石家莊市二環(huán)快速路提升改造工程總體設(shè)計(jì)

徐立興

[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]

1 項(xiàng)目背景

根據(jù)石家莊市綜合交通規(guī)劃，城區(qū)規(guī)劃構(gòu)筑“八橫十縱”的快速路網(wǎng)系統(tǒng)，以此拉開(kāi)城市的發(fā)展框架，串聯(lián)主城區(qū)以及外圍各組團(tuán)的功能中心、交通樞紐，實(shí)現(xiàn)組團(tuán)式空間發(fā)展布局。其中二環(huán)快速路及延伸線是構(gòu)成規(guī)劃快速路網(wǎng)系統(tǒng)重要的兩橫和兩縱。

石家莊市二環(huán)路是石家莊市重要的城市環(huán)線，全長(zhǎng)約41.4 km，1996 年初步建成為主干路，2010年完成了快速化改造，基本上采用了“地面快速路+跨線橋/地道橋”的建設(shè)形式。二環(huán)路沿線主要為居住、商業(yè)以及教育科研用地，開(kāi)發(fā)程度較高，相交的主要干路較多且密集。近年來(lái)隨著城區(qū)的快速發(fā)展，二環(huán)路的環(huán)線地位愈發(fā)重要，交通量不斷增長(zhǎng)，早晚高峰時(shí)期常發(fā)生交通擁堵，“地面快速路+兩側(cè)輔道”的敷設(shè)形式已無(wú)法滿足現(xiàn)狀交通量的需求，且對(duì)兩側(cè)的地塊割裂影響較大，亟需進(jìn)行改造，部分相交道路受二環(huán)路地面段的影響無(wú)法實(shí)現(xiàn)在二環(huán)內(nèi)外的連通，阻礙了城市的向外發(fā)展。

2 工程概況

項(xiàng)目位于石家莊城區(qū)的西南區(qū)域，改造的范圍為西二環(huán)的南段和南二環(huán)的西段。該段二環(huán)路起于槐安路，止于中華大街，全長(zhǎng)約5.3 km，現(xiàn)狀為主路雙向6 車(chē)道、輔路雙向4 車(chē)道的地面快速路（見(jiàn)圖1、圖2）。其中，在槐安路節(jié)點(diǎn)西二環(huán)主路采用地道橋下穿，西南二環(huán)節(jié)點(diǎn)為互通立交，二環(huán)主路采用跨線橋上跨南二環(huán)西延線和石銅路，紅旗大街和中華大街節(jié)點(diǎn)南二環(huán)主路采用跨線橋上跨，其余路段均為地面段。新石北路、新石中路、友誼大街、維明大街等相交主干道路在二環(huán)內(nèi)外節(jié)點(diǎn)均為右進(jìn)右出交叉口，無(wú)法在二環(huán)內(nèi)外連通，阻礙了城市的向外發(fā)展。此外，區(qū)域新建了眾多大型社區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校等，對(duì)于二環(huán)輔路規(guī)模提升、相交道路內(nèi)外連通的需求更加急迫。

圖1 二環(huán)快速路提升改造工程地理位置圖

圖2 二環(huán)路現(xiàn)狀道路斷面（單位：m）

工程范圍內(nèi)二環(huán)路沿線現(xiàn)狀出入口及臨時(shí)開(kāi)口共11對(duì)，較多且密集，降低了主線通行效率，且部分出入口未設(shè)置加減速車(chē)道，存在安全隱患，梳理現(xiàn)狀出入口設(shè)置情況見(jiàn)圖3。

