展飄逸，挺拔又富有張力，建筑曲線的靈感來自于展翅飛翔的海鷗，同時采用交叉拱作為建筑主要結構體系，象征著青島北站作為青島的城市門戶，以博大的胸懷迎接來自各地的賓客。

建筑外立面的材料采用玻璃幕墻及遮陽百頁，屋面材料采用新型金屬屋面板。色彩上采用淡雅純凈的淺藍色與白色為主，與濱海的環(huán)境相呼應，成為新時代青島文化的載體和宣傳者(圖1～圖3)。

圖1 青島北站實景A

圖2 青島北站實景B

圖3 青島北站實景C

3 同城市交通的銜接

青島北站綜合交通樞紐作為城市建筑綜合體的一種，即以高鐵作為功能上的主導，擁有多種相互銜接、高效換乘的交通方式，青島北站一體化的空間設計，使其成為具有較高開放性、公共性的建筑[1]。

3.1 軌道交通銜接

城市軌道交通是青島北站綜合交通樞紐內最重要的配套交通方式，對內城市交通40 %由軌道交通承擔。青島北站的旅客流線設計有多層立體化的特點，為各類交通方式的立體化分流創(chuàng)造了條件。青島北站為軌道交通1號、3號、8號線換乘站，軌道交通3號、8號線為同臺換乘，站臺位于地下二層；軌道交通1號線與3號、8號線T型換乘，站臺位于地下三層。軌道交通3號、8號線在本站均設置折返線與聯(lián)絡線；1號、3 號線則設置了出入段線。

同時，為充分實現(xiàn)軌道交通與國鐵的整體交通銜接，一是設立國鐵進站等候區(qū)，滿足各類客流銜接需要；二是合理布置人行通道并適當拓寬，著力實現(xiàn)立體化分流。

3.2 其他交通銜接

公交系統(tǒng)銜接，中國第一條公共汽車線路就誕生在青島，公交車數(shù)量多，普及面積廣，價格便宜，是主要的城市公共交通形式，青島北站站區(qū)內有長途汽車站、公交車站等場站設施。長途汽車及公交車站均位于鐵路站房東側，與軌道交通站點臨近，方便換乘，實現(xiàn)多種換乘方式的無縫銜接。

出租車、私家車輛的接駁區(qū)分別設于3號、8號線站場南側地下一層和夾層；北側地下一層及夾層均為私家車停車場。

站房周邊空地設置有旅游大巴停車場，旅客通過人行過街地道前往大巴停車場上車，以免大巴在火車站周邊?？繉煌ㄔ斐筛蓴_。

設計主要采用了兩個辦法解決特殊車輛的通行，一是消防、救援等應急車輛可在公交專用道通行，形成通暢的進出網(wǎng)絡。二是將特殊車輛進出口設置于南廣場，避免對東廣場進出站旅客造成影響，做到人車分離，并且避免車行流線沖突。

4 內部功能布局及流線設計

4.1 內部功能布局設計

青島北站將車站功能空間劃分為地下出站層、地面站臺層、高架候車層等三個平面層。

地下出站層(-10.5 m標高)主要由出站廳、地鐵站廳、地下停車場及出站地道組成，出站旅客由站臺下至地下出站廳，驗票后進入出站通道。出站旅客可在出站通道選擇直接上至東西站前廣場、東西站房站前平臺、地鐵站廳、地下停車場及各地面停車場，實現(xiàn)各種功能的綜合連接。

地面站臺層(±0 m標高)東西兩端均設置進站廣廳、售票廳等客運功能用房。其中東端客運用房中部為進站廣廳，廣廳右側設售票用房，左側設商業(yè)用房，旅客由廣廳乘坐自動扶梯可直接到達高架候車層。貴賓候車室設于東站房兩端，共三個，具有獨立的出入口，并可通過專用垂直電梯上至高架候車層，經(jīng)進站走廊跨線到達站臺。

高架候車層(9 m標高)中部為高架候車區(qū)，東端設置有少量客運管理及設備用房，并設置有餐廳；西端設置有面海觀景區(qū)。候車區(qū)內采用玻璃隔斷劃分出普通候車區(qū)、母子候車區(qū)和軟席候車區(qū)等，適當引入室內綠化及樓板局部開孔，形成豐富、舒適的候車空間。

餐廳、觀景休閑區(qū)等配套商業(yè)服務設施的設置，大大提升了青島北站候車空間品質的同時，也將海景車站的獨特優(yōu)勢發(fā)揮到極致。

4.2 旅客流線設計

青島北站的流線設計采用了雙向進站模式，旅客可選擇由高架候車室進站，乘坐軌道交通來站旅客也可由地下出站廳處“綠色通道”檢票進站，滿足旅客高效、便捷、舒適的需要。

青島北站流暢的布局及視覺引導設計提高了旅客進出站的效率。青島北站將改變以往旅客進站流線過長、視覺導向混亂、空間感覺封閉的印象。根據(jù)站房高架候車的特點，采用“上進下出”的旅客流線，旅客可流暢完成進站、出站。

