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合肥市长江西路高架快速路的方案研究

2010-06-14黄从俊

城市道桥与防洪 2010年1期
关键词:西路快速路高架桥

黄从俊

(合肥市规划设计研究院,安徽合肥 230041)

1 工程概要

长江西路是合肥市“六纵六横”快速路体系的一部分,是合肥市东西向快速通道的组成部分,也是一、二环之间重要的连接线。其西端与新桥机场专用高速公路和合淮阜高速公路相交,中段与西二环相交,东端与西一环相交,并经南一环快速路与金寨路高架、马鞍山路高架和裕溪路高架相连。长江西路高架工程西起合六公路,东至五里墩立交桥,全长6.39 km,设计行车速度为80 km/h。沿线跨越的城市道路20条;跨越的铁路2条,共4股道。

长江西路的设计定位为:是连接合淮阜高速公路,联系淮南、阜阳、六安等城市的进出城通道;是联系主城区、高新技术产业开发区和新桥机场的快速交通走廊;是缓解主城区和城市西部组团之间交通压力的重要疏散通道。其地面辅道是快速路的集散车道,提供沿线交通出行和公共交通的通行。

2 交通调查与车道数预测分析

根据模型,利用TransSTAR软件将各交通小区的交通分布量分配到道路网络上,经过处理,得到长江西路机动车流量,见表1所列。

根据客货交通量的预测,计算出长江西路客货交通量比率。根据交通管理部门的规划,到规划年期间,要将过境交通和大型货车限制在二环以外,长江西路将不再承担大型货运交通。客货交通量比由2012年的1∶0.101逐步下降到2020年的1∶0.075。据此,可以得到预测年份长江西路路段机动车流量,见表2所列;并由此确定高架桥设计车道数为双向6车道,桥面全宽25.5 m。

表1 2020年路段机动车流量预测表 (单位:pcu/h)

表2 预测年份路段机动车流量增长量(相对于基年)表 (单位:pcu/h)

3 匝道与立交布置

高架桥在科学岛路以西开始起坡跨越科学岛路,并在科学岛路以东和希望路以西各设置一对上、下匝道。根据交叉口交通调查和预测资料,在西二环路交口采用部分互通式立交,并设置两对上下匝道。潜山路为城市的中环线,是位于西一环和西二环之间唯一的南北向主干路,两侧各设置一对上下匝道。高架桥在跨越青阳路后与五里墩立交主桥衔接,并与地面辅道连接。

全线共设平行式上匝道6条,平行式下匝道5条,垂直式下匝道1条(见图1所示)。进出口平均间距1.5 km,满足快速路进出口最小安全间距的要求,并能较好地服务于沿线交通的集散。

匝道口至前方停止线的最小距离除满足停车排队的要求,还跟匝道口的交通组织密切相关。在匝道右侧设置地面右转车道,在交织段之前将地面右转车流引入此车道,避免右转车流与其它车流的交织。下匝道临近交叉口进口道的车道布置需要结合每个交叉口特定的交通供需特点,灵活安排车道布置和信号相位。

西二环为规划的南北向快速路。经多方案比选,确定该交口除长江西路主线高架外,在四个象限分别设置了上下匝道,并有2条左转匝道与西二环相连,南北向主线采用了咬合桩支护的下穿式立交桥,见图2所示。4条上下匝道中,因西北象限用地的原因,将该下匝道布置为垂直式,其余3条均为平行式。该方案基本解决了主要流向的交通问题,占地小、造价低,拆迁少,易于实施。

4 桥型研究

4.1 上部结构比选

由于高架桥要为地面交通留下较大的通行空间,桥墩立柱的间距(5.5 m)较小,对桥梁的横向结构要求较高,纵横向结构受力要协调。经计算分析25 m、30 m、35 m和40 m等几种标准跨,结果表明,以30 m作为基本跨径的双向预应力混凝土连续箱梁的纵横向结构受力比较协调,也容易适应各种异形结构的受力要求,能够保证外形尺寸的统一,高跨比更协调,在国内各大城市中也被广泛采用。

上部结构的造价占工程总造价的比例较大,标准段结构的选择至关重要,应从工程造价、景观效果、施工速度、地质条件、结构性能及桥下地面交通通行条件等方面综合考虑。选择简支T梁、简支变连续小箱梁和连续箱梁等几种常见的30 m跨径的梁桥进行比较,从经济性来看,连续箱梁处于劣势,详见表3所列。