圖3 二環(huán)路及出入口現(xiàn)狀圖

3 總體方案及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 設(shè)計(jì)思路

二環(huán)路現(xiàn)狀為地面快速路，由于多條相交道路無(wú)法在二環(huán)內(nèi)外連通，導(dǎo)致繞行和調(diào)頭的車(chē)流量較多，輔路位于兩側(cè)也只有雙向4 車(chē)道規(guī)模。本方案研究起自西二環(huán)-槐安路地道，終點(diǎn)接南二環(huán)跨中華大街跨線橋，總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)立足于二環(huán)路在快速路網(wǎng)中的功能定位，確定二環(huán)路主路的改造形式，整合現(xiàn)狀出入口，提升快速路主路和輔路的通行能力，同時(shí)保證相交主干道路在二環(huán)內(nèi)外的連通，促進(jìn)城市的向外發(fā)展，并妥善處理快速路主線與起終點(diǎn)以及現(xiàn)狀跨線橋、立交匝道的銜接。

3.2 總體方案

從快速路敷設(shè)形式來(lái)看，地面快速路、高架快速路和地道快速路都是常見(jiàn)的快速路形式[1]，現(xiàn)狀二環(huán)路采用了地面快速路，但隨著城區(qū)的發(fā)展，地面段對(duì)兩側(cè)地塊的割裂影響越來(lái)越重，為實(shí)現(xiàn)相交路在二環(huán)內(nèi)外連通，減少割裂影響，二環(huán)主線提升改造為高架快速路或地道快速路是兩種主要選擇。

從二環(huán)路現(xiàn)狀條件出發(fā)，考慮西南二環(huán)互通立交橋、紅旗大街跨線橋的存在，并結(jié)合石家莊快速路系統(tǒng)規(guī)劃，最終確定二環(huán)路提升改造工程的總體方案主要是改造現(xiàn)狀地面快速路為高架快速路。二環(huán)主、輔路分層，相交道路與二環(huán)輔路在主線橋下設(shè)置信號(hào)燈交叉口，從而實(shí)現(xiàn)相交道路在二環(huán)內(nèi)外連通，并在橋下設(shè)置雙向6-8 車(chē)道輔路，提升二環(huán)輔路規(guī)模，見(jiàn)圖4。

圖4 二環(huán)路提升改造方案橫斷面圖（單位：m）

結(jié)合橫向相交主要道路，提升改造后二環(huán)快速路共設(shè)置7.5 對(duì)出入口，總體方案布置見(jiàn)圖5。其中新石北路、新石中路南北共用2 對(duì)出入口，并在新石北路北側(cè)設(shè)置槐安路立交匝道的下口；新石南路、南二環(huán)西延、石銅路兩側(cè)共用2 對(duì)出入口；紅旗大街、維明大街東西共用2 對(duì)出入口，考慮紅旗大街和維明大街的重要性，增設(shè)2 條上匝道。出入口平均間距693 m。

圖5 二環(huán)路提升改造總體方案布置圖

二環(huán)地面快速路提升改造后，新石北路、新石中路、友誼大街、匯寧街、維明大街等現(xiàn)狀在二環(huán)路斷頭的多條主、次干路將實(shí)現(xiàn)在二環(huán)內(nèi)外的連通，并與二環(huán)地面輔路形成信號(hào)燈交叉口，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向交通的便捷轉(zhuǎn)換。

3.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級(jí)

二環(huán)主路：城市快速路。

二環(huán)輔路：城市主干路。

（2）設(shè)計(jì)速度[2]

二環(huán)主路：80 km/h。

二環(huán)輔路：50 km/h。

平行匝道、立交匝道：30～40 km/h。

（3）車(chē)道寬度

主路：雙向6 車(chē)道，車(chē)道寬度3.75 m，車(chē)道寬度標(biāo)準(zhǔn)同現(xiàn)狀二環(huán)地面快速路主路。

輔路：雙向4～8 車(chē)道，車(chē)道寬度3.5 m。

匝道：?jiǎn)蜗?～2 車(chē)道，車(chē)道寬度3.25～3.5 m。

4 節(jié)點(diǎn)方案

由于本項(xiàng)目為舊路改建工程，現(xiàn)狀控制條件較多，二環(huán)地面快速路的提升改造方案需做好新建高架與現(xiàn)狀各節(jié)點(diǎn)控制條件的處理。

