長(zhǎng)距離高架橋下部空間交通改善方法研究——以二環(huán)線武昌段為例

車(chē)麗彬，聶立力，何 丹

（1.武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,湖北武漢 430023；2.中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北武漢 430010）

0 引言

城市快速路是城市道路交通的主動(dòng)脈，主線高架橋結(jié)合地面輔路是城市快速路的常用斷面形式之一，其能在有限的道路紅線范圍內(nèi)，充分利用空間，增大交通供應(yīng)，彌補(bǔ)城區(qū)道路交通用地的不足，是緩解日益增長(zhǎng)的交通供需矛盾的主要建設(shè)方式。伴隨著大量高架橋的建成，橋下空間也隨之形成并迅速增多，成為城市及其周邊的一種新的土地利用形態(tài)和空間形式。但由于目前國(guó)內(nèi)對(duì)于橋下空間的規(guī)劃利用及管理缺乏統(tǒng)一的規(guī)范體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，橋下空間利用不合理的現(xiàn)象普遍存在，特別是雙柱式長(zhǎng)距離高架橋下部空間僅作為綠化空間，在一定程度上背離了建設(shè)高架橋以提升道路通行能力的初衷。本文試圖以二環(huán)線武昌段長(zhǎng)距離高架橋下空間利用，探討橋下空間利用實(shí)態(tài)與影響要素，為更合理地優(yōu)化長(zhǎng)距離高架橋下空間利用提供參考和依據(jù)。

1 長(zhǎng)距離高架橋下部空間概述

長(zhǎng)距離高架橋多為城市高架快速路，在形態(tài)上顯現(xiàn)出連續(xù)、線性的特征，如武漢的三環(huán)線、二環(huán)線以及白沙洲大道、雄楚大街等以高架為主的環(huán)線及放射線。根據(jù)橋梁的立墩位置，可分為道路中央式、道路單側(cè)式、道路邊緣式、單獨(dú)存在式；根據(jù)橋墩的形式，可分為中央單柱式、中央雙柱式、兩側(cè)雙柱式等。本文主要研究道路中央雙柱式長(zhǎng)距離高架橋。

長(zhǎng)距離高架橋下部空間具有派生空間、邊角空間、劣勢(shì)空間、公共空間[1]等特征，這在很大程度上決定了其利用的被動(dòng)且效率也相對(duì)較低。長(zhǎng)距離高架橋下部空間資源的合理利用涉及橋墩、車(chē)行道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道、綠化帶、人行道等斷面布置的眾多因素,在提高橋下空間利用率等目標(biāo)的基礎(chǔ)上,需遵循以下原則。

（1）橋下空間利用交通優(yōu)先。

橋下空間可被用作交通設(shè)施、城市管理用房、商貿(mào)用房和施工臨時(shí)占用等。交通設(shè)施又分為停車(chē)場(chǎng)、調(diào)頭車(chē)道、左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)區(qū)和行人二次過(guò)街設(shè)施[2]。高架橋一般位于城市主干路,應(yīng)充分考慮優(yōu)先布置交通設(shè)施,為橋下交通流組織提供便利,提高橋下路段及平面交叉口通行能力。

（2）交通利用機(jī)動(dòng)車(chē)優(yōu)先。

在城市中修建高架橋是解決道路車(chē)流交叉沖突、提高通行能力的有效方法，橋下空間的利用也應(yīng)以機(jī)動(dòng)車(chē)優(yōu)先，符合建設(shè)高架橋以提升道路通行能力的初衷[3-4]。

在此原則下，結(jié)合二環(huán)線武昌段探討如何有效利用高架橋下部空間。

2 高架橋下部空間交通改善方法探討

2.1 總體情況

武漢市二環(huán)線全長(zhǎng)52 km，圍成面積184 km，占主城區(qū)面積的27%，是新一輪《武漢市城市總體規(guī)劃（2006～2020）》中確定的“四環(huán)十八射”快速路系統(tǒng)的重要組成部分。