表3 上部结构(1 m2)经济指标比较表

但连续箱梁在结构的整体性能、抗扭刚度、跨越能力、适应平面曲线线形和桥宽的变化、桥下视觉效果及适应城市高架快速路的需求特点等方面,具有较大优势,最终确定将预应力混凝土斜腹式连续箱梁作为高架桥的标准段桥型,综合比较见表4所列。其横断面布置见图3所示。

表4 上部结构综合比较表

高架桥的桥下净空与城市景观效果、地面行车视觉效果、地面采光、尾气与噪音释放等因素密切相关。在高架较多的广州市,大部分高架的净高都较高(9 m以上),很多匝道的纵坡都达到8%。但合肥的自然和气候环境与广州差异较大,不具备可比性。表5是调查到的华东地区的部分高架桥的净空统计。

表5 部分城市高架桥的净空汇总表

我们分别选取了 5.5 m、6.5 m、7 m、7.5 m、8 m和9 m等几种不同净高建模,通过模拟分析和综合评估,确定将7.5 m作为长江西路高架标准段的基本净高,并结合上下匝道、地势和周边建筑适当调整。

4.2 跨越路口的方案研究

在高架桥跨越相交路路口处,尽量采用一跨而过,以满足地面交口的交通渠化和转向的基本要求,并力求达到桥下通透的效果。路口一般采用三跨连续梁,中跨跨径35~50 m。

当中跨跨径等于或小于40 m时,采用与标准段相同梁高的等截面连续梁。当中跨跨径大于40 m时,采用变截面连续梁,其边跨跨端和中跨跨中梁高与标准段相同,线条流畅美观。

4.3 下部结构和桩基础比选

桥墩确定为“H”型矩形双柱墩,布置在地面中央绿化带中,墩顶设横系梁,外型美观简洁,立模方便,施工速度快。

通过对D150和D180两种不同桩径的综合造价进行比较分析,D150较为经济,因此确定采用D150桩基,详细分析见表6所列。

表6 单桩经济比较表

5 地面辅道设计

双向6车道的高架桥设在地面中间,桥下设8m的中央分隔带以供布墩,桥下两侧各设单向3车道的地面机动车道和非机动车道,外侧设置绿化带及人行道(见图4、图5所示)。

6 附属设施设计

6.1 桥侧绿化

桥侧绿化是近年来在国内兴起的高架桥的一种美化方式,分顶置、内置和外挂三种型式。绿化的种类也多种多样,既有灌木类,也有鲜花类。外挂式是将花盆直接挂在附着于防撞栏的横管上,操作简单,易于更换和维护,作为首选方案,并以小型灌木类为主,易于成活(见图6所示)。

6.2 泄水管

泄水管分明敷和内置两种敷设方式,各地多以明敷为主。经分析认为,内置式泄水管存在以下缺陷:

(1)施工中因操作不当容易堵塞,使用中堵塞后难以疏通;

(2)墩顶软接头处常因梁体伸缩而损坏,导致破损漏水;

(3)冬季因冻胀而损坏;

(4)冬季管内冰块未融化时,桥面因受阳光直射融化的水份无法及时排出。

明敷式泄水管虽然也有影响高架桥美观等问题,但可确保使用功能的发挥,也易于维修和疏通,因此建议采用明敷式。

7 结语

城市高架快速路总体方案的制定,重点在于匝道布置及其交通组织、桥型外观、标准跨径等。对此,应结合大量的调研和深入分析来合理选择。难点是如何充分有效地发挥高架桥的交通通行能力,既做到节约投资,又能力求结构安全。高架快速路总体方案的制定,是个庞杂的系统工程,既要兼顾“面”,也不能忽视“点”。

[1]董猛,赵建新,王士林.高架快速路出口匝道衔接段交通组织方案研究[J].城市道桥与防洪,2007,(2).

[2]钟连德,荣建,孙小端.关于高架快速路车道宽度设置的探讨[J].公路交通科技,2006,(10).

[3]杨晓光,等.城市道路交通设计指南[M].北京:人民交通出版社,2004.

[4]袁国干.配筋混凝土结构设计原理[M].上海:同济大学出版社,1990.

[5]黄从俊.咬合桩作为永久结构在下穿式立交桥中的应用[J].安徽建筑工业学院学报,2009,(5).

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