南京龍西立交改建設(shè)計(jì)

龔夏云

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)有限公司，上海 200092)

0 引 言

互通立交是交通干道間進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，立交的功能完善程度與轉(zhuǎn)換效率高低往往成為影響路網(wǎng)總體通行能力的關(guān)鍵所在。隨著城市范圍的不斷擴(kuò)大、汽車保有量的快速增加，許多前期建設(shè)的立交已無法滿足當(dāng)前形勢下交通轉(zhuǎn)換要求。改建的主要原因總體上可歸納為通行能力飽和、路網(wǎng)改建、立交功能受限或立交標(biāo)準(zhǔn)過低等。筆者通過龍西互通二期項(xiàng)目，探討城市立交改建設(shè)計(jì)思路及方法。

1 立交概況

1.1 概況

龍西立交位于南京南站西南角，是南京機(jī)場高速與宏運(yùn)大道的相交節(jié)點(diǎn)。

圖1 龍西立交平面位置

機(jī)場高速是南京主城聯(lián)系江寧副城，通往機(jī)場的快速通道，同時(shí)也是鐵路南京南站綜合樞紐集疏運(yùn)系統(tǒng)中快速環(huán)線的重要組成。機(jī)場高速在龍西立交前后的橫斷面組成為主線加集散車道，其中主線雙向六車道，設(shè)計(jì)速度100 km/h；集散車道雙向六車道，設(shè)計(jì)速度80 km/h。龍西立交北側(cè)段的集散車道通行斷面由于高鐵橋墩的間距的原因，僅為雙向4車道。

圖2 龍西立交平面位置

宏運(yùn)大道現(xiàn)狀為東西向城市主干路，雙向六車道，規(guī)劃為城市快速路。受西側(cè)下穿高鐵等外部因素制約，宏運(yùn)大道主線快速化的線位還存在不確定性，且近期沒有實(shí)施計(jì)劃，規(guī)劃中的樞紐型互通立交在前期僅實(shí)施了兩條右轉(zhuǎn)匝道。

圖3 龍西立交平面位置

圖4 改建前的機(jī)場高速龍西立交

立交北側(cè)為高鐵橋梁，西北象限用地已出讓，西南象限為建成區(qū)，立交匝道可展線用地主要位于于西南象限。

1.2 改建原因

改建前的立交運(yùn)行狀況總體良好，但立交轉(zhuǎn)向功能的缺失導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)近期無法為南站南落客平臺(tái)提供快速轉(zhuǎn)換通道，這加劇了鐵路南站南北落客平臺(tái)的交通量差異(北平臺(tái)經(jīng)常擁堵而南平臺(tái)車輛稀少)。通過完善該立交功能，均衡南北落客平臺(tái)的流量，為該立交改建的主要原因。

1.3 交通量預(yù)測

從2條路道路相交節(jié)點(diǎn)的路網(wǎng)地位、道路等級(jí)、交通功能分析，該立交定位應(yīng)為樞紐型互通立交。

圖5 2015年機(jī)場高速公路集散車道與宏運(yùn)大道節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測圖

圖6 遠(yuǎn)期2035年機(jī)場高速集散車道與宏運(yùn)大道節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測圖

從交通量預(yù)測可以發(fā)現(xiàn)，直行交通量最大，占比69%。各轉(zhuǎn)向量中，占比最大的為北與東與東與南之間的兩組轉(zhuǎn)向交通量。也就是現(xiàn)狀兩根右轉(zhuǎn)匝道所對(duì)應(yīng)的左轉(zhuǎn)匝道。

2 總體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)立交的特點(diǎn)及建設(shè)條件，總體上可分為一次建設(shè)到位的永久方案及近遠(yuǎn)結(jié)合的分期建設(shè)方案。

2.1 總體方案一：快-快連接型互通樞紐立交

根據(jù)相交道路的等級(jí)，可選擇一步到位的互通樞紐立交，匝道連接轉(zhuǎn)換的對(duì)象為機(jī)場高速集散車道與宏運(yùn)大道快速化主線，主要轉(zhuǎn)向采用高標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)向匝道。

本方案的優(yōu)點(diǎn)在于快速路之間實(shí)現(xiàn)了快-快之間的快速轉(zhuǎn)換，符合樞紐立交的定位，交通轉(zhuǎn)換效率高；方案存在問題有兩點(diǎn)，(1)宏運(yùn)大道主線方案不確定性較大，近期難以穩(wěn)定，按遠(yuǎn)期方案一次實(shí)施到位的協(xié)調(diào)難度較大；(2)既有匝道須廢除，新建匝道進(jìn)入集散車道跨外河橋結(jié)構(gòu)，需對(duì)跨河大橋進(jìn)行改建拼寬，現(xiàn)狀立交建成時(shí)間短，拆除改建的社會(huì)影響大。

圖7 龍西立交總體方案一

2.2 總體方案二：快-慢連接型互通立交

匝道的連接的對(duì)象調(diào)整為機(jī)場高速集散車道(快速路)與宏運(yùn)大道地面主干路。遠(yuǎn)期宏運(yùn)大道快速化主線于立交前后設(shè)置的出入口，通過出入口經(jīng)地面段后再與機(jī)場高速的形成轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)立交近遠(yuǎn)結(jié)合、分期改建的要求。