4.1 現(xiàn)狀槐安路地道及立交匝道

現(xiàn)狀西二環(huán)主路以地道橋的形式下穿槐安路輔路，西二環(huán)-槐安路立交現(xiàn)已建設(shè)完成東至南（ES）和東至北（ES）兩條匝道，其中ES 匝道落地后與西二環(huán)地面快速路相接，匝道橋下設(shè)置了1 處地面出口，見(jiàn)圖6。

圖6 現(xiàn)狀槐安路地道及ES 匝道

為實(shí)現(xiàn)上跨新石北路和新石中路，西二環(huán)主路從地道爬升后需盡快切坡度起橋。ES 匝道現(xiàn)狀為落地后接西二環(huán)地面路，二環(huán)主路抬升為高架后，該匝道需同步改造。但考慮ES 匝道建成時(shí)間較短，為減少工程投資和社會(huì)影響，盡量維持匝道橋梁段不動(dòng)，僅改造匝道的擋土墻段順接二環(huán)新建的主線高架，見(jiàn)圖7。

圖7 新建二環(huán)高架順接立交ES 匝道

4.2 現(xiàn)狀西南二環(huán)互通立交

西南二環(huán)主線高架建成于2010年，橋梁結(jié)構(gòu)主要采用T梁，路口為鋼混疊合梁和連續(xù)大箱梁。2017年利用現(xiàn)狀二環(huán)主線高架，通過(guò)拼橋建成了西南二環(huán)互通立交，匝道主要采用了連續(xù)箱梁，該節(jié)點(diǎn)立交在西二環(huán)和南二環(huán)方向均落地后接二環(huán)現(xiàn)狀地面快速路，其中西至北（WN）匝道在新石南路線位處為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋下凈空僅2.5 m，見(jiàn)圖8。

圖8 現(xiàn)狀西南二環(huán)互通立交

結(jié)合西南二環(huán)互通立交節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀條件，如考慮二環(huán)路實(shí)現(xiàn)連續(xù)高架，該節(jié)點(diǎn)在西二環(huán)方向需抬升現(xiàn)狀二環(huán)主線落地段形成高架橋，并對(duì)WN 立交匝道落地段連續(xù)箱梁進(jìn)行頂升改造后接入主線，不僅將涉及到難度較大的拼橋段橋梁頂升，同時(shí)新石南路和育新路將不具備形成出入口匝道的條件。為減小施工難度，避免橋梁結(jié)構(gòu)廢棄，減少工程投資，綜合考慮保留新石南路至育新路地面段二環(huán)快速路并設(shè)置地面出入口，方便車(chē)輛進(jìn)出，見(jiàn)圖9。

圖9 保留地面段快速路設(shè)置出入口

該立交節(jié)點(diǎn)在南二環(huán)方向的橋梁落地段如改造為高架橋，同樣涉及到對(duì)拼橋段和連續(xù)箱梁段橋梁頂升，難度較大，此外會(huì)導(dǎo)致二環(huán)主線在立交匝道下方凈空不滿足4.5 m，影響立交層次。綜合考慮僅改造二環(huán)主線落地段擋土墻后向上爬坡起橋，新建高架向東上跨友誼大街形成連續(xù)高架，并利用擋土墻段最低點(diǎn)在石銅路東側(cè)設(shè)置主線出入口匝道，見(jiàn)圖10。

圖10 改造主線擋土墻順接新建高架橋

4.3 現(xiàn)狀紅旗大街跨線橋

現(xiàn)狀南二環(huán)跨紅旗大街為2010 年建成的簡(jiǎn)支梁跨線橋，分別為23 m×8 跨簡(jiǎn)支空心板梁+52 m簡(jiǎn)支鋼混疊合梁+23 m×8 跨簡(jiǎn)支空心板梁，東西兩側(cè)為擋土墻。跨線橋南北分幅，主線雙向3+3 車(chē)道，現(xiàn)狀橋下受凈空不足影響主要用于停車(chē)，見(jiàn)圖11。

