上海市嘉松公路越江工程設(shè)計(jì)綜述

符 佳

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

0 引言

隨著上海的快速發(fā)展，越來(lái)越多的城郊地區(qū)公路具有市政道路的特點(diǎn)，斷面布置也向城市道路靠近。另外，目前上海的非高快速越江通道多只供機(jī)動(dòng)車通行，少數(shù)可供人非通行的大橋，人非多由梯道或電梯上橋。在電動(dòng)自行車快速發(fā)展的當(dāng)下，非機(jī)動(dòng)車推行上橋或隨電梯上橋多有不便，且安全性較差。

本文以嘉松公路越江工程為例，對(duì)道路斷面布置及人非上橋方式進(jìn)行比較分析，以期為上海乃至全國(guó)其他城市今后類似工程的建設(shè)提供參考。

1 工程概況

嘉松公路越江工程位于上海市松江區(qū)，道路等級(jí)為二級(jí)公路，研究范圍北起塔閔公路交叉口，向南經(jīng)過(guò)顧家厙、沈夏村（現(xiàn)已拆除），過(guò)了金平路交叉口以南采用橋梁形式上跨黃浦江，跨過(guò)塘口公路后在松金公路交叉口以北落地，繼續(xù)向南經(jīng)過(guò)新建村，至規(guī)劃葉新公路結(jié)束，路線總長(zhǎng)約4.58 km。其中金平路至松金公路為越江段，兩側(cè)為地方銜接段。項(xiàng)目工程地理位置見(jiàn)圖1。

圖1 工程地理位置圖

本項(xiàng)目的建設(shè)具有如下意義：

（1）推動(dòng)長(zhǎng)三角一體化發(fā)展，構(gòu)筑西部新城發(fā)展鏈。完善上海市域干線公路網(wǎng)建設(shè)，完善西部路網(wǎng)，順應(yīng)城市功能轉(zhuǎn)型，加快郊區(qū)城鎮(zhèn)體系建設(shè)、強(qiáng)化西部組團(tuán)間聯(lián)系、促進(jìn)嘉青松金的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（2）打破黃浦江、區(qū)區(qū)對(duì)接阻隔，消除壁壘，完善區(qū)域路網(wǎng)建設(shè)，改善越江交通條件，提供多通道選擇，促進(jìn)松江地區(qū)浦江南北聯(lián)動(dòng)發(fā)展、松江區(qū)與金山北部的溝通。

（3）服務(wù)上海市西部的松江南站綜合交通樞紐，擴(kuò)大松南樞紐輻射范圍。

（4）引導(dǎo)和促進(jìn)周邊區(qū)域的發(fā)展。

2 功能定位及服務(wù)對(duì)象

2.1 功能定位分析

參考《上海市城市總體規(guī)劃（2017～2035）》中的城市空間布局和骨干路網(wǎng)規(guī)劃方案，嘉松公路整條通道的主要功能是作為上海市西部區(qū)域自北向南貫通、平行G15 公路的1 條市域主要干線公路。本段嘉松公路除作為干線公路外，還是黃浦江的越江通道。

按出行距離長(zhǎng)短，嘉松公路主要包括3 部分功能：

（1）長(zhǎng)距離西部新城群主要通道。嘉松公路是上海西翼地區(qū)南北向的主要干線，是串聯(lián)西部新城群重要的南北貫穿性道路。

（2）松江、金山中長(zhǎng)距離區(qū)域銜接。嘉松公路是松江新城“五縱七橫”骨架路網(wǎng)的重要組成部分。是松江北部新城、老城區(qū)、南部大居與松江浦南地區(qū)、金山地區(qū)的越江銜接通道。

（3）浦江南北兩側(cè)短距離到發(fā)。嘉松公路建成后，還將兼顧周邊村鎮(zhèn)居民的日常出行。

2.2 服務(wù)對(duì)象

根據(jù)上述功能定位分析，嘉松公路以服務(wù)區(qū)域之間中長(zhǎng)距離客貨運(yùn)輸為主；松江南站周邊范圍兼具松江南站集疏運(yùn)通道的功能；越江段兼具已撤銷渡口（米市渡渡口）的慢行越江功能。

