铁路枢纽大型客站设计实践与思考

韩志伟

(中国国家铁路集团有限公司， 北京 100036)

从上世纪90年代开始，我国高速铁路的发展经历了一个漫长而曲折的过程。铁路人不畏艰难，砥砺前行，经过长期的研究积累，2008年8月1日，以时速350 km的京津城际铁路的开通运营为标志，我国铁路进入高铁时代。伴随着高速铁路的发展，一座座铁路枢纽大型现代化客站拔地而起。铁路客站是铁路服务旅客和社会的场所、是展示铁路形象的窗口，是城市的门户，是一个时期铁路建设、城市经济社会发展、文化传播的缩影。铁路主管部门在大规模铁路客站建设之初，组织编写了《铁路客站设计指南》，确立了铁路客站建设的总要求。铁路枢纽大型客站是复杂的系统工程[1]，涉及多业主、多学科、多专业，需要协调、集成、融合创新，枢纽大型客站设计建设者在实践中不断探索，持续开展设计创新和技术研究，建成的枢纽大型客站成为城市新地标、地方经济社会发展的助推器。

1 铁路枢纽大型客站建设与时俱进

2008年8月1日，随着京津城际铁路建成的北京南站，是我国第一座集铁路、地铁、公交等多种交通方式于一体的铁路枢纽大型客站。从2008年至今，国内相继建成50余座枢纽大型客站，铁路枢纽大型客站建设始终坚持以人为本，与时俱进。

1.1 原铁道部时期

2008年至2012年，铁路枢纽大型客站研究的重点在于功能布局。以构建综合交通枢纽为核心，着力解决便捷换乘问题。通过与地方规划、轨道交通等部门协调，通过调整城市轨道交通的线路走向、站位，实现每座枢纽客站至少有2条以上轨道交通引入或预留，做到了轨道交通及公交、出租车等各种交通方式与客站的无缝衔接，实现了“零换乘”，方便了旅客的出行。客站建筑创作把站房和雨棚统筹考虑，打造了站棚一体的城市新地标，如北京南站、武汉站、广州南站、虹桥站等。

1.2 铁路政企分开后

2013年3月铁路实现了政企分开，新成立的中国铁路总公司积极推进铁路建设投融资体制改革。国务院先后下发了国发[2013]33号文和国办发[2014]37号文，支持铁路在推进建设的同时进行土地综合开发，拟在通过车站毗邻土地的开发，促进铁路的持续健康发展。这个时期建设的大型客站，功能布局坚持“零换乘”理念，建筑空间注重实用性和维护的便利性。新建车站的无站台柱雨棚，采用单站台跨度，建筑高度也有所降低，便于维护(如兰州西站、沈阳南站)。尝试雨棚上部空间综合利用，目前在建的丰台站采用世界首创的双层立体车场布局，是集约利用土地的典型力作。星火站雨棚上部设置为停车场，可供600余辆小客车停放，可缓解交通拥堵，在寸土寸金的北京示范效应明显。

1.3 新时代铁路客站

2017年，党的十九大报告提出我国经济社会发展进入新时代。新时代，人民对美好生活的向往成为经济社会发展的动力。铁路实施了客运提质计划，旨在提升旅客的出行体验。2019年，中国国家铁路集团有限公司提出新时期铁路客站建设要贯彻“畅通融合、绿色温馨、经济艺术、智能便捷”的总要求。铁路客站建设更加注重旅客体验，着力打造畅通高效、便捷舒适的客站[2]。同时，开始尝试车场上盖综合开发，拟实现社会效益、经济效益共赢。

2 铁路枢纽大型客站建设主要成就

回顾近十几年来我国铁路枢纽大型客站的建设，建成客站在设计理念、交通接驳、建筑文化、结构技术、节能环保等方面都有新的突破，集中体现了客站建设新成就。

2. 1 践行了综合交通枢纽“零换乘”的设计理念

高速铁路解决了城市间的交通问题，缩短了时空距离。客站需要解决枢纽内各种交通方式的换乘问题，枢纽大型客站的选址坚持服务城市的理念，兼顾城市、铁路多方需求，尽可能融入城市中心，与城市融为一体。平面布局因地制宜、充分利用空间，创造出了腰部进站、上进下出、下进下出、上进上出、双层立体车场、全地下、半地下等多种平面布局模式。构建了立体综合交通枢纽，充分发挥了轨道交通能效高的作用，践行了综合交通枢纽无缝衔接“零换乘”的设计理念。

