目前，我国城市轨道交通飞速发展，地铁车辆段的盖上综合开发已是城市土地集约利用的必然趋势。车辆段是指每条地铁线路中专门修建用于车辆停放、维护的地方，一个地铁车辆段占地面积约为20万～30万m²。在城市建设用地日趋稀缺与匮乏的情况下，这些用地如果单纯用作市政设施建设而不进行综合利用，必然造成城市土地资源的严重浪费。车辆段盖上综合开发推动了城市轨道交通发展和周边土地开发进程，极大地提高了城市土地集约化利用，大幅增加了政府土地出让收益，社会经济效益和生态环境效益显著。

　　 车辆段盖上开发工程和普通的工业与民用工程主要区别在于盖下为工业建筑，盖上为民用或公共建筑。两者的使用功能等要求不用，以至于层高、跨度、结构体系的选择等差别较大，造成结构竖向刚度不规则，结构的抗震性能降低，所以合理确定结构方案，对控制投资及提高结构的抗震性能具有重要的意义。

　　 目前对车辆段盖上物业开发的结构方案有以下几种。1) 落地式:盖上主楼全部竖向构件直接落到车辆段大库库区内;2) 局部转换式:盖上主楼的核心筒或部分剪力墙能落到大库库区内，仅对部分竖向构件在库区顶板进行转换;3) 全部转换式:盖上主楼的全部竖向构件在库区顶板转换^[1,2]。

　　 车辆段结构方案需统筹考虑盖下工艺条件和盖上开发建筑的规模，结合结构体系的高度和实用性、经济性，并与工程筹备条件相协调。本文结合工程实例对三种结构转换方案进行探讨。

　　 湖涌停车场位于佛山市禅城区2号线中部，位于禅城区南庄，佛山一环以西、季华路以北，承担2号线部分车辆停放任务。其中一层为社会停车库，二层为地铁车辆段的联合库。地铁联合库顶板上方进行物业开发，为住宅小汽车库及住宅，咽喉区上部为屋顶花园及预留二期幼儿园建设条件。一层社会停车库层高为6.06m，二层地铁联合库层高为11.0m，二层联合库上方为1.95m高的设备夹层，住宅小汽车库层高为4.89m，上部住宅为7～9层，层高为2.9m, 9层住宅的结构高度为50m, 7层住宅的结构高度为44.2m。工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g。总平面示意图如图1所示。

　　 如图1所示，湖涌停车场盖上共开发8栋住宅，均为混凝土框架结构，其中7#楼和8#楼盖下使用功能为停车场配套用房，通过设置结构缝与地铁联合库分开，使其成为各自独立的规则单体结构;联合库垂直轨道方向设置结构缝，把联合库分成3段平面较规则的结构，每段长度约为100m，联合库最宽处约120m，库区主要柱网尺寸东西向为10.8m，南北向为7～12m。

　　 如图2和图3所示，地铁联合库位于二层，为减少住宅结构因轨道振动产生的影响，住宅结构与联合库结构自基础到地上设结构缝脱开，住宅结构柱在联合库楼面留洞中穿过，住宅结构在联合库底板下及联合库顶板上的位置处均设结构层，用以避免住宅底层柱因穿过下部大库而造成二层通高形成薄弱层，加强了住宅结构底部的侧向刚度。

　　 住宅落地的柱网为进深7m、开间10.8m，住宅标准层不能落地的柱在住宅小汽车库顶板进行转换。

　　 本结构采用的方案是直接落地式，适合于抗震设防烈度7度 (含) 以下低烈度地区，盖上开发建筑的结构形式为混凝土框架结构，结构高度按框架结构的限高进行控制。上部结构框架柱与大库柱交叉布置，各自成为独立的结构单元，各单体结构布置较规则，无超限情况，结构设计相对简单。盖上结构柱对大库下地铁行车限界无干扰，节约了大库用地面积，结构经济性较好。

　　 东坝车辆段位于北京市朝阳区东五环以东，机场二高速以西，规划东坝路与东坝北街之间。项目为北京地铁3号线、12号线东坝车辆段综合利用工程，是集车辆段盖上综合开发利用、TOD (Transi Oriented Development，以公共交通为导向的开发) 一体化于一身的综合开发项目。项目用地南北长320m，东西长2 000m，总占地面积65万m²，用地范围内西侧为3号线运用库、组合库及盖下落地区;中间为3号线、12号线咽喉区及盖下落地区;东侧为12号线运用库、联合库及盖下落地区;北侧为两条试车线。总平面示意图如图4所示。

　　 大库首层层高9.5m，二层小汽车库层高4.5m;大库盖上开发12～22层住宅，咽喉区盖上开发6层住宅，住宅层高2.9m，建筑总高度不超过80m。工程抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。

