高架形式市政道路快速化改造方案研究

羅朝榮

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410200)

0 引言

隨著大城市發(fā)展帶來(lái)的集聚效應(yīng)，交通需求迅猛增長(zhǎng)，交通擁堵日益嚴(yán)重，構(gòu)建城市骨干快速路網(wǎng)成為新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)[1]。目前國(guó)內(nèi)大部分城市快速路系統(tǒng)是在已有一定規(guī)模的市政路網(wǎng)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)新建、改建而形成的，由于市政道路兩側(cè)建筑密集，規(guī)劃紅線前瞻性不足，斷面拓寬用地條件受限，市政道路快速化改造大部分以高架形式進(jìn)行建設(shè)。本文以長(zhǎng)沙市長(zhǎng)益復(fù)線至興聯(lián)路大通道(過(guò)江段)為例，探尋高架形式下市政道路快速化改造方案布局合理性，發(fā)揮城市快速路在城市發(fā)展中巨大的運(yùn)輸效益，緩解大城市交通擁堵，加強(qiáng)城市運(yùn)轉(zhuǎn)效率[2]。

1 項(xiàng)目背景及概況

目前長(zhǎng)沙城北主要的出城通道為岳麓大道—長(zhǎng)張高速公路，交通流量已經(jīng)趨于飽和，特別是在節(jié)假日高峰期，經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的堵車情況。項(xiàng)目西接銀星路長(zhǎng)益復(fù)線連接線，順接長(zhǎng)益高速公路復(fù)線，長(zhǎng)益高速公路復(fù)線已于2020年8月正式通車，連通長(zhǎng)沙兩大綜合交通樞紐——高鐵長(zhǎng)沙西站和高嶺樞紐，為長(zhǎng)沙骨干路網(wǎng)重要的“一橫”，是高鐵西城、月亮島文旅新城、高嶺樞紐等片區(qū)的重要通道。長(zhǎng)益復(fù)線至興聯(lián)路大通道工程(過(guò)江段)項(xiàng)目位于北三環(huán)與北二環(huán)之間，向西對(duì)接長(zhǎng)益復(fù)線，建成后將成為長(zhǎng)沙北部城區(qū)一條東西向貫通性城市主干道，服務(wù)中長(zhǎng)距離交通，兼顧近江兩岸過(guò)江需求。項(xiàng)目建成后將進(jìn)一步完善長(zhǎng)沙城北區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有效緩解過(guò)江交通及出城交通壓力，最大限度發(fā)揮長(zhǎng)益復(fù)線高速公路對(duì)城市的交通集散功能，對(duì)長(zhǎng)沙加快創(chuàng)建國(guó)家中心城市、促進(jìn)新一輪經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。

2 建設(shè)規(guī)模論證

道路車道數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)確定。采用四階段OD法建立交通需求預(yù)測(cè)模型，仿真平臺(tái)基于宏觀仿真軟件TRAN SCAD，并采用整體研究和具體預(yù)測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行交通流量分析(如圖1所示)。

圖1 項(xiàng)目遠(yuǎn)期建成年交通大區(qū)交通分布OD圖

2.1 主線規(guī)模分析

根據(jù)遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)交通量，經(jīng)通行能力計(jì)算，項(xiàng)目主線路段設(shè)計(jì)通行能力和服務(wù)水平見(jiàn)表1。

表1 主線通行能力及服務(wù)水平對(duì)比分析表(pcu/h)

從表1可以看出，若采用雙向四車道規(guī)?？刂?，遠(yuǎn)期部分路段出現(xiàn)過(guò)飽和現(xiàn)象，不能滿足交通發(fā)展的需求，而采用雙向六車道規(guī)?？刂疲h(yuǎn)期最大流量斷面出現(xiàn)在過(guò)江通道斷面，飽和度達(dá)到0.88，服務(wù)水平為E級(jí)，整體服務(wù)水平較好，能滿足交通需求。遠(yuǎn)期最大流量斷面出現(xiàn)在過(guò)江通道斷面，雙向六車道規(guī)模下飽和度達(dá)到0.88，服務(wù)水平為E級(jí)，服務(wù)水平一般，已經(jīng)呈現(xiàn)擁堵態(tài)勢(shì)。而若采取雙向八車道規(guī)模，飽和度為0.71，服務(wù)水平為D級(jí)，能滿足未來(lái)交通需求。