二環(huán)線武昌段（武咸公路—雄楚大街立交）西起武咸公路，東到蘆灣湖立交，然后折向北至雄楚大街，全長(zhǎng)約8.64 km，紅線寬60～70 m。全線按照主輔路形式進(jìn)行建設(shè)，雙向主線6車(chē)道、輔路6車(chē)道，主線設(shè)計(jì)車(chē)速為50～60 km/h，輔路設(shè)計(jì)車(chē)速30～40 km/h。其中高架段長(zhǎng)約5.04 km，通道段長(zhǎng)1.54 km，地面段2.06 km。全線共設(shè)置1對(duì)上下橋匝道、6對(duì)進(jìn)出口及2座互通式立交（八坦立交、盧灣湖立交）[6]。圖1為二環(huán)線武昌段走向及立交布置圖。

圖1 二環(huán)線武昌段走向及立交布置圖

2.2 高架橋下部空間利用情況分析

規(guī)劃方案為地面輔道雙向6車(chē)道（見(jiàn)圖2），地面輔道車(chē)行道總寬32 m。在8 m寬中央綠化帶內(nèi)立墩，橋墩內(nèi)不設(shè)車(chē)道，橋墩外側(cè)地面輔路車(chē)道寬度組成為2×3.75 m+3.5 m。

為充分利用橋下空間，在規(guī)劃方案的基礎(chǔ)上，不壓縮人行道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道和側(cè)分帶，按“增加車(chē)道，適當(dāng)壓縮車(chē)道寬度”的思路，在橋墩間布置1～2車(chē)道。結(jié)合交通組織對(duì)高架橋下部空間利用方案進(jìn)行分析。

2.2.1 橋墩間布置1車(chē)道

2.2.1.1 斷面布置

地面輔道車(chē)行道總寬32 m不變，布置7車(chē)道。橋墩拉開(kāi)后，設(shè)置1車(chē)道，車(chē)道寬度為3.5 m；橋墩外側(cè)輔道車(chē)道仍保持雙向6車(chē)道，車(chē)道寬度相應(yīng)壓縮，輔道車(chē)道寬度組成為3.75 m+2×3.5 m。具體布置如圖3。

2.2.1.2 交通組織分析

橋墩間布置的1個(gè)車(chē)道交通組織有3種方式。

（1）全線單向通行（方案一）

橋墩中間1車(chē)道設(shè)置為全線單向通行，則地面輔道7個(gè)車(chē)道的車(chē)道組成為“3+4”模式，但該車(chē)道布置于上行一側(cè)還是下行一側(cè)需交通流量的分配作為依據(jù)。根據(jù)現(xiàn)有交通資料，上下行兩側(cè)流量無(wú)明顯差異，按此模式布置會(huì)導(dǎo)致車(chē)道布置不均衡，且道口交通組織較困難。

（2）潮汐車(chē)道（方案二）

圖2 6車(chē)道（橋墩間無(wú)車(chē)道）方案（單位：m）

圖3 7車(chē)道（橋墩間單向一車(chē)道）方案（單位：m）

“潮汐車(chē)道”是指根據(jù)早晚交通流量不同情況，通過(guò)車(chē)道燈的指示方向變化，控制車(chē)道行駛方向。但是，在橋墩之間設(shè)置潮汐車(chē)道，車(chē)輛需在橋跨間穿行，故無(wú)法設(shè)置隔離措施，行人橫穿會(huì)較為嚴(yán)重，交通安全性較低，交管難度較大，地面無(wú)法施劃箭頭，同時(shí)公眾使用潮汐車(chē)道也需熟悉過(guò)程。

（3）道口單向左轉(zhuǎn)（方案三）

橋墩中間1車(chē)道設(shè)置道口左轉(zhuǎn)道，將兩地面道口間的橋墩間車(chē)道一分為二，通過(guò)標(biāo)牌標(biāo)線的提前提示將路段上進(jìn)入道口的左轉(zhuǎn)車(chē)輛引入橋下的左轉(zhuǎn)道，相應(yīng)提高了路段的通行能力，減少道口排隊(duì)長(zhǎng)度。

2.2.2 橋墩間布置2車(chē)道

2.2.2.1 車(chē)道布置

地面輔道車(chē)行道總寬32 m不變，布置8車(chē)道。橋墩拉開(kāi)后，設(shè)置2車(chē)道，車(chē)道寬度為2×3.25 m。橋墩外側(cè)輔道車(chē)道仍保持雙向6車(chē)道，車(chē)道寬度相應(yīng)壓縮，輔道車(chē)道寬度組成為3×3.25 m。壓縮大車(chē)車(chē)道至3.25 m，突破了國(guó)家規(guī)范3.5 m的要求，但符合《武漢市城市道路車(chē)道寬度技術(shù)規(guī)定》（WJG 215—2012）中車(chē)道寬度的規(guī)定。具體布置如圖4。

2.2.2.2 交通組織

橋墩間布置的2車(chē)道使用方式有以下2種。

（1）雙向通行（方案四）

橋墩拉開(kāi)后在橋墩間布置雙向2車(chē)道對(duì)向通行，路段上轉(zhuǎn)向交通需頻繁進(jìn)出，降低通行能力。同時(shí)對(duì)向車(chē)無(wú)分隔，安全性差，單向僅一個(gè)車(chē)道容易堵塞；在道口處車(chē)道分隔，組織不便。

（2）道口單向雙左轉(zhuǎn)通行（方案五）

同橋墩中間一車(chē)道情況相同，將兩地面道口間的橋墩間車(chē)道一分為二，通過(guò)標(biāo)牌標(biāo)線的提前提示將路段上進(jìn)入道口的左轉(zhuǎn)車(chē)輛引入橋下的左轉(zhuǎn)道，相應(yīng)提高了路段的通行能力，減少道口排隊(duì)長(zhǎng)度。

2.3 交通流量

根據(jù)交通流量預(yù)測(cè)[6]，2020年二環(huán)線武昌段路段高峰小時(shí)流量約為4 200～6 300 pcu/h。地面輔路路段高峰小時(shí)流量為700～2 100 pcu/h，地面輔路路口高峰小時(shí)交通流量如表1所示。

交通流中各類(lèi)交通方式如表2所示。

表1 2020年地面路口高峰小時(shí)交通量

表2 2020年二環(huán)線漢口段交通方式比例（標(biāo)準(zhǔn)車(chē)）

根據(jù)交通預(yù)測(cè)結(jié)果，上下行交通流量無(wú)明顯的差異，路口左轉(zhuǎn)交通量普遍較大，具體轉(zhuǎn)向流量見(jiàn)二環(huán)線武昌段方案論證。

2.4 VISSIM交通仿真及分析

2.4.1 仿真結(jié)果

使用VISSIM軟件對(duì)二環(huán)線武昌段各種斷面布置進(jìn)行仿真分析，建立路網(wǎng)模型，賦予相應(yīng)的路網(wǎng)流量，在起止段設(shè)置區(qū)間運(yùn)行時(shí)間的測(cè)量器、路口設(shè)置節(jié)點(diǎn)檢測(cè)器，具體結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同方案下平均路口延誤仿真結(jié)果（單位：s）

圖4 8車(chē)道（橋墩間單向兩車(chē)道）方案（單位：m）

表3可以看出，橋墩間布置2車(chē)道（8車(chē)道），采取雙左轉(zhuǎn)的交通組織方式時(shí)（方案五），交通運(yùn)行效果最好，路口平均延誤時(shí)間短。

2.4.2 交通分析

根據(jù)仿真結(jié)果，地面輔路的交通運(yùn)行狀況與斷面布置形式、交通組織、交通流量有著密切的關(guān)系。主要有以下表現(xiàn)。

（1）當(dāng)路口及路段通行能力已滿足交通需求時(shí)，規(guī)劃方案路段運(yùn)行通暢，路口延誤較??；在通過(guò)改變布墩方式和縮減車(chē)道寬度等途徑增加車(chē)道數(shù)的方法優(yōu)化后，交通運(yùn)行狀況改善不明顯。如青菱—青菱東路段、丁字橋路—珞獅南路段、青菱路路口及蘆灣湖立交地面道口。

（2）當(dāng)路口及路段通行能力無(wú)法滿足交通需求時(shí)，規(guī)劃方案路段運(yùn)行較為擁堵，路口延誤較大；通過(guò)改變布墩方式和縮減車(chē)道寬度等途徑增加車(chē)道數(shù)的方法優(yōu)化后，交通運(yùn)行狀況能得到較大改善。如丁字橋路口、尤李立交地面道口、機(jī)場(chǎng)二路—雄楚大街段。

（3）橋墩間車(chē)道交通組織方式對(duì)輔路交通運(yùn)行狀況有著較大影響。根據(jù)仿真結(jié)果可以看出，采用對(duì)向左轉(zhuǎn)的交通組織方式普遍優(yōu)于其他幾種交通組織方式，這與二環(huán)線武昌段交通流特征是相符的。

3 長(zhǎng)距離高架橋下部空間利用適用性分析

通過(guò)對(duì)二環(huán)線武昌段的分析，可以看出交通流量、斷面布置形式、交通組織方式對(duì)地面輔路的交通運(yùn)行狀況均有較大影響。不同交通需求情形下高架橋下部的地面輔道斷面布置適應(yīng)性也是不同的。

（1）當(dāng)?shù)孛孑o道車(chē)道數(shù)滿足交通需求時(shí)，從交通景觀效果、路段交通組織、道口交通組織、視距、對(duì)象眩光等方面考慮，應(yīng)采取中央立墩。

（2）當(dāng)?shù)孛孑o道車(chē)道數(shù)無(wú)法滿足交通需求時(shí)，同時(shí)受用地、建筑等影響道路沒(méi)有條件拓寬。這種情況下，應(yīng)結(jié)合交通需求，在不改變車(chē)行道寬度的情形下，利用橋墩間布置車(chē)道，提高道路通行能力。橋墩間車(chē)道交通組織適用情況如表4所示。

表4 各優(yōu)化方案適用性分析

4 結(jié)語(yǔ)

在不占用行人、非機(jī)動(dòng)車(chē)的通行權(quán)利和空間的前提下，結(jié)合道路交通流特點(diǎn)，合理安排交通組織，充分利用高架橋下空間來(lái)提高道路通行能力，在工程規(guī)劃以及工程實(shí)施的各個(gè)階段加以考慮和利用，對(duì)國(guó)內(nèi)外類(lèi)似工程具有極強(qiáng)的借鑒意義。

本次研究，僅對(duì)雙墩中央雙柱式橋下空間利用進(jìn)行分析研究，其他立墩形式的高架橋橋下空間利用在后續(xù)研究中會(huì)加以考慮。

[1]戴顯榮,饒傳坤,肖衛(wèi)星.城市高架橋下空間利用研究——以杭州主城區(qū)為例 [J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2009，36（6）：723-730.

[2]肖開(kāi)名,蘇劍鳴.從城市公共空間角度看待高架橋下部空間利用[J].工程與建設(shè)，2011，25（3）：314-316.

[3]謝旭斌.城市立交橋下空間的利用與設(shè)計(jì) [J].城市問(wèn)題，2009（12）：97-101.

[4]孫全欣,馮旭杰,甘恬甜.城市立交橋下空間資源利用的方法研究[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2011（6）：49-54.

[5]武漢市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司.二環(huán)線武昌段施工圖設(shè)計(jì)[Z].武漢：武漢市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，2010.

[6]武漢市城市綜合交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.二環(huán)線武昌段方案論證[Z].武漢：武漢市城市綜合交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.2010.