4.2.1 進站旅客流線

基本站臺的旅客購票后進基本站臺候車室候車進站，中間站臺的旅客購票后經(jīng)綜合廣廳進上至高架候車室，檢票后經(jīng)自動扶梯到達各站臺；乘坐軌道交通到達車站的旅客可經(jīng)地下出站廳處的“綠色通道”檢票進站。

4.2.2 出站旅客流線

旅客下車后由站臺下至地下出站廳，驗票后即可進入地下出站通道，可選擇前往東西站前廣場及東西站房站前平臺、城市軌道交通車站站廳層、東廣場、地下停車場及各地面停車場等空間。

4.2.3 貴賓旅客流線

貴賓車輛可經(jīng)專用道路直接到達基本站臺，或在貴賓候車室休息后上車，需到中間站臺的貴賓旅客乘坐專用電梯到達高架候車層，經(jīng)進站走廊跨線到達站臺。

4.2.4 軟席旅客流線

采用玻璃隔斷在高架候車室內劃分出軟席候車區(qū)，軟席旅客與普通旅客進站流線相同。

5 室內環(huán)境設計

交通樞紐中的旅客有相當一部分不出車站就可以離開青島北站了，而且旅客在交通樞紐的大部分時間也是處于室內，因此旅客對交通樞紐的印象很大程度來自于對于建筑室內空間的感受，因此室內空間設計對于交通樞紐尤為重要。

5.1 設計特點

青島北站的室內設計延續(xù)了建筑主體設計中的簡潔、伸展的特點，運用明快的設計手法，展現(xiàn)了現(xiàn)代交通建筑方便、快捷的風格。青島北站的室內設計充分利用建筑本身的結構，高架候車廳的室內裝修設計和獨特的交叉拱作結構體系渾然一體，風格統(tǒng)一(圖4)。

青島北站的候車廳室內具有明快的色調和現(xiàn)代感的設計，功能布局人性便捷，不僅滿足使用功能，也凸顯了青島的時代氣息(圖5)。吊頂與采光天窗的完美結合，充分的利用了建筑的自然采光，使室內空間獲得大量的自然光，具有良好的經(jīng)濟性。整個候車廳的空間通透明朗，現(xiàn)代交通建筑簡潔開敞的特點得到充分體現(xiàn)。

圖4 進站廣廳實景

圖5 候車廳室內實景

5.2 材料選用

在材料的選用上創(chuàng)建一套能夠強化通道布局的室內色彩配置方案：通道部分和站臺部分的吊頂鋁板盡可能長而直(圖6)，兩者基本采用相同的方式布置，以便對通道和流動起到強化效果。在通道和站臺的墻壁采用金屬灰鋁合金板，通道及站臺中通過不同材料的運用對空間進行細節(jié)刻畫，豐富視覺感受。高架候車廳頂棚主要選用了白色鋁合金板，以白色調為主，產生反射光，地面采用了芝麻白花崗石地板，這種地板質地堅硬，花紋細膩，在大空間室內鋪裝使空間寬敞明亮、視野開闊，在站房東西廣廳和站房售票的墻壁，采用了淺黃色鋁合金板，淺黃色鋁合金板顏色柔和，便于旅客觀察票務及車次信息(圖7)。

圖6 旅客通道透

圖7 站房廣廳透視圖

在材料的選擇上遵循了以下幾點原則：

(1)選取材質的經(jīng)濟性，遵循可持續(xù)性發(fā)展理念，將材料的安全性、耐久性、易清性作為考量的因素，注意控制后期運營成本。

(2)采取整體的收口收邊方式，以減少震動，靜音，以便于拆裝更換。

(3)材料選取綠色環(huán)保，無放射性。

(4)材料應為連貫、規(guī)則的模塊化，具有現(xiàn)場整體裝配性。

(5)材料要求耐磨、耐腐蝕、不易變形等特點。

(6)材料的安全性，防火、防滑等等。

6 車站結構設計

青島北站采用構造極具特色的立體交叉拱作為建筑主要承重結構體系，支撐起龐大的屋頂結構。青島北站的主體結構由屋蓋、高架候車層、東西廣廳和兩側對稱的站臺無柱雨棚組成。車站主站房屋蓋東西長約350 m，南北寬168～213 m，由10榀立體拱架組成，跨度為101.2～148.7 m不等，最大懸挑約30 m。本章主要介紹該項目在結構設計特點，包括三維立體拱架結構體系研究、屋蓋結構、幕墻鋼架和無柱雨棚結構設計等等。

