摘要：青岛北站为特大型铁路客站，并与城市交通体系组成无缝立体换乘综合交通枢纽。青岛北站造型立意海鸥在海滨展翅，展现了青岛博大的胸怀和广阔的发展前景，突出了“海边的站房”这一得天独厚的环境条件。
关键词：交通枢纽 海边车站 海鸥
中图分类号：TU248.1
文献标识码：B
文章编号：1004－8537(2012)03－0151－05
项目概况
青岛北站是集城际铁路、普速铁路、高速铁路、轨道交通、公交、长途客运、出租车和社会车辆等多种交通方式为一体的综合性大型交通枢纽。车站位于山东半岛胶州湾北侧青岛市李沧区，现有胶济线沧口站西南侧。基地西侧为胶州湾高速公路，西南约1km为青岛海湾大桥，北距青岛流亭国际机场约13km。
青岛北站是整个交通枢纽中最重要的旅客集疏区域。预测近期旅客发送量为2.53万人/日，远期为4.93万人/日。客流集中，功能和流线复杂。公交车站、长途汽车站、社会车及出租车停车场分别设于站前东、西广场、同时，地下一层通过换乘大厅将铁路与地铁、出租车上客区、社会车辆停车场相连，形成多种交通工具的无缝立体衔接，从而快速、便利地解决城市与铁路之间的交通转换。
青岛市政府结合铁路青岛北站及地铁火车北站的建设，大力开发青岛市交通商务区，并将车站区域作为交通商务区的核心区。可见车站的建成将对促进当地经济发展起着极为重要的作用。青岛北站也将成为青岛市的新地标。
新颖的车站建筑
在本次设计指导思想中强调建筑个性与环境的统一，通过一体化、完整而独特的建筑造型体现现代交通建筑的内涵，体现地域文化特点，满足城市规划和城市交通需要。
青岛北站的设计充分突出“海边的站房”这一得天独厚的环境特点，以海鸥展翅飞翔为立意，在候车大厅内不设一根立柱，巧妙地通过10榀钢斜拱模拟海鸥翅膀扇动时的不同位置连贯而成，上覆轻型金属屋面，形成动态、轻巧、新颖的建筑造型。在实现个性、优美的建筑造型的同时，加大了建筑有效使用空间，更好地为旅客提供宽敞、舒适的站内环境，使交通建筑的空间塑造与自然环境浑然一体，完美地体现了人与自然和谐相处的城市特点，这一极具地域特征和视觉冲击力的交通建筑将为胶州湾海域增添活力，其独特的建筑造型将形成青岛市的新地标，也将是国内外铁路车站设计中独特的耀眼的明珠(图1～图5)。
青岛北站深挑的大屋檐及鳞片状玻璃幕墙是建筑“美观与实用”完美协调的又一大特点。青岛市属暖温带半温润季风气候，受海洋影响较大，气候特点夏季多雨，冬季晴朗干燥。站房设计为适应青岛独特的气候条件，体现滨海建筑特点，建筑屋面四边设计出深远的挑檐既形成了进入室内的过渡空间，又起到遮阳避雨的效果。在立面设计上，考虑到遮阳与保温效果，设计了具有格栅意象的鳞片状曲面幕墙，部分玻璃后衬保温棉及铝合金板以等效于实体墙体保温。同时这种半透明的均匀的幕墙肌理可以形成一个背景，很好地衬托其前面的主体结构的精美(图6)。
除了独特的外形设计之外，作为大型交通枢纽，客流组织设计更为重要。由于车站的建设使得该区域形成交通枢纽，外部交通规划要适应车站交通疏导的需要，设计时在车站前后分别设置交通广场方便不同方向客流进出站，在车站两端分别设置高架道路上跨铁路，方便客流进出站和与胶州高速公路的连接，提高进出站交通效率。
青岛北站站房结合场地特点采用“上进下出”的流线设计。站台与首层地面平层。进站人流由首层进站广厅上到二层高架候车厅等候，检票后由高架候车厅下至对应站台上车。出站人流到站后由站台下至地下一层出站厅，验票出闸机后通过换乘大厅转换地铁或其它交通工具。进、出站人流互不交叉、干扰。出站层设于地下一层同时可与三条城市轨道交通接驳，这样可以快速疏散瞬时大量集中的出站人流离站。候车大厅位于地上二层，铁路下穿站房，由于设计巧妙地取消了屋顶立柱，候车空间更加宽敞、明亮，丰富的屋顶及幕墙设计为候车旅客创造了更为生动、舒适的站内环境。
考虑到站房离海边仅1km距离，本站特意在候车大厅西侧靠近外立面幕墙处设置了观海夹层作为集中的商业空间，暂时停下匆忙的脚步，放下沉重的行包，无论是何种行者，驻足窗边欣赏大海，都可以去体会“身未动、心已远”的意境。
站台雨棚采用无站台柱雨棚形式以增加站台通行能力及视线通透效果。建筑造型以站房对称，每侧各8跨5榀连续梭型钢桁架相连，从而与主站房曲面造型呼应，简洁、大气(图7)。