方案的優(yōu)點(diǎn)：(1)實(shí)現(xiàn)了近遠(yuǎn)結(jié)合，滿足了近期的轉(zhuǎn)向需求，也為遠(yuǎn)期預(yù)留的實(shí)施條件；(2)保留立交一期工程實(shí)施的SE和EN兩條右轉(zhuǎn)定向匝道，且無須任何改造。方案的缺點(diǎn)：(1)快速路之間的通過出入口形成間接轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換效率低，且出入口部位容易成為瓶頸點(diǎn)；(2)受北側(cè)鐵路限制，部分轉(zhuǎn)向匝道缺失。

圖8 龍西立交總體方案二

綜合考慮建設(shè)的緊迫性，方案的靈活性，社會(huì)影響及實(shí)施難度，推薦方案二。

2.3 近期方案

近期工程在既有立交基礎(chǔ)上，新建東轉(zhuǎn)南、北轉(zhuǎn)東、西轉(zhuǎn)南匝道補(bǔ)充缺失的轉(zhuǎn)向。受立交北側(cè)鐵路高架群的限制，西側(cè)和南北之間缺失的轉(zhuǎn)向通過在宏運(yùn)大道地面設(shè)施調(diào)頭實(shí)現(xiàn)。近期建設(shè)方案對(duì)現(xiàn)狀立交既有設(shè)施改動(dòng)量小，工期可控，社會(huì)影響小。

圖9 龍西立交二期近期方案

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本立交為城市道路與高速公路相交節(jié)點(diǎn)，原則上采用公路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到本節(jié)點(diǎn)的位置，交通組成及特性，具有城市道路的特點(diǎn)，兼顧城市道路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 平縱線形設(shè)計(jì)

三條新建匝道共設(shè)置圓曲線7處，最大圓曲線半徑280 m，最小圓曲線半徑為60 m；緩和曲線14條，最小緩和曲線長度為45 m，兼顧立交占地大小與行車舒適性；曲線長度均滿足公路平面線性指標(biāo)要求。

立交匝道縱斷面豎曲線半徑均大于規(guī)范要求的一般值，縱坡考慮高架排水設(shè)計(jì)，于緩坡段加密布置雨水口，匝道端部、合流點(diǎn)處縱斷面按立交主線設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行行車視距檢驗(yàn)。

3.3 橫斷面設(shè)計(jì)

結(jié)合交通量及匝道長度，苜蓿葉匝道采用單車道布置，其余兩條定向匝道長度較長、曲線多加寬多，因此整體按雙車道匝道布置斷面，進(jìn)出集散車道出入口處通過標(biāo)線調(diào)整為單車道。

按照公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，單車道匝道標(biāo)準(zhǔn)橫斷面凈寬7.5 m=1.0 m硬路肩+3.5 m機(jī)動(dòng)車道+3.0 m硬路肩；雙車道匝道標(biāo)準(zhǔn)橫斷面凈寬9.0 m=1.0 m硬路肩+7.0 m機(jī)動(dòng)車道+1.0 m硬路肩。

3.4 變速車道設(shè)計(jì)

匝道與機(jī)場高速集散車道銜接點(diǎn)前后設(shè)置變速車道，變速車道長度按80 km設(shè)計(jì)速度取規(guī)范值。

集散車道分流鼻前應(yīng)設(shè)置減速車道，但立交北側(cè)的西集散車道為現(xiàn)狀瓶頸段，受高鐵橋墩限制僅布置了兩車道+硬路肩，缺乏拓寬改建空間，減速車道布置困難。但如果將此段集散車道按城市快速路考慮后，則立交改建方案又恢復(fù)了可行性。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測大于3 m的硬路肩再加上內(nèi)側(cè)可適當(dāng)壓縮的路緣帶及車行道寬度后，達(dá)到了3.5 m最小車道寬度，滿足布置減速車道的要求；東轉(zhuǎn)南匝道的加速車段位于跨外秦淮河大橋范圍內(nèi)，通過標(biāo)線調(diào)整車道寬度，利用最外側(cè)的硬路肩作為加速車道大大降低了工程投資，也能滿足行車安全要求。

3.5 橋梁結(jié)構(gòu)跨徑布置

東轉(zhuǎn)南及西轉(zhuǎn)南匝道以橋梁結(jié)構(gòu)為主。匝道橋?qū)?.5 m、10 m，以現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)單箱結(jié)構(gòu)為主，標(biāo)準(zhǔn)的跨徑組合為30 m+30 m+30 m，兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性?？鐑?nèi)河及機(jī)場高速段采用鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁，跨徑組合為(39m+52 m+40 m)+(42 m+46 m)。

立柱、承臺(tái)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樁基采用直徑1～1.2 m鉆孔灌注樁。

3.6 場地豎向設(shè)計(jì)

匝道圍合范圍內(nèi)的場地結(jié)合匝道高程進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)，并考慮景觀效果排水等因素。

圖10 龍西立交總體方案二

4 結(jié) 語

改建立交設(shè)計(jì)限制更多，設(shè)計(jì)思路及方法與純新建立交并不相同。在滿足安全的前提下，通過靈活執(zhí)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜的確定改建方案；對(duì)于有近遠(yuǎn)結(jié)合要求的工程，則應(yīng)為同步考慮遠(yuǎn)期的可能方案，并為后續(xù)工程的建設(shè)預(yù)留空間及靈活性。

圖11 改建后的機(jī)場高速龍西立交