2.2 确立了符合铁路客站建筑特性的审美价值观

铁路枢纽大型客站的方案创作和方案选择坚持交通功能特性、地域文化特色、时代发展特征的有机统一。注重建筑与结构的有机融合设计，提倡结构美，坚持结构不仅是提供承载能力的支撑，也可以作为建筑表达“美”的载体，提倡高大空间塑造要遵循适宜、适度的原则，倡导重结构、轻装修、简装饰的简约理念[3]。建成的客站交通功能顺畅、地域文化鲜明、展现了时代技术发展成果。如采用钢结构设计精美的青岛北站[4]、于家堡站等。

2. 3 形成了完整的站房结构技术体系

铁路枢纽大型客站结构体系复杂，既要确保结构安全，又要实现结构的空间美和经济合理。在枢纽大型客站建设实践中，形成了完整的站房结构技术体系。

(1)提高了结构的整体耐久性

我国《建筑结构可靠性设计统一标准》采用的设计基准期为50年，普通房屋和构筑物的设计使用年限为50年，标志性建筑和特别重要的建筑结构的设计使用年限为100年。为确保站房及雨棚的安全，客站及雨棚屋面风荷载、雪荷载都按100年取值，桥建合一结构承轨层及其以下部分的设计使用年限采用100年，使客站结构在全寿命周期内的安全性、耐久性更好。

(2)改善了结构的整体抗震性能

在站房结构中合理应用隔震及消能减震技术,采用隔震基础后，上部结构主要表现为整体平动，层间位移角相对较小，地震加速度可减少到传统结构的1/5～1/3。地震发生时，隔震结构构件和内部设施基本不被破坏，隔震一般可使结构水平地震作用降低60%左右。隔震制作构建如图1所示。另外，在客站结构中合理应用阻尼器等消能减震技术，提高了结构构件的抗震性能，较好地改善了客站的整体抗震性能。

图1 隔震支座构件图

(3)开展了大跨复杂结构健康监测

现代大型工程坍塌事故时有发生，结构健康监测已成为预防结构发生安全事故的有效手段[5]。铁路综合交通枢纽大型客站人流密集，公众关注度高，加强对铁路客站大型复杂结构使用期间结构状态的动态监测，是预防发生重大结构安全事故的有效手段，只有确保结构“健康服役”，才能避免结构突发破坏。目前，已有近20座客站设置了结构健康监测系统。

(4)取得了一大批结构创新成果

①桥建合一结构技术日臻完善

桥建合一结构是为了适应站台轨道层跨越地下地铁层，同时又支撑候车层及屋顶的功能需要，而将桥梁与房屋建筑结构组合成一体的综合结构体系。桥建合一结构体系主要有两种形式[6]：一是下部桥梁结构采用桥墩与箱梁结构体系，上部结构柱直接嵌固在桥墩顶且与铁路箱梁完全分开。这种结构形式传力简单，列车引起的振动仅通过桥墩传递，可将列车振动对上部结构的影响减少至最小。但这种结构形式桥墩和箱梁的尺寸均较大，对建筑使用空间的影响很大。武汉站、广州南站桥建合一结构体系采用此种结构形式，其结构如图2所示。二是桥梁结构采用框架结构，上下部分结构形成整体框架结构体系。这种结构形式受力复杂，必须在结构整体模型中分析温度作用、列车振动等问题，但可对建筑提供更为灵活的使用空间，其结构如图3所示。

图2 桥墩式结构简图

图3 框架式结构简图(mm)

桥建合一结构体系的提出与应用是大型铁路客站建设中的一项重大创新。通过深入的结构分析，并经过工程应用实践，解决了不同规范的适应问题、列车振动问题、结构减振问题、整体抗震问题等一系列全新结构技术难题，对桥梁结构与房屋建筑结构的综合应用，对当前的结构设计理念、今后设计规范的修订都将产生深远的影响。

②大跨度屋盖空间结构体系丰富多样

大跨度屋盖空间结构是实现大型客站高架候车厅大跨度、大空间室内空间效果的技术保证，设计根据建筑形体选取合理的结构方案，充分发挥空间结构的三维受力特性，在保证结构安全和满足建筑功能的前提下，力求结构设计的先进性和合理性,营造高大、开敞的候车环境。大型客站创造了丰富多样的空间结构体系，如广州南站的网壳空间造型优美，天津西站的编织拱跨度达114 m。此外，实腹结构与空腹结构相结合的结构体系、拱支网壳结构体系、索壳结构和索拱(张弦梁)结构组成的复杂空间结构体系、三角形立体桁架结构体系、双向正交管桁架组成的空间格构与格构柱的板柱结构体系等空间钢结构在外形独特、造型各异的大型客站中也都有运用，虽然为结构的跨度、悬挑长度和抗侧移刚度等均带来了巨大的挑战，但实现了建筑与结构的和谐统一。