圖11 現(xiàn)狀南二環(huán)上跨紅旗大街橋梁

現(xiàn)狀跨線橋?yàn)楹?jiǎn)支梁橋，按照城-A 級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，滿足二環(huán)提升改造后的主線規(guī)模，經(jīng)老橋檢測(cè)后，具備橋梁頂升條件。故結(jié)合實(shí)測(cè)現(xiàn)狀標(biāo)高，在維持路口一跨鋼混疊合梁不動(dòng)的情況下，對(duì)跨線橋兩側(cè)各23 m×8 跨簡(jiǎn)支空心板梁進(jìn)行液壓同步頂升，接高現(xiàn)狀橋梁立柱從而達(dá)到設(shè)計(jì)連續(xù)高架標(biāo)高，與兩側(cè)新建高架順接，徹底釋放橋下空間形成二環(huán)輔路，并在紅旗大街東西兩側(cè)設(shè)置平行匝道出入口，見(jiàn)圖12。本次老橋頂升最大頂升高度5.5 m，僅用時(shí)25 d全部頂升到位，不僅減少了橋梁廢棄，節(jié)約了工程投資，還縮短了施工工期，大大減小了社會(huì)影響。

圖12 現(xiàn)狀紅旗大街跨線橋頂升

4.4 現(xiàn)狀南環(huán)大橋

工程終點(diǎn)為現(xiàn)狀南二環(huán)跨中華大街高架（南環(huán)大橋），于1999 年建成，采用了多跨混凝土連續(xù)梁體結(jié)構(gòu)，建設(shè)年代較久，該段老橋頂升不僅風(fēng)險(xiǎn)較大，而且頂升范圍較長(zhǎng)將影響現(xiàn)狀立交匝道，故不再頂升。為實(shí)現(xiàn)南環(huán)大橋與新建二環(huán)主線連續(xù)高架順接，維持南環(huán)大橋橋梁段不動(dòng)，拆除現(xiàn)狀南環(huán)大橋引道擋土墻，并結(jié)合中華大街立交匝道出口的變速車(chē)道同步展寬新建擋土墻，結(jié)合擋土墻段低點(diǎn)在維明大街東側(cè)設(shè)置一對(duì)平行出入口匝道，見(jiàn)圖13。

圖13 改造南環(huán)大橋引道順接新建高架

5 結(jié)語(yǔ)

城市環(huán)線快速路的提升改造對(duì)于改善城市交通出行環(huán)境，促進(jìn)各片區(qū)組團(tuán)發(fā)展有著重要的意義。石家莊二環(huán)路從地面快速路提升改造為高架快速路，能極大地促進(jìn)城市向外發(fā)展，帶動(dòng)沿線地塊開(kāi)發(fā)，提高居民出行的便捷性。本文從二環(huán)路的現(xiàn)狀背景出發(fā)，對(duì)二環(huán)地面快速路提升改造的總體方案和各節(jié)點(diǎn)方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述，具體介紹了基于各種現(xiàn)狀條件下的二環(huán)路主線改造形式和出入口設(shè)計(jì)?，F(xiàn)狀地面快速路的提升改造方案難度在于既要結(jié)合較為局限的現(xiàn)狀條件，又要在兼顧經(jīng)濟(jì)性、減少社會(huì)影響的同時(shí)，讓道路提升改造工程的效益最大化。二環(huán)路主線高架現(xiàn)已完成改造施工并開(kāi)放交通，相交道路已實(shí)現(xiàn)在二環(huán)內(nèi)外的連通，較好地達(dá)到了提升改造工程的預(yù)期目標(biāo)。該方案可在一定程度上為類(lèi)似地面快速路提升改造工程提供借鑒和參考。