因此，從定量分析來(lái)看，本著經(jīng)濟(jì)合理滿足，交通出行的要求來(lái)看，本項(xiàng)目主線過(guò)江段采用雙向八車道、其余路段采用雙向六車道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是合適的。

2.2 輔路規(guī)模分析

根據(jù)遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)交通量，經(jīng)通行能力計(jì)算，項(xiàng)目輔路路段設(shè)計(jì)通行能力和服務(wù)水平見(jiàn)表2。

表2 輔路通行能力及服務(wù)水平對(duì)比分析表(pcu/h)

從表2可以看出，輔路采用雙向四車道規(guī)?？刂?，在遠(yuǎn)期服務(wù)水平保持在D級(jí)，能夠滿足交通發(fā)展的需求，采用雙向六車道規(guī)?？刂疲h(yuǎn)期服務(wù)水平均為C級(jí)，通行能力有所富余。為了提升交通行駛環(huán)境，同時(shí)考慮交通適度超前，在對(duì)項(xiàng)目地面段進(jìn)行改造且道路空間充足時(shí)，地面段盡量保持現(xiàn)狀雙向六車道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3 項(xiàng)目建設(shè)條件復(fù)雜

(1)本項(xiàng)目沿線土地利用性質(zhì)復(fù)雜，主要包括居住用地、商業(yè)用地、教育用地、公共綠化用地、倉(cāng)儲(chǔ)用地等，多種類型用地交替出現(xiàn)，土地性質(zhì)不同，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的要求、需求也不同，改造時(shí)的溝通協(xié)調(diào)難度大。

(2)本項(xiàng)目?jī)蓭貕K開(kāi)發(fā)程度較高，路線須穿越銀星灣公園，上跨湘江，并且毗鄰月亮島，傍月亮島規(guī)劃有航道錨地，沿線對(duì)噪聲污染控制、環(huán)境保護(hù)、景觀提升等要求非常高。

(3)本項(xiàng)目在湘江兩岸對(duì)接道路的連線與湘江航跡線夾角較大，且興聯(lián)路存在兩處折線S彎，不利于主線的布設(shè)以及地面道路的交通組織。

(4)本項(xiàng)目道路用地紅線緊張，市政管線密集?，F(xiàn)狀道路下敷設(shè)有雨水、污水、給水、電力、燃?xì)?、通信、路燈，交通信?hào)與監(jiān)控等八大類管線，其中瀟湘大道布設(shè)有2×DN2200岳麓區(qū)污水處理廠尾水排放管；興聯(lián)路下布設(shè)有3.5 m×2.8 m及3 m×2 m的雨水箱涵、長(zhǎng)沙市第六水廠DN1400供水管、鵝秀110 kv高壓輸電線路等，管線復(fù)雜，改造遷改難度大。

(5)本項(xiàng)目區(qū)域范圍內(nèi)現(xiàn)狀或規(guī)劃有重要的交通設(shè)施：銀杉路交叉口下布設(shè)有地鐵4號(hào)線湘江新城站；瀟湘北路交叉口設(shè)置有地下商業(yè)通道；芙蓉北路交叉口設(shè)置有在建地鐵1號(hào)線北延線與規(guī)劃地鐵12號(hào)線的換乘站周南中學(xué)站(在建)；規(guī)劃地鐵12號(hào)線沿著興聯(lián)路布設(shè)，進(jìn)一步壓縮了設(shè)計(jì)空間，同時(shí)給施工帶來(lái)了很大難度。

(6)本項(xiàng)目位于長(zhǎng)沙市城北中心片區(qū)內(nèi)，道路沿線車流、人流量大，交通繁忙，需合理規(guī)劃施工期交通組織，盡量縮短工期，減小施工對(duì)沿線居民的影響，保通要求高，交通組織要嚴(yán)密，施工難度大。

4 總體設(shè)計(jì)方案

4.1 工程規(guī)模

本項(xiàng)目位于望城區(qū)和開(kāi)福區(qū)，總投資為37.93億元。路線起于銀杉路以西，主線全線采用高架形式，依次上跨銀杉路、瀟湘北路、湘江、湘江北路、芙蓉北路，止于京廣鐵路以西。路線全長(zhǎng)5.475 km，其中主線橋全長(zhǎng)4.96 km，跨湘江主橋?yàn)殡p塔斜拉橋，主跨為380 m，為長(zhǎng)沙市目前最大跨徑過(guò)江橋梁。主線標(biāo)準(zhǔn)段寬度為25 m，雙向六車道，跨湘江段為雙向八車道并設(shè)置過(guò)江慢行系統(tǒng)，河西及跨江段設(shè)計(jì)速度為60 km/h，河?xùn)|段設(shè)計(jì)速度為50 km/h。主線橋下地面道路設(shè)計(jì)速度為30 km/h，雙向六車道，一共設(shè)置9處紅綠燈控制路口，6對(duì)公交站臺(tái)。在銀杉路、瀟湘北路、湘江北路、芙蓉北路設(shè)置4個(gè)立交方案、9條匝道，方便主線與地面道路進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換。如下頁(yè)圖2所示。

