現(xiàn)代有軌電車橫穿高速公路縱斷面方案比較

梁 鑫

(同濟(jì)大學(xué)鐵道與城市軌道交通研究院，上海 200331)

1 研究背景

現(xiàn)代有軌電車作為中等級(jí)別運(yùn)量的公共軌道交通系統(tǒng)，可良好地適用于大城市新區(qū)規(guī)劃和中等城市，具有載客量大、安全舒適、快速便捷、節(jié)能降噪等區(qū)別于傳統(tǒng)有軌電車的特點(diǎn)，同時(shí)單公里造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地鐵，從多個(gè)方面最優(yōu)滿足財(cái)力、人力、物力、客流難以達(dá)到建設(shè)地鐵標(biāo)準(zhǔn)的城市需求，目前已有多個(gè)城市在進(jìn)行前期的規(guī)劃與方案研究工作。然而，我國對(duì)現(xiàn)代有軌電車的研究還處于起步階段，有軌電車線路方案設(shè)計(jì)是當(dāng)前需要研究的問題之一。

根據(jù)上海市松江區(qū)《松江區(qū)現(xiàn)代有軌電車網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃(2013年～2020年)》的公示，現(xiàn)代有軌電車示范線T1線規(guī)劃方案起自新松江路，經(jīng)三新北路、榮樂西、中、東路、民益路、新鎮(zhèn)街、新站路，終至新橋站，全長約16．4 km，設(shè)站25座，換乘軌道9號(hào)線體育中心站和軌道交通22號(hào)線(金山支線)新橋站，以實(shí)現(xiàn)整合既有公交主通道、提升公交服務(wù)功能。本文所研究節(jié)點(diǎn)位于三新北路—思賢路至三新北路—榮樂西路路段，橫穿G60滬杭高速。

2 節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀

節(jié)點(diǎn)處目前狀況為三新北路雙向道路下穿滬杭高速公路，道路等級(jí)為次干道?，F(xiàn)有道路為機(jī)動(dòng)車雙向四車道，中央有綠化帶分割，限高3．5 m，此外在兩側(cè)各有限高2．5 m的非機(jī)動(dòng)車道及人行道，機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車道之間有1 m高差并設(shè)有護(hù)欄。三新北路上方的滬杭高速公路為分幅式公路橋，共2幅總寬度32 m，在下方三新北路綠化帶內(nèi)使用排柱支撐(見圖1)。

依據(jù)規(guī)劃方案，節(jié)點(diǎn)處北側(cè)三新北路—思賢路路口與南側(cè)三新北路—榮樂西路路口設(shè)有有軌電車車站，并且在三新北路—榮樂西路路口設(shè)有雙向Y形道岔，向西方向一端預(yù)留接入辰塔路車輛基地，以上要素在進(jìn)行縱斷面方案設(shè)計(jì)時(shí)均需加以考慮。同時(shí)，由于滬杭高速公路(G60)為滬杭甬高速的重要組成部分，全天承擔(dān)巨量的運(yùn)輸任務(wù)，故在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不考慮對(duì)其進(jìn)行橋體改造的方案(見圖2)。

圖1 現(xiàn)狀實(shí)例圖

圖2 規(guī)劃方案線路平面圖

3 設(shè)計(jì)規(guī)范

我國目前尚未編制國家級(jí)的現(xiàn)代有軌電車設(shè)計(jì)規(guī)范，地方性規(guī)范多參考國外經(jīng)驗(yàn)或者地鐵及輕軌設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí)際情況自行規(guī)定。在此參考《珠海現(xiàn)代有軌電車1號(hào)線首期工程——技術(shù)規(guī)定》中對(duì)線路設(shè)計(jì)要求:

1)縱斷面:線路區(qū)間正線最大縱坡為50‰，困難條件下為60‰(以上均不考慮各種坡度折減值);道岔一般設(shè)在不大于5‰的坡道上，困難地段可設(shè)在不大于10‰的坡道上。Y形組合道岔應(yīng)設(shè)在平坡上。

2)豎曲線半徑:兩相鄰坡段的坡度代數(shù)差不小于2‰時(shí)，應(yīng)設(shè)置豎曲線連接，豎曲線半徑在區(qū)間正線，一般為3 000 m，困難地段為2 000 m;在車站端部，一般為2 000 m，困難地段為1 000 m;輔助線，一般為1 000 m。

3)凈空要求:主干路，不小于5．5 m;次干路，不小于5．0 m。

4)其他要求:變坡點(diǎn)和豎曲線均不應(yīng)進(jìn)入車站站臺(tái)計(jì)算長度范圍內(nèi);豎曲線端點(diǎn)距離道岔端部距離不應(yīng)小于5 m;正線線路縱向坡段長度不得小于遠(yuǎn)期列車長度，且相鄰豎曲線間夾直線長度不宜小于15 m。

4 方案設(shè)計(jì)