③无站台柱雨棚开敞结构体系独具特色

将站台雨棚立柱设置在线路中间，采用大跨度空间结构覆盖整个车场，可以为旅客提供四周开敞的空间，方便旅客乘降。通过采用美观、轻巧、独特的形态各异的雨棚结构形式, 充分满足了建筑美学要求及站台雨棚的使用功能要求，为旅客提供了舒适、便捷的乘降环境，A型塔架悬垂梁结构、索拱结构、单层网壳结构、张弦梁结构、三角桁架结构、实腹梁结构、网架结构、斜拉索结构等在雨棚结构中的创新运用，极大促进了雨棚钢结构技术的发展。这类大跨结构独具特色，受力特点是四周开敞、对风荷载较为敏感，需对屋面进行抗风揭专项设计。

2.4 大型客站节能环保成效显著

新建客站虽然空间宽敞，但通过采用节能设备、节能技术，为旅客提供舒适候乘空间的同时，实现了节能目标。新建大型客站能耗水平较传统客站在用电量、能耗(热、气)等折合成标准煤消耗指标等有明显降低。对83座大中型客站调查统计表明[7]，新型客站单位客运建筑面积能耗是传统客站的40.7%、客站平均水平的63.2%。目前大部分车站空调均采用分层控制技术，根据分层空调技术进行系统选型和设备配置，大大减少了设备配置数量及机房面积，把更多的有效空间提供给旅客，既满足了人员舒适度要求又避免了能源浪费。

3 思考与展望

在总结铁路枢纽大型客站成就的同时，也不能忽视建成客站存在的与旅客需求、发展需要、运营管理不适应的问题。进入新时代，为满足人民群众对出行体验不断增长的美好需要，铁路主管部门实施了客运提质、厕所革命等一系列举措。客站作为铁路运输的硬件设施，必须要适应铁路发展趋势、顺应时代发展潮流，持续改进，不断创新,满足旅客多样化需要，为旅客提供差异化的服务。中国国家铁路集团有限公司提出的客站建设“十六字”总要求，明确了客站建设发展方向。展望未来，随着铁路改革的进一步深化,笔者对铁路枢纽大型客站建设有以下几点思考。

3.1 建设社会化

建成的大型客站虽然在规划布局、综合换乘、节约资源、技术创新等方面积累了不少经验，但在外部交通的畅通性、内部换乘的便捷性、土地资源的集约性、空间环境的舒适性等方面还存在短板。思考这些问题的根源，其中很重要的一个方面就是受制于大型客站的建设机制。一座大型客站，铁路部门至少投资十几亿甚至几十亿，地方政府还需投资几十亿资金,用于外部交通及市政配套建设。由于投资巨大，建设又涉及铁路、地方不同的投资主体，各建设方虽然主观上都有采用最优方案的良好愿望，但具体实施时，受实施主体、投资渠道、管理界面、产权关系的影响，一些好的想法、好的创意，往往在方案阶段就被扼杀，很难付诸实施。

2006年笔者到香港地铁考察，香港地铁建设没用政府投资，靠“地铁+物业”的建设模式，成功地实现了盈利，真是一个奇迹[1]。支撑这个奇迹的是其高密度、高品质的物业开发。而物业开发的成功，既得益于独特的地理环境、有效的政府支持，更主要是靠市场化的商业运作。铁路枢纽大型客站建设投资巨大，如果能够转变建设机制，打破铁路与地方的桎梏，实行社会化建设，既能节省大笔铁路建设资金，又有利于土地资源的最大限度集约化利用和最优方案的落地。

2007年笔者曾撰文提出“以商补站、以商养站、以商建站”的客站建设模式。根据2018年对建设大型客站的调研，以商补站、以商养站基本实现，以商建站目前还没有成功案例。未来，借助国家给铁路建设的土地政策，充分发挥大型客站的人流聚集效应，完全可以尝试大型枢纽客站建设资金社会化。以广州南站为例，2019年全年旅客到发量为1.86亿人次，其中，最高峰日发旅客41.3万人次，到达旅客42.2万人次。枢纽大型客站有如此大的人流量，发展商机无限。只要出台相应政策，引进市场运作机制，调动地方和社会团体投资枢纽大型客站建设完全没有问题。研究和制定枢纽大型客站建设的新模式，探索适合我们国情的“客站+综合开发”的客站社会化建设经验，有利于节省铁路建设资金，且非常必要。