　　 东坝车辆段3号线库区首层共分为4个结构单元，最大长度168m，最大宽度242m;12号线库区首层共分为7个结构单元，最大长度196m，最大宽度239m;咽喉区开发范围分为4个结构单元，最大长度181m，最大宽度185m。库区主要柱网尺寸东西向为7.2m，南北向为9～21m。

　　 本工程库区的每个结构单元上都有2～6栋住宅楼，属于大底盘多塔结构，结构需进行超限审查，其中的典型结构分区计算模型如图5所示。

　　 盖上开发的住宅为12～22层的剪力墙结构，建筑高度较高，高宽比大，综合考虑了盖下工艺条件的限制，住宅采用框支剪力墙结构方案，一部分剪力墙落地，不落地的墙体在首层顶或二层顶进行转换。

　　 由于行车轨道的限制，库区盖上结构的顺轨道方向的剪力墙大部分可以落地，对于落在库区内限界范围的局部墙体，需要通过转换次梁进行二次转换;垂直轨道方向的剪力墙能落地的墙体长度受限制，因而在转换层以下垂直轨道方向的剪力墙厚度增加较多。以塔1为例，塔1转换层结构平面示意图如图6所示，转换柱截面为1.8m×3.8m，转换主梁截面为1.8m×2.0m，转换次梁截面为1.5m×1.5m，底部墙厚1.8m。

　　 本工程咽喉区盖上开发6层住宅，住宅采用混凝土框架结构。因咽喉区使用功能要求，盖下柱网不规则，住宅框架柱无落地条件，同时二层为小汽车库及设备用房，住宅框架柱嵌固于二层顶，如直接在二层顶板进行转换，住宅的框架柱截面较大，对住宅的使用功能有严重影响。因此采用隔震体系，在二层顶板上设置隔震层，可明显减小上部住宅框架结构的地震响应，框架柱的截面可以得到有效控制。3号线咽喉区的计算模型如图7所示。

　　 库区采用的结构方案是局部转换式，在8度区盖上开发规模较大时采用较适合，对库区限界有一定的影响，结构高度按框支剪力墙结构的限高进行控制，结构设计较复杂，盖下结构的造价较高。

　　 咽喉区采用的结构方案是全部转换式，适合于上下结构竖向构件完全不对齐，盖上开发结构形式为混凝土框架结构为宜，盖上开发规模较小，盖上结构高宽比不易过大，盖上结构布置相对灵活，超限设计相对简单。且对盖下地铁行车限界无干扰，结构经济性较好。

　　 北安河车辆基地位于北安河组团东部，西六环西南角，北清路南侧，京密引水渠以西，车辆段用地面积约26.6万m²，东西长度约900m，南北宽度约300m。其中咽喉区为一层，层高8.2m，上部预留荷载进行二次开发;库区北侧为联合库，南侧为运用库，中间是消防车道;联合库为一层，层高14.3m;运用库为二层，总高度14.3m，首层高度为9.8m，二层 (小汽车库) 高度为4.5m。库区盖上开发8～10层住宅，住宅层高3.0m。工程抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。总平面示意图如图8所示。

　　 北安河车辆段库区及住宅由盖下框架-剪力墙结构及盖上剪力墙结构组成。总平面东西长约419m，设三道结构缝，南北向宽约300m，中间消防车道形成天然的结构缝将大库分为联合库和运用库两部分，整个库区共分为6个结构单元，结构单元最长约176.7m，宽约160m。典型结构单元计算模型如图9所示。

　　 因盖上住宅剪力墙结构的剪力墙在进深方向无落地条件，同时首层为地铁车道、二层为小汽车库及设备用房，上部剪力墙结构嵌固于裙房顶，此结构体系为高位转换结构且上下刚度相差太大，竖向严重不规则。因此采用隔震体系，在二层顶板上位置设置隔震层，可显著减小上部剪力墙结构的地震响应，同时下部框架-剪力墙结构的受力状况也因上部结构地震响应的降低而得到改善，提高了整个结构体系的抗震性能。

　　 以典型结构计算单元 (图9) 为例，盖上共3排住宅，北侧9#～12#住宅盖下为二层，柱网为6m×6m，支承隔震支墩的转换梁截面为1.2m×1.8m，转换柱截面为1.2m×1.2m;中间5#～8#住宅盖下为二层通高，柱网跨度为12m，且有工艺净高要求，转换梁截面为1.0m×3.0m，转换柱截面为1.2m×1.2m;南侧1#～4#住宅盖下为二层，二层为小汽车库采用空腹桁架进行转换，上弦截面为1.0m×1.5m，下弦截面为1.0m×1.0m，斜杆截面为0.6m×0.6m，转换柱截面为1.2m×1.2m，满足了车库使用净高要求。南侧两排住宅下方，因盖下工艺要求无法布置垂直轨道方向的剪力墙，因此在其相邻跨均布置了垂直轨道方向的剪力墙，以满足层间隔震的嵌固刚度比要求，见图9 (b) 。

