大跨度无柱地铁车站设计
摘要：主要阐述大跨度无柱地铁车站的建筑特点和结构选型，并结合工程实例探讨该结构形式的设计难点及应采取的构造措施，以期对同类型地铁车站设计有所帮助。
前言
大跨度无柱地铁车站是指相对普通有柱车站而言，车站公共区内无柱、跨度较大的车站，一般是岛式双层地下车站，这种类型的车站公共区空间开阔， 有其独特的建筑风格（如图1），因此近年来不少地铁车站采用了这种车站型式。由于这种车站在建筑结构设计方面与普通有柱地铁车站存在着不少差异， 因此在设计时应根据其特点采取合适的建筑布置方案及相应的结构构造措施。
1.大跨度无柱地铁车站建筑特点及建筑布置
大跨度无柱地铁车站是源于对普通单柱双跨车站的改进， 以往的单柱双跨岛式车站站台在布置完楼梯和自动扶梯后，自动扶梯边的侧站台宽度约为2.6m，尽管站台宽度较大，但由于其上有立柱、自动扶梯和楼梯的存在，仍会显得视野空间不够开阔。如公共区取消立柱，则车站总宽度和线路线间距至少可减小1m 以上， 且站厅层和站台层的空间变得更为宽敞和开阔,而减小车站总宽度对多数位于城市道路下的车站来说显得非常有利，同时线间距的减小对线路也是一个有利条件。无柱车站就是在这样的思路下产生的，由于车站公共区不设柱子，车站净跨度可达15.7m，故也称其为大跨度无柱车站。
为了减小车站总宽度和跨度， 无柱车站的岛式站台宽度根据《地下铁道设计规范》取最小值8m。如站厅层到站台层设置上行、下行扶梯各2部，扶梯两两并排布置，考虑每台扶梯宽度约为1.9m，则扶梯边侧站台宽度仅为2.1m，略为偏小。因此， 在这种情况下所有扶梯和楼梯均不宜并排布置，而只能一字型排列布置。由于受车站公共区长度的限制， 一字排列布置的扶梯及楼梯总数一般不宜超过4 部，在扶梯、楼梯总宽度满足疏散要求的前提下， 可设置2部上行扶梯，1 部下行扶梯及1 个楼梯。但这种布置方式只有1 部下行扶梯，如车站两端的客流较均衡时，这种布置显然给没有布置下行扶梯一端的客流带来一些不便。如果考虑对称性，不设下行扶梯，只对称布置2部上行扶梯和2个楼梯，则车站的服务水平略有降低。一般车站站厅层到站台层的扶梯、楼梯总数至少为4部，因此可考虑将站台宽度加大到8.8-9.0m，这样就能两两并排布置上下行扶梯和楼梯， 即可设置上行、下行扶梯各2部和楼梯2个，此时扶梯边侧站台宽度＞2.5m，车站的使用功能较好,车站公共区宽敞开阔，充分体现了大跨度无柱车站的建筑特色。
2.大跨度无柱地铁车站结构选型
大跨度无柱车站由于公共区不设柱各层板梁） 跨度较大净跨达15.7m，属大跨度结构,其受力和变形均较大。特别是车站顶板由于覆土厚度达2-3m 以上,覆土荷载较大导致顶板内力和变形都较大， 因此要合理选择车站结构型式，以满足结构受力和变形的要求。根据车站顶板、中板的结构方案大跨度无柱车站可采用以下结构型式：
1) 密肋梁方案
密肋梁方案结构刚度较好，但由于梁高较大为满足各种设备管线的布置要求， 故需加大站厅层层高，此外因施工较复杂而速度较慢。
2) 变截面板方案
根据矩形箱体的内力图顶板、中板在支座处的弯矩最大跨中弯矩较小，因此可根据内力包络图， 顶板及中板采用变截面板的形式。采用该方案可在满足结构强度和刚度要求的前提下减小板的钢筋混凝土工程量。
3) 预应力钢筋混凝土箱梁方案
为进一步减少车站的钢筋混凝土用量，减小梁、板高度，以使车站埋深较小，顶板可考虑采用预应力钢筋混凝土箱梁方案。但考虑到采用预应力施工技术施工工艺较为复杂施工难度较大因此目前在地下车站施工中应慎用。
3.大跨度无柱地铁车站结构设计难点分析
大跨度无柱地铁车站由于跨度较大，其内力和变形与普通的单柱双跨车站有所不同，必须针对结构设计中的难点而采取相应的结构构造措施。
a) 无论顶板采用密肋梁方案或变截面板方案由于侧墙与顶板相交处角点弯矩过大，因此必须对该部位进行结构加强处理，通常的做法是在角点处加设大腋角。
b) 对中板来说虽然承受的荷载要比顶板小但由于中板板厚较小且开洞较多故其受力形式较复杂。
c) 大多数车站由于覆土较薄（一般为3m左右），当地下水位较高时，仅靠结构自重和覆土荷载难以满足车站抗浮要求，需要采取抗浮措施。
结束语
大跨度无柱地铁车站作为一种较新的车站型式，有其独特的建筑风格，减小了车站的总宽度，并使车站公共区空间通透开阔， 但设计时应根据其跨度较大的特点，采取相应的结构构造措施。该车站类型由于板厚（或梁高）和层高均较大，从而增大了车站轨面埋深， 比普通单柱双跨双层地下车站约增大1%&(1%2*， 对乘客出入车站及车站土建造价可能会造成一定影响。因此， 是否适合采用大跨度无柱车站，应根据具体的站位实际情况，因地制宜，慎重进行多方案比选后才能确定。