3 交通量預(yù)測(cè)及規(guī)模論證

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014），二、三級(jí)公路設(shè)計(jì)交通量預(yù)測(cè)年限為15 a?？紤]到本工程涉及跨黃浦江大橋，為避免遠(yuǎn)期交通量的增長(zhǎng)導(dǎo)致橋梁服務(wù)水平下降，本項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)年限按20 a 考慮。本項(xiàng)目預(yù)計(jì)2024 年建成通車，各路段機(jī)動(dòng)車交通量預(yù)測(cè)結(jié)果和人非交通量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2、表1；嘉松公路主線各段遠(yuǎn)期車道規(guī)模分析見(jiàn)表2。

圖2 各路段機(jī)動(dòng)車交通量預(yù)測(cè)結(jié)果（單位：pcu/h）

表1 人非交通量預(yù)測(cè)結(jié)果

由表1、表2 可知，若采用雙向4 車道的建設(shè)規(guī)模，遠(yuǎn)期各段將出現(xiàn)過(guò)飽和的狀況，整體服務(wù)水平較低；若采用雙向6 車道的建設(shè)規(guī)模，則遠(yuǎn)期各段飽和度較合理，整體服務(wù)水平較高。

表2 嘉松公路主線各段遠(yuǎn)期車道規(guī)模分析

大橋輔道設(shè)計(jì)車速為30 km/h，遠(yuǎn)期年輔道單向高峰最大流量為131 pcu/h，輔道單向設(shè)計(jì)通行能力為166 pcu/h。由此可知，輔道按1 來(lái)1 去雙向2 車道規(guī)模可滿足未來(lái)的交通需求?？紤]輔道除機(jī)動(dòng)車通行外，還有少部分慢行交通需求，因此本工程大橋兩側(cè)輔道按單側(cè)5 m 寬度設(shè)置，機(jī)非混行。

人非越江有一定的需求，綜合黃浦江上游人非越江通道情況，本工程有必要設(shè)置人非越江通道。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，慢行道設(shè)置1 根非機(jī)動(dòng)車車道的寬度即可滿足非機(jī)動(dòng)車通行需求。考慮非機(jī)動(dòng)車超車、少量行人通行需求等因素，同時(shí)參考《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中第4.0.2 條第4 款的規(guī)定“設(shè)置慢車道的二級(jí)公路，慢車道寬度應(yīng)采用3.5 m”，經(jīng)過(guò)綜合考慮，本工程慢行道寬度取3.5 m。

4 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級(jí)：二級(jí)公路。

（2）設(shè)計(jì)速度：嘉松公路主線為60 km/h，黃浦江大橋兩側(cè)輔道為30 km/h。

（3）道路凈空：嘉松公路主線不小于5.0 m；嘉松公路輔道不小于4.5 m；相交道路：二級(jí)公路及以上不小于5.0 m；三、四級(jí)公路不小于4.5 m；橋下通道不小于2.7 m；慢行道不小于2.5 m。

（4）設(shè)計(jì)使用年限：黃浦江大橋主體結(jié)構(gòu)100 a，地面橋梁主體結(jié)構(gòu)100 a，瀝青路面15 a。

（5）汽車荷載：公路-Ⅰ級(jí)。

（6）抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：本工程地區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度為0.1g，地震基本烈度7 度；抗震措施設(shè)防烈度：黃浦江大橋?yàn)? 度，地面橋梁為7 度。

（7）通航標(biāo)準(zhǔn)：本橋?yàn)镮II 級(jí)航道通航標(biāo)準(zhǔn)；最高通航水位4.31 m；最低通航水位1.43 m；雙向通航孔凈寬不小于150 m；通航凈空10 m。

5 總體設(shè)計(jì)方案

5.1 總體布置方案

本項(xiàng)目北起塔閔公路交叉口，向南過(guò)金平路路口后采用橋梁形式上跨黃浦江后落地，與松金公路平交，繼續(xù)向南至葉新公路，線路總長(zhǎng)約4.58 km。全線總體規(guī)模為雙向6 車道+ 兩側(cè)慢行道，橋下輔道規(guī)模為雙向2 車道，機(jī)非人混行。工程范圍內(nèi)涉及黃浦江大橋1 座，為雙塔雙索面自錨式懸索橋，非機(jī)動(dòng)車可騎行上橋（縱坡2.49%），主橋長(zhǎng)596 m（130 m+336 m +130 m），兩側(cè)引橋長(zhǎng)857.8 m。接線道路紅線寬度為40 m，大橋范圍內(nèi)紅線寬度為50 m。項(xiàng)目總體布置見(jiàn)圖3。