3.2 站城一体化

要实现铁路枢纽大型客站建设社会化，首先要实现站城一体化。2013年国务院出台铁路建设毗邻土地开发文件后，枢纽大型客站毗邻土地的开发进展并不顺利。铁路部门要想按照国务院文件，实质性地推进站区毗邻土地开发，实现“客站+综合开发 ”的建设模式，实现站与城的畅通融合，实现客站社会价值和经济价值共赢。就需要与地方政府共同推动站城一体化，把枢纽大型客站项目工作前移，在站区规划层面推广站城一体化的规划设计理念。以车站为中心，把车站和城市周边规划的商业业态及配套设施统一规划、统一设计、统一开发、统一建设。做到人流、物流、车流、信息流的全面畅通和深度融合，关键是要协同处理好地方、铁路、业主及投资方的利益，充分利用站区地上地下空间，做好各种交通方式与铁路进出站客流的无缝衔接，缩短换乘走行距离，提高旅客乘降效率；顺应时代发展需要，做好车站客运功能、交通功能与其它延伸服务功能及物业开发的相互融合；提高交通间与城市空间融合度，推进客站与城市融合发展，提升枢纽大型客站土地集约化利用率，提升客站的社会价值、文化价值、商业价值。

3.3 建筑绿色化

建设绿色客站是时代发展需要。GB/T 50378-2019《绿色建筑评价标准》自2019 年8 月1 日起实施，要求建设在全寿命期内节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。枢纽大型客站是社会影响力较大的公共建筑，既要满足旅客需要，营造温馨的环境空间、提升旅客体验，又要顺应发展潮流、积极推广客站绿色建筑。要全过程推行和贯彻绿色建筑理念，把节能、节地、节水、节材的理念落实到建筑的具体措施中，树立节俭不仅是一种经济行为，更是一种精神，是一种社会整体行为的理念。把旅客满意放在第一位，持续提升客站地环境品质，全面提升客站空间的声、光、热等性能指标，满足旅客不断增长的美好出行体验需要，建设高品质的星级绿色客站。

3.4 建造装配化

装配式建筑是未来中心城市建筑的发展方向，装配式建筑可以工厂化生产，建造对环境污染小、建造效率高。雄安新区市民中心办公、酒店等建筑全部采用装配式建筑，仅用了2个月时间就建成，武汉火神山医院采用装配式建筑，建成只用了一周时间。目前，在美国、日本等发达国家，装配式建筑发展已进入成熟期，发展成为了资源循环型建筑。我国经过多年的努力，装配式建筑在民用建筑领域已取得了一些突破性进展。北京、上海、天津、深圳等中心城市开始推广装配式钢结构住宅，北京2022年冬奥会运动员公寓等项目也都采用装配式建筑。铁路领域装备式建筑的发展起步较晚，目前仅限于铁路沿线部分生产房屋采用了装备式建筑，铁路客站除装饰装修构件逐步采用装配化施工外，还没有全装配式建筑。笔者认为，未来，铁路客站应研究装配化建筑，制定相应标准，在条件成熟的地方推广应用装配式建筑，有序推进客站的装配化工作，逐步实现客站装配化建造。

3.5 服务智能化

铁路客站在智能化建设方面已经做了不少工作，但目前客站整体智能化水平还不是很高，而旅客出行、运营管理、保养维护等方面对客站智能化的需求十分迫切。2016年颁布的《国家创新驱动发展战略纲要》提到[8]：“加快工业化和信息化深度融合，把数字化、网络化、智能化、绿色化作为提升产业竞争力的技术基点”。 中国国家铁路集团有限公司也制定了车站智能化管控平台，旨在提升大型客站运营、服务的智能化水平。笔者认为，客站的智能化不能只停留在客运服务层面。大数据时代，客站的设计、建设、运营、维护、管理都应向智能化迈进。要通过“智能设计(正向BIM)、智能建造、智能运营、智能服务、智能维护”打造全新的智能客站，全方位提升客站的智能化水平，全面提升客站的智能服务，这既契合国家发展战略，也符合铁路发展要求，势在必行。

4 结束语

中国高铁已成为国家名片，今年是十三五规划的收官之年，在建枢纽大型客站依然很多。未来全国重要省会城市及铁路枢纽重点城市都将陆续规划建设新的枢纽大型客站，建设任务依然任重道远。适应城市经济社会发展及铁路网加密的需要，建设畅通融合、智能便捷的高水平铁路枢纽客站，提升客站的文化艺术品质，提升旅客的获得感、体验感、幸福感是铁路和地方共同的目标。在实践中不断总结，持续改进创新，把枢纽大型客站建成经得起旅客检阅、运营考验、历史检验的建筑精品，是历史赋予我们的机遇，也是时代交给我们的重任！