圖2 總體方案布置圖

4.2 平、縱、橫布置[3]

4.2.1 路線走向

高架主線在河西沿現(xiàn)狀銀星路布線后，上跨銀星灣公園、湘江，在河?xùn)|沿現(xiàn)狀興聯(lián)路布線。根據(jù)路線走廊帶、現(xiàn)狀及規(guī)劃條件，全線共設(shè)7處平曲線，其中3處為S形曲線，以減少本項(xiàng)目對(duì)居民區(qū)、景觀休閑公園、月亮島主題公園等的影響。

4.2.2 縱向布設(shè)

高架主線共設(shè)12處變坡點(diǎn)，最小縱坡控制在0.5%以上，同時(shí)考慮橋下視野的通透性及景觀要求，將其凈空控制在>6 m，地面輔道擬合現(xiàn)狀道路標(biāo)高。

4.2.3 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面(圖3)

4.2.3.1 兩岸高架標(biāo)準(zhǔn)段

兩岸現(xiàn)狀道路規(guī)劃紅線均為：46 m=3.0 m(人行道)+2.0 m(綠化帶)+(2.5+10.5)m(非、機(jī)動(dòng)車道)+10 m(中央綠化帶)+(2.5+10.5)m(非、機(jī)動(dòng)車道)+2.0 m(綠化帶)+3.0 m(人行道)。

高架橋的標(biāo)準(zhǔn)寬度為：25 m=1.0 m(防撞護(hù)欄)+11 m(機(jī)動(dòng)車道)+1.0 m(中央護(hù)欄)+11.0 m(機(jī)動(dòng)車道)+1.0 m(防撞護(hù)欄)。

圖3 兩岸高架標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖(cm)

4.2.3.2 湘江主橋標(biāo)準(zhǔn)段(圖4)

圖4 湘江主橋標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖(cm)

跨湘江主橋斷面寬度為：38.5 m=1.5 m(拉索區(qū))+2.75 m(機(jī)非混行道)+0.5 m(防撞護(hù)欄)+14.25 m(機(jī)動(dòng)車道)+0.5 m(中央護(hù)欄)+14.25 m(機(jī)動(dòng)車道)+0.5 m(防撞護(hù)欄)+2.75 m(機(jī)非混行道)+1.5 m(拉索區(qū))。

4.3 立交和出入口匝道方案[4]

4.3.1 瀟湘北路立交

瀟湘北路規(guī)劃為城市主干路，設(shè)計(jì)速度為60 km/h，主6輔4，路幅寬度為60 m，北至岳陽(yáng)湘陰，南抵湘潭九華，貫穿整個(gè)長(zhǎng)沙市區(qū)。作為長(zhǎng)沙市主干路網(wǎng)系統(tǒng)中重要的縱向干道之一，該立交的功能定位是樞紐立交，在現(xiàn)有的條件下需滿足各方向的交通流快速轉(zhuǎn)換。由于交叉口存在一處地下通道、岳麓區(qū)污水廠尾水排放管沿著瀟湘北路布設(shè)、規(guī)劃預(yù)留的道路用地不足等限制因素，根據(jù)區(qū)域規(guī)劃及交通流預(yù)測(cè)分析，本立交采用梨形立交，設(shè)置4條匝道，實(shí)現(xiàn)瀟湘北路與河?xùn)|的交通轉(zhuǎn)換，從東往南的匝道作為遠(yuǎn)期預(yù)留。

4.3.2 湘江北路立交

湘江北路節(jié)點(diǎn)西側(cè)為沿江風(fēng)光帶，寬度為10～35 m，東側(cè)為高品質(zhì)小區(qū)及防汛基地，沒(méi)有設(shè)置匝道的空間，現(xiàn)采用在道路西側(cè)設(shè)置“八字型”立交的方案，以解決過(guò)江交通與湘江北路的交通轉(zhuǎn)換。