圖3 項(xiàng)目總體布置圖

5.2 接線道路橫斷面布置

本項(xiàng)目位于松江區(qū)永豐街道及泖港鎮(zhèn)內(nèi)。沿線用地以農(nóng)田村莊為主，松金公路及葉新公路沿線有企業(yè)和工廠分布。綜合考慮現(xiàn)狀條件及規(guī)劃紅線，提出2 類道路橫斷面布置方案。

5.2.1 第1 類道路橫斷面布置方案

根據(jù)采用的排水方式，第1 類道路橫斷面布置方案又可細(xì)分成管道式排水、邊溝式排水2 種布置方案。

5.2.1.1 方案一：采用管道式排水

該方案基于以下幾點(diǎn)考慮：

（1）考慮上海地區(qū)特點(diǎn)，工程周邊村莊、企業(yè)人員出行會(huì)產(chǎn)生一定的非汽車交通量，為提高安全性及景觀效果，宜設(shè)置側(cè)分帶進(jìn)行機(jī)非隔離。

（2）近期上海擬建新建的二級(jí)公路橫斷面布置形式多數(shù)按4 塊板進(jìn)行設(shè)計(jì)。參照這種布置形式，設(shè)置中分帶分隔機(jī)動(dòng)車對(duì)向交通，同時(shí)延續(xù)嘉松公路已建段基本斷面風(fēng)格。具體斷面布置為：2.0 m（邊坡）+0.5 m（土路肩）+3.5 m（慢行道）+1.5 m（側(cè)分帶）+11.5 m（機(jī)動(dòng)車道）+2.0 m（中央分隔帶）+11.5 m（機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（側(cè)分帶）+3.5 m（慢行道）+0.5 m（土路肩）+2.0 m（邊坡）=40.0 m（規(guī)劃紅線）。

管道排水橫斷面布置圖見(jiàn)圖4。方案一機(jī)非隔離設(shè)置，相互干擾小，安全性高，同時(shí)可利用側(cè)分帶進(jìn)行相關(guān)設(shè)施布設(shè)，具有較好的景觀效果。

圖4 管道排水橫斷面布置圖（單位：m）

5.2.1.2 方案二：采用邊溝式排水

該方案嚴(yán)格按照公路斷面的相關(guān)規(guī)定，設(shè)置硬路肩，采用邊溝排水。為兼顧人非通行，硬路肩由規(guī)范一般值0.75 m 放寬至4.5 m 作為慢行道使用，并設(shè)置波形護(hù)欄進(jìn)行機(jī)非隔離以提高安全性。

嘉松公路一般路段填土高度在1.5 m 左右，由于設(shè)置了邊溝，考慮邊溝寬度及護(hù)坡道寬度至少1.5 m，實(shí)際放坡寬度不足1.25 m，因此為了將斷面布置在紅線寬度內(nèi)，接線段全線基本均需設(shè)置擋墻，邊溝設(shè)置于擋墻外側(cè)，與擋墻高差不小于1.5 m。

該方案交叉口展寬路段及設(shè)置港灣式公交車站路段因受紅線限制而無(wú)法設(shè)置邊溝，仍需設(shè)置排水管道。具體斷面布置為：2.75 m（邊溝、擋墻、放坡）+0.75 m（土路肩）+3.5 m（慢行道）+0.5 m（護(hù)欄）+11.5 m（機(jī)動(dòng)車道）+2.0 m（中央分隔帶）+11.5 m（機(jī)動(dòng)車道）+0.5 m（護(hù)欄）+3.5 m（慢行道）+0.75 m（土路肩）+2.75 m（邊溝、擋墻、放坡）=40.0 m（規(guī)劃紅線）。

邊溝排水橫斷面布置圖見(jiàn)圖5。方案二采用邊溝排水，投資較省。但該方案安全性及景觀效果較差，由于雨水需經(jīng)蓄毒池排入河道，邊溝排水方案倒虹處多于方案一，水利條件也差，而且路口展寬處仍需設(shè)置排水管道，排水管道穿越擋墻次數(shù)較多，增加了施工難度。

圖5 邊溝排水橫斷面布置圖（單位：m）

經(jīng)綜合對(duì)比分析，方案一雖投資略高，但其他方面均優(yōu)勢(shì)明顯；方案二全線基本均需設(shè)置擋墻，其溝底與墻頂高差超過(guò)1.5 m，下雨時(shí)擋墻猶如瀑布，社會(huì)影響及景觀效果都不好。從安全性、景觀效果、水力條件、施工難度及社會(huì)影響等方面考慮，推薦采用管道式排水?dāng)嗝娌贾谩?/p>