6.1 屋蓋結構設計

青島北站的主站房屋蓋東西長約350 m，南北寬168～213 m，由10榀平行于軌道的立體拱架組成(圖8)。相鄰的兩立體拱架間的距離為22 m、33 m、44 m不等，屋蓋橫梁與主拱通過5 m(高)× 3.8 m(寬)縱向屋脊大梁連成整體結構。每榀立體拱架由1榀拱、4根橫梁、6對V形撐、16根交叉索以及橫梁間的縱向主檁條組成。為了減少基礎與地基的水平推力負擔，拱腳利用埋設在地面下方的拉索連接在一起。交叉索又分為承重索和抗風索：承重索主要承擔重力荷載；抗風索主要承擔屋面風吸力的荷載[2](圖9)。

圖8 青島北站屋蓋實景

圖9 站房屋蓋結構透視

為了呈現(xiàn)出理想的建筑室內效果，青島北站主站房屋蓋結構的部分構件采用異形截面。主拱截面包含有豆圓形下弦、圓形上弦和腹板；屋面橫向主梁包含有類半橢圓形下弦、矩形上弦和腹板；中間屋脊縱梁包含有兩個三角形上弦、一個三角形下弦和斜腹板(圖10)。

圖10 立體拱架立面和三維圖片來源：張相勇，青島北站結構設計綜述

除承重索和抗風索之外，每榀立體拱架下方水平設置一根基礎拉索，用于平衡拱腳在恒載下的水平推力，拉索布置如圖11所示[3]。

圖11 基礎拉索布置圖片來源：張相勇，青島北站結構設計綜述

V形撐為立體拱架的支撐構件(圖12)，為梭形撐桿式預應力壓桿，由中心桿件和外設的3根拉索組成，V形撐依靠外設的3根拉索保證其穩(wěn)定性。V形撐將橫梁受到的力傳遞到主拱上，V形撐不只是重要的結構構件，也是重要的靈感來源，帶著鋼索的V字形結構支撐看上去就像船的桅桿，青島北站V形撐的設計體現(xiàn)了建筑美和結構美的完美結合。

圖12 V形柱結構

6.2 幕墻結構設計

作為中央候車大空間的主要圍合面，南北兩側的玻璃幕墻對建筑的室內空間的各項指標都有很大的影響。本方案采用構件式幕墻。幕墻采用中空LOW-E玻璃，每個單元內的玻璃面與垂直面有一個傾角。首先對于南北立面的玻璃幕墻面積比較大，容易給人以單調的感覺，當每個幕墻單元的玻璃傾斜以后，幕墻框相應的加寬，在立面上形成有規(guī)律的重復陰影，富有韻律感。

青島北站的幕墻鋼架系統(tǒng)由三角形立體鋼桁架以及水平索結構組成，分為四個區(qū)域(圖13)。幕墻頂部均與屋面系統(tǒng)連接，其中幕墻區(qū)域1底部與高架候車層樓板連接，幕墻區(qū)域2、3、4底部與± 0.000 m地坪連接。幕墻作為主站房的圍護結構，其支承結構在水平方向與屋蓋結構相聯(lián)系，在豎直方向完全獨立，僅向屋蓋結構傳遞風荷載。

圖13 幕墻鋼架分區(qū)圖片來源：張相勇，青島北站結構設計綜述

6.3 雨棚結構設計

站臺無柱雨棚在高鐵站房南北兩側對稱布置，雨棚每側南北方向長 192 m，東西方向長227 m，共覆蓋8個站臺，雨棚屋頂標高9 m(距站臺面)，屋面采用虹吸式排水，兩側投影面積共約7×104m2。

雨棚的造型設計順應了主站房的設計，采用無柱雨棚與主站房呼應，用簡潔的帶狀微弧頂造型，局部采用鋼架及拉索支撐，與主站房形成一體化的建筑造型(圖14)。雨棚屋面體系上層屋面板采用彩鋼板，并設玻璃棉隔聲、吸聲層下層板為單層彩鋼板，屋面檐口采用鋁板面層。

圖14 雨棚實景

站臺無柱雨棚覆蓋1～8站臺，采用主跨44 m/33 m/22 m跨方案，結構柱設置于站臺鐵路線之間，跨兩個站臺，共6排結構柱，最大跨度為44 m，與主站房軸線統(tǒng)一，結構柱間距為20 m。雨棚結構采用鋼架拉索結構，接觸網(wǎng)支架部分考慮橫掛于雨棚柱結構上。

7 結束語

青島北站在“海邊的新客站”這一得天獨厚的壞境條件下，青島北站在設計理念、設計方法、新結構的運用等多方面進行了有益的嘗試。無論如何，當今鐵路站房的設計與建設中新的設計理念、新技術、新結構的集成和整合已成為必然的趨勢。而在這種趨勢的帶動下，鐵路站房不再孤立地被視作鐵路線上的一個點，將同城市功能緊密結合，有機地生長在城市肌理之中。并且，作為城市的門戶，青島北站也將成為青島的新地標，在新時代的發(fā)展大潮下，青島北站帶給青島的影響也將是深刻而充滿活力的。