主体结构由主站房屋盖、主站房候车厅和两侧对称的站台无柱雨棚组成，主站房东西向长286.75m，南北宽114.25m，建筑面积6.88万m2，站台无柱雨棚可覆盖8个站台，覆盖面积约为6万m2。主站房屋盖为复杂的空间钢结构体系，由10榀平行列车轨道的拱桁架空间受力体系组成，中部5m高、3.8m宽的三角形屋脊大梁将10榀拱形体系纵向串连为一个整体。每榀立体拱桁架由一榀拱、两根横梁、6对V型撑、16根交叉索以及两根横梁问的纵向檩条组成。拱形受力体系跨度为101.2m～148.7m不等，最大悬挑约30m，每榀拱形受力体系通过几何单元的变化来模拟海鸥展翅的姿态，拱形体系支座之间设预应力拉索，以平衡水平力，中部4榀拱的V型撑两两相连提高结构纵向抗侧刚度，最终形成一个结构新颖、造型独特的复杂空间结构。屋盖结构直接落地，与下部高架候车层结构为互相独立的结构单元。主站房高架候车层平面尺寸约为154m×275m，为Y形柱和实腹工字形梁组成的钢框架体系，为了避免过大的温度应力对结构的影响，通过设置一道温度缝将候车层楼板平面分成两部分。站台无柱雨棚采用平面管桁架拉索结构，最大跨度38.5m。
该项目主站房工程属于多种结构体系巧妙组合而成的混合体，含拱结构、拉索结构和桁架结构及部分混凝土结构，而且主构件截面多为异形截面，加之单体长度与跨度超限，已通过山东省建设厅组织的抗震设防专项审查(图8、图9)。
新技术新材料的应用
1 车站性能化消防安全研究
作为大型综合交通枢纽，青岛北站建筑设计上站厅需要开阔开放性的大空间，需尽可能减少隔断，以保证视觉通透与旅客的高效通行性，从而造成在消防设计上局部不能满足现行消防规范要求。本站主要针对防火分区、最大疏散距离、钢结构防火保护、大空间烟气控制等问题进行专项消防性能化研究，论证了建筑消防设计的可行性。
2 主站房结构缩尺模型试验及其异形截面与复杂节点的试验研究
青岛北站采用”海鸥”造型，建筑造型独特，结构型式复杂，采用立体拱桁架这种特殊的结构形式予以实现，结构设计中采用大量先进的预应力钢结构技术。结构体系独特，跨度及长度均属《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质[2010]109号)所列的超限结构类型。大跨度空间结构的特殊风荷载、由温度变化引起的温度胀缩效应、结构的整体稳定性以及复杂节点的受力特性以及异形截面均成为主要的设计难点。屋盖纵梁高约5m，与每榀拱及横梁的连接节点对结 构体系的安全性能至关重要。同时，拱及横梁的异形截面设计在现行规范中无法找到相关技术参考。因此，为保证青岛北站站房建筑结构的安全，并指导结构分析计算与设计，设计过程中开展了青岛北站站房建筑的模型试验及其异形截面与复杂节点的试验研究。通过试验，对屋面横梁与主拱提供了可靠的数据并进行了准确的设计：在试验及分析的基础上进行节点设计，保证做到“强节点弱构件“的抗震措施：同时通过缩尺模型试验了解了复杂结构的传力路径，论证了拱结构的应力分布及其整体稳定性。
3 现代火车站候车室高大空间的透明围护结构与遮阳构造形式的节能研究
青岛北站为充分体现海边建筑轻盈、明亮的特点，屋盖采用大跨度钢结构轻型金属屋面，外立面大胆地全面采用玻璃幕墙结构，而无实墙体。但这种幕墙体系对当前日益受到高度重视的节能设计目标提出了严峻挑战。为此本站进行了专项节能研究。根据研究分析，屋面大面积的出挑屋檐，可视为一个比较完善的固定外遮阳措施，外立面采用了幕墙与铝板交错设置的鳞状幕墙结构，这样在保证美观的同时有效减小了透明幕墙面积，降低了太阳辐射的热量，同样也具有自遮阳效果。根据节能研究结果显示。由于大面积的屋面挑檐及鳞状幕墙的遮阳效果显著。建筑自遮阳构件的设计对控制夏季空调能耗已起很大作用，因此幕墙可选择高遮阳系数、低传热系数的高透Low－E镀膜玻璃，从而在降低冬季采暖能耗的同时尽量提高立面的通透性。由于屋面天窗部分并不存在较好的自遮阳构件，因此适合选用低透Low－E镀膜玻璃，以减少太阳辐射的热量，从而尽量降低夏季空调能耗。根据不同屋面构造方案的能耗分析，如果增加屋面保温性能，虽然降低了采暖能耗，但也同时增加了空调能耗，而空调全年能耗又远大干采暖能耗，因此建筑整体增加了能耗。降低保温反而有益于降低能耗，但节能率也甚小，为0.1％。因此屋面传热系数对建筑节能率贡献较小，屋面采用满足节能标准要求的构造措施即可，无需特别增强屋面保温效果。
4 其他研究
青岛北站结合自身建筑特点还进行了标识系统研究、空调采暖冷热负荷设计研究、站房公共空间声环境研究、站房自然采光与照明研究等多项专题研究，充分体现“以人为本”的设计指导思想，提高科技含量，为铁路站房建设的“功能性、先进性、系统性、文化性和经济性“提供理论依据。