5.2.2 第2 類道路橫斷面布置方案

根據(jù)道路橫斷面布置形式，第2 類道路橫斷面布置方案又可細(xì)分成4 塊板斷面、3 塊板斷面、2 塊板斷面布置方案。

5.2.2.1 方案一：4 塊板斷面布置

該方案機(jī)動(dòng)車道中間設(shè)置2 m 中分帶，兩側(cè)設(shè)置1.5 m 側(cè)分帶，道路景觀效果較好（見(jiàn)圖4）。接線段設(shè)置2 m 中分帶，延續(xù)了已建嘉松公路均有中分帶的斷面布置形式，同時(shí)在交叉口處還能滿足行人二次過(guò)街的要求。

5.2.2.2 方案二：3 塊板斷面布置

該方案設(shè)置中央分隔墩隔離對(duì)向車道。具體斷面布置為：2.575 m（邊坡）+0.5 m（土路肩）+3.5 m（慢行道）+1.5 m（側(cè)分帶）+11.625 m（機(jī)動(dòng)車道）+0.6 m（中央分隔墩）+11.625 m（機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（側(cè)分帶）+3.5 m（慢行道）+0.5 m（土路肩）+2.575 m（邊坡）=40.0 m（規(guī)劃紅線）。

3 塊板橫斷面布置圖見(jiàn)圖6。

5.2.2.3 方案三：2 塊板斷面布置

該方案機(jī)非共板布置，機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道之間設(shè)置分隔墩以保證行車安全性，同時(shí)設(shè)置中分帶分隔對(duì)向車道。具體斷面布置為：2.75 m（邊坡）+0.75 m（土路肩）+3.5 m（慢行道）+0.5 m（護(hù)欄）+11.5 m（機(jī)動(dòng)車道）+2.0 m（中央分隔帶）+11.5 m（機(jī)動(dòng)車道）+0.5 m（護(hù)欄）+3.5 m（慢行道）+0.75 m（土路肩）+2.75 m（邊坡）=40.0 m（規(guī)劃紅線）。

2 塊板橫斷面布置圖見(jiàn)圖7。

圖7 2 塊板橫斷面布置圖（單位：m）

不同塊板斷面布置方案對(duì)比見(jiàn)表3。

由表3 可知：考慮交叉口二次過(guò)街要求及與已建嘉松公路斷面的一致性，推薦方案一，即按4 塊板斷面實(shí)施。

表3 不同塊板斷面布置方案對(duì)比

5.3 跨黃浦江大橋總體方案

5.3.1 方案一：非機(jī)動(dòng)車騎行上橋

該方案中，橋及引橋均采用雙向6 車道+ 兩側(cè)慢行道的斷面布置形式，慢行道寬度與橋梁兩端接線段一致，取3.5 m，行人可通過(guò)橋上慢行道或引橋兩側(cè)輔道由樓梯接至主橋過(guò)江。為方便非機(jī)動(dòng)車騎行過(guò)江，按2.49%的坡度進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)；大橋全長(zhǎng)1 453.8 m，其中主橋長(zhǎng)596 m，兩側(cè)引橋總長(zhǎng)857.8 m。方案一的主橋橫斷面布置見(jiàn)圖8，橋頭引道斷面布置見(jiàn)圖9。

圖8 方案一主橋橫斷面布置圖（單位：m）

圖9 方案一橋頭引道斷面布置圖（單位：m）

5.3.2 方案二：非機(jī)動(dòng)車隨引橋推行上橋

該方案中，主橋及引橋同樣均采用雙向6 車道+兩側(cè)慢行道的斷面布置形式，慢行道寬度與橋梁兩端接線段一致，取3.5 m，行人可通過(guò)橋上慢行道或引橋兩側(cè)輔道由樓梯接至主橋過(guò)江。非機(jī)動(dòng)車采用推行方式上橋過(guò)江，縱斷面按3.5%的坡度進(jìn)行設(shè)計(jì)；大橋全長(zhǎng)1 246.8 m，其中主橋長(zhǎng)596 m，兩側(cè)引橋總長(zhǎng)650.8 m，同時(shí)大橋南側(cè)落地后緊鄰黃泥涇河?？紤]橋梁臺(tái)后路基處理及黃泥涇河地面橋，方案二的跨黃浦江大橋影響范圍總長(zhǎng)1 426.8 m。方案二的主橋、引橋及橋頭引道斷面布置與方案一相同。