　　 北安河车辆段盖上开发采用的结构方案是全部转换式。适合于抗震设防烈度8度地区，盖上开发结构形式为剪力墙结构，上下结构竖向构件完全不对齐，盖上开发规模为中等规模，盖上结构高宽比不宜过大。隔震转换时盖上结构的户型在二次开发时会留有一定的建筑户型变化空间，盖下框架-剪力墙结构的垂直轨道墙体布置会对盖下行车限界有影响，盖下结构的造价较高。

　　 项目用地位于五路综合交通场站规划用地范围内。五路综合交通场站规划用地在北京市海淀区西三环和西四环之间，玲珑路和蓝靛厂南路相交口的西北角。为提高土地利用价值，在地铁停车库上部进行了综合物业开发，咽喉区盖上为屋顶花园。地铁停车库东西长约283m，南北宽约185m，总高度13.75m，首层层高8.55m，功能为地铁6号线和10号线两条线路共用的停车场，主要承担地铁车辆的停放和管理;二层层高为5.2m，功能为小汽车库及配套用房。盖上开发6～10层住宅。工程抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。五路地铁停车库总平面示意图如图10所示。

　　 五路地铁停车库及住宅由盖下框架结构及盖上剪力墙结构组成。总平面东西长约283m，设二道结构缝，南北向宽约185m，设一道结构缝，整个库区共分为6个结构单元，结构单元最长约120m，宽90m。典型结构分区的计算模型如图11所示。

　　 因盖上住宅剪力墙结构的剪力墙无落地条件，同时首层为地铁停车库、二层为小汽车库及设备用房，上部剪力墙结构嵌固于裙房顶，此结构体系为高位转换结构且上下刚度相差太大，竖向严重不规则。因此采用隔震体系，可显著减小上部剪力墙结构的地震响应，同时下部框架结构的受力性能也因上部结构地震响应的降低而得到改善，提高了整个结构体系的抗震性能。

　　 以典型结构分区 (图11) 为例，盖上共2排住宅，每排住宅因为超长均设置结构缝，缝宽1m。盖下为二层，柱网13.2m×7.2m，盖下转换柱截面为2.0m×2.0m，二层顶转换梁截面为1.2m×2.2m。

　　 五路地铁停车库盖上开发采用的结构方案是全部转换式。盖上开发结构形式为剪力墙结构，盖下为框架结构，柱截面较大，上下结构竖向构件完全不对齐，盖上开发规模为中等规模，盖上结构高宽比不宜过大，结构经济性较好，对盖下地铁限界无影响。

　　 平西府车辆基地位于8号线线路北端终点，与二期工程线路终点站回龙观东大街站接轨，总建设用地约为24.2万m²。运用库总高度14.2m，首层为运用库，层高为9.4m，二层为小汽车库 (物业开发配套) ，层高为4.8m。二层以上共9栋住宅楼。运用库东西向长度约291m，南北向宽度约196m。咽喉区为2层，首层为地铁车辆通道，二层为汽车通道、美容美发、咖啡茶座及健身用房，屋顶为屋顶花园。工程抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g。平西府地铁运用库如图12所示。

　　 平西府运用库南北向设二道结构缝，东西向设一道结构缝，整个库区共分为6个结构单元，结构单元最长约130m，宽110m。

　　 水平向结构缝北侧的住宅共22层，结构总高度78.5m，采用框支剪力墙结构，盖上结构的顺轨道方向的剪力墙都可以落地，垂直轨道方向的剪力墙几乎没有落地条件，墙体采用两端为T形短肢、中部为十字形短肢的落地变截面剪力墙。

　　 水平向结构缝南侧的住宅因盖上住宅剪力墙无落地条件，盖上12层住宅剪力墙结构嵌固于裙房顶，因此采用隔震体系。

　　 平西府盖上开发结构形式分为二部分，一种为局部转换式，另一种为全部转换式。局部转换式适合盖上开发体量较大，落地的墙体经过优化设计，以使对限界的影响降到最低，经济性较好;全部转换式和五路地铁停车库的盖上开发特点类似。

　　 本文所涉及的隔震转换以及车辆段等的设计选型原则均是针对上述工程特点提出的，可供相似工程借鉴和对比。建议如下:

　　 (1) 低烈度区尽量采用直接落地式，盖上的结构方案以混凝土框架最为理想。

　　 (2) 高烈度区在盖上开发体量较大、盖上结构层数较多时尽量采用局部转换式，以增加开发体量，取得最好的经济效果。

　　 (3) 高烈度区在盖上开发规模中等时，尽量采用隔震体系的全部转换式，使盖上的结构在二次开发时有一定的方案调整余地。