4.3.3 出入口匝道

銀杉路：主線在跨過(guò)銀杉路后接地，且受銀杉路節(jié)點(diǎn)的兩廂用地條件及地鐵建筑物限制，采用在銀杉路以東設(shè)置一對(duì)出入口匝道的方案，解決河?xùn)|片區(qū)與銀杉路的聯(lián)系。

芙蓉北路：芙蓉北路節(jié)點(diǎn)用地條件緊張，且規(guī)劃有地鐵換乘站，主線跨過(guò)芙蓉北路后約800 m接地，采用在芙蓉北路以西設(shè)置一對(duì)出入口匝道的方案，解決芙蓉北路與河西片區(qū)的聯(lián)系。其中，出口設(shè)置在湘江北路與創(chuàng)遠(yuǎn)路之間，間接聯(lián)系創(chuàng)遠(yuǎn)路及興隆路。

4.4 跨湘江主橋方案

湘江規(guī)劃航道等級(jí)為Ⅰ(3)級(jí)，通航凈寬為220 m×18 m，考慮本項(xiàng)目橋位與二環(huán)三汊磯大橋的距離僅1.4 km，本項(xiàng)目湘江主橋采用(165+380+165)m跨徑布置，結(jié)合月亮島地域特色，以月亮島形態(tài)為靈感，主橋結(jié)構(gòu)采用雙塔斜拉橋形式，呈現(xiàn)圓月飽滿盈潤(rùn)形態(tài)。項(xiàng)目夜景視覺(jué)效果極佳，以淡雅色彩為主，摻入適當(dāng)?shù)寞B加光打造橋塔立體感，營(yíng)造出溫潤(rùn)純粹的意境，擁有多種節(jié)慶燈光模式。通過(guò)景觀打造、夜景設(shè)計(jì)，形成“湘江繡月”地標(biāo)性景觀，建成之后將會(huì)形成一橋、一島、一公園的獨(dú)特景觀。

5 重難點(diǎn)解決方案

5.1 銀星灣公園的景觀提升

銀星灣公園是集休閑、生態(tài)、文化和科普等多功能為一體的門戶公園，將成為承載城市公共活動(dòng)、傳承城市文脈的核心場(chǎng)所。本項(xiàng)目路線須穿越銀星灣公園，勢(shì)必對(duì)公園原有的功能造成一定影響，社會(huì)反應(yīng)比較強(qiáng)烈，對(duì)實(shí)施橋梁后的景觀提出更高要求。對(duì)此，銀星灣公園的改造采用橋梁景觀與公園環(huán)境相結(jié)合模式，因地制宜，優(yōu)化橋梁凈空，突出公園環(huán)境特色，在主橋橋下將建設(shè)市民娛樂(lè)場(chǎng)所，通過(guò)豐富水岸形態(tài)、種植多樣化綠植，與銀星灣公園景觀相融合，為市民提供更多的休閑、散步、健身場(chǎng)所，提高生活舒適度。

5.2 噪聲污染控制

本項(xiàng)目路線兩廂地塊開(kāi)發(fā)程度高，周邊住宅區(qū)密集，高架橋梁建設(shè)勢(shì)必造成一定的噪聲污染，給沿線居民生活帶來(lái)一定影響，項(xiàng)目將采取一系列綜合降噪措施：(1)合理采用全封閉式聲屏障與直立式聲屏障相結(jié)合的方式，以達(dá)到降噪效果；(2)居民區(qū)密集路段采用鋼混組合梁或混凝土梁設(shè)計(jì)，降低結(jié)構(gòu)噪聲，橋面鋪裝采用降噪路面設(shè)計(jì)，選擇噪聲較小的伸縮縫形式，后期施工過(guò)程中加強(qiáng)伸縮縫安裝質(zhì)量監(jiān)管，確保伸縮縫位置的橋面平順，減小震動(dòng)噪聲。

6 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)益復(fù)線至興聯(lián)路大通道(過(guò)江段)項(xiàng)目已于2021年10月全面開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2024年建成通車。本項(xiàng)目基本涵蓋了市政道路所有特點(diǎn)，針對(duì)其用地條件緊張，地下管線密集，地鐵、地下通道、排水箱涵等地下建筑物、構(gòu)筑物復(fù)雜，跨越大江大河及休閑公園等限制條件，因地制宜，合理確定項(xiàng)目快速化改造形式、建設(shè)規(guī)模、立交型式及總體方案，對(duì)其他類似工程具有一定的借鑒意義。