天津中环线