5.3.3 方案三：非機(jī)動(dòng)車由梯道推行上橋

該方案中，引道及引橋不單獨(dú)設(shè)置慢行道，非機(jī)動(dòng)車及行人均通過(guò)主線兩側(cè)地面輔道，由設(shè)置于主橋邊跨附近的非機(jī)動(dòng)車坡道和人行梯道進(jìn)入主橋。坡道接入主橋位置標(biāo)高約為15 m，距原地面12 m，非機(jī)動(dòng)車于主橋上推行越江。該方案縱坡按大橋最大縱坡4.0%取值，大橋全長(zhǎng)1 176.8 m，其中主橋長(zhǎng)596 m，兩側(cè)引橋總長(zhǎng)580.8 m，同時(shí)大橋南側(cè)落地后緊鄰黃泥涇河?？紤]橋梁臺(tái)后路基處理及地面橋長(zhǎng)度，總體方案三的跨黃浦江大橋影響范圍總長(zhǎng)1 426.8 m。

方案三的橋頭引道斷面布置（非機(jī)動(dòng)車由梯道推行上橋）見(jiàn)圖10。

圖10 方案三橋頭引道斷面布置圖（單位：m）

5.3.4 方案四：機(jī)非分幅上橋

該方案中，引橋段機(jī)動(dòng)車道及慢行道采用分幅橋梁，機(jī)動(dòng)車采用3.5%的縱坡上橋，非機(jī)動(dòng)車采用2.49%的縱坡上橋；機(jī)動(dòng)車道采用雙向6 車道，慢行道寬度與橋梁兩端接線段一致，取3.5 m，非機(jī)動(dòng)車可騎行上橋，行人可通過(guò)慢行道引橋或橋下兩側(cè)輔道由樓梯接至主橋過(guò)江（見(jiàn)圖11）。方案四的主橋斷面布置與方案一一致，仍為整幅橋。方案四主橋長(zhǎng)596 m，與方案一一致；兩側(cè)機(jī)動(dòng)車引橋總長(zhǎng)650.8 m，慢行道引橋總長(zhǎng)857.8 m；機(jī)動(dòng)車南側(cè)引橋落地后還需再上跨黃泥涇河。綜合考慮橋梁臺(tái)后處理段及地面橋長(zhǎng)度，引橋機(jī)非分幅，機(jī)動(dòng)車橋（含臺(tái)后處理及地面橋）較非機(jī)動(dòng)車橋僅減少1 跨左右。

圖11 方案四機(jī)非分幅上橋斷面布置圖（單位：m）

5.3.5 總體方案比較

4 種跨黃浦江大橋總體方案對(duì)比見(jiàn)表4。

表4 跨黃浦江大橋總體方案對(duì)比表

嘉松公路人非流量不大，根據(jù)區(qū)域出行特點(diǎn)和現(xiàn)狀調(diào)查，已建辰塔路大橋采用人非梯道的形式上橋，但現(xiàn)狀非機(jī)動(dòng)車更愿意隨引橋騎行上橋。由于辰塔路大橋引橋未考慮非機(jī)動(dòng)車道，現(xiàn)狀非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車搶道現(xiàn)象嚴(yán)重，存在安全隱患。由表4 可知，機(jī)動(dòng)車采用3.5%或4.0%的縱坡，在不抬高主橋的情況下，橋下凈空無(wú)法設(shè)置監(jiān)控中心，輔路凈空也受影響，且增大橋梁縱坡，工程投資并未減少很多。本工程推薦方案一，即機(jī)非同幅上橋，非機(jī)動(dòng)車隨引橋上橋過(guò)江，行人亦可隨引橋或樓梯上橋過(guò)江。

6 結(jié)語(yǔ)

嘉松公路是上海市域西部的1 條穿越嘉定、青浦、松江、金山4 區(qū)的南北向干道，其中嘉松公路越江段的建設(shè)將進(jìn)一步完善市域干線公路網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)嘉青松金地區(qū)交通聯(lián)系，改善松江浦南地區(qū)交通出行條件。本工程大橋建成后將會(huì)是黃浦江上第1 座懸索橋，可進(jìn)一步豐富黃浦江上的橋型，非機(jī)動(dòng)車騎行過(guò)江形式在黃浦江越江橋梁中也尚屬首次。本項(xiàng)目已于2020 年9 月正式開(kāi)工，預(yù)計(jì)2024 年通車。本文重點(diǎn)論證了道路斷面布置及人非上橋方式，可為上海乃至全國(guó)其他城市今后類似工程的建設(shè)提供參考。