1)方案一:地面線方案(見圖3)。本著降低建設(shè)成本的設(shè)計(jì)原則，現(xiàn)代有軌電車線路縱斷面設(shè)計(jì)一般優(yōu)先考慮沿既有道路坡度變化。為保證線路下穿滬杭高速公路時(shí)滿足凈空要求(次干路，5．0 m)，需要對(duì)已有三新北路路面進(jìn)行下挖改造，下挖深度不小于5．0-3．5=1．5 m。經(jīng)計(jì)算，此方案最大縱坡控制在30‰以內(nèi)，對(duì)節(jié)點(diǎn)兩端車站及道岔無影響。

2)方案二:普通高架線方案(見圖4)。在綠化帶內(nèi)樹立基礎(chǔ)，采用高架線路的形式跨越節(jié)點(diǎn)，不會(huì)占用原有車道，同時(shí)可以節(jié)省沿線水電燃?xì)獾裙芫€搬遷的工作量。在盡量避免侵占高速公路用地范圍的前提下，采用一跨而過的橋梁形式，跨徑60 m。結(jié)合道路與橋梁專業(yè)，滬杭高速上方凈空要求為5．5 m，跨越的橋梁采用鋼梁連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)形式，梁體厚度采用3．5 m，高架線路梁體結(jié)構(gòu)表面距離軌之間結(jié)構(gòu)厚度0．5 m。綜上，最終確定高架線方案跨越滬杭高速時(shí)軌面標(biāo)高為17．5 m。此標(biāo)高與地面線路標(biāo)高差距在13 m以上，經(jīng)計(jì)算，節(jié)點(diǎn)南側(cè)可以按照困難情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，在采用53‰的坡度以及2 000 m的豎曲線半徑的情況下滿足道岔與豎曲線端點(diǎn)距離大于5 m的要求;而節(jié)點(diǎn)北側(cè)即使采用60‰的坡度以及2 000 m的豎曲線半徑，仍然無法滿足變坡點(diǎn)及豎曲線不進(jìn)入車站計(jì)算長度的要求，需要對(duì)思賢路站上行線車站及榮樂西路站下行線車站站位進(jìn)行調(diào)整方能滿足。調(diào)整后，思賢路站上行線車站與下行線車站沿線路對(duì)稱放置，線路在通過思賢路路口后開始變坡，坡度54‰，豎曲線半徑2 000 m。榮樂西路站上行線與下行線車站同樣采用對(duì)稱布置。

圖3 地面線方案示意圖

圖4 普通高架線方案示意圖

3)方案三:坡度優(yōu)化高架線方案(見圖5)。方案三在方案二的基礎(chǔ)上建立，不同之處在于降低節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的坡度，同時(shí)將思賢路站及三新北路站由地面車站變更為高架車站，在思賢路及榮樂西路路口處保證社會(huì)車輛通行凈空5．5 m。經(jīng)計(jì)算，此方案最大縱坡可以控制在30‰以內(nèi)。

圖5 坡度優(yōu)化高架線方案示意圖

5 方案比較

方案一著重點(diǎn)為降低建設(shè)成本，盡量保持周邊環(huán)境，但由于線路占用原有機(jī)動(dòng)車道，若不對(duì)道路進(jìn)行拓寬改造則勢(shì)必影響局部交通，造成擁堵。而拓寬改造則必定要進(jìn)行道路兩側(cè)的管線搬遷評(píng)估，而且下挖施工會(huì)對(duì)滬杭高速橋梁的立柱承臺(tái)產(chǎn)生影響，需要慎重考慮。同時(shí)，作為下穿式涵洞結(jié)構(gòu)，需要防范水澇問題，需要對(duì)原有的泵房進(jìn)行擴(kuò)容。

方案二的理論可實(shí)施性較強(qiáng)，但也有線路高度過高，坡度較大的問題，如采用此方案需要對(duì)安全性進(jìn)行評(píng)估。對(duì)兩側(cè)有軌電車車站的站位更改也會(huì)對(duì)局部客流造成一定的影響。

方案三在秉承方案二的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，對(duì)方案二存在的問題也進(jìn)行了優(yōu)化，采用了比較緩和的坡度，對(duì)車站的位置也沒有進(jìn)行變動(dòng)。但高架線路的車站造價(jià)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地面線車站，在地面車站能夠滿足要求的前提下不會(huì)考慮高架車站。

6 結(jié)語

本文針對(duì)上海市松江區(qū)現(xiàn)代有軌電車示范線T1線橫穿高速公路橋這種節(jié)點(diǎn)狀況，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，提出了包括地面線方案、普通高架線方案和坡度優(yōu)化高架線方案在內(nèi)的三種方案。這三種方案都能確實(shí)有效地解決現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)困難的問題，為下一步具體施工提供建議。

［1］上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院．松江現(xiàn)代有軌電車示范線T1線工程項(xiàng)目建議書［R］．2013．

［2］上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院．珠?，F(xiàn)代有軌電車1號(hào)線首期工程——技術(shù)規(guī)定［R］．2013．

［3］何利英．現(xiàn)代有軌電車在綠色公共交通中的應(yīng)用現(xiàn)狀［J］．地下空間與工程學(xué)報(bào)，2012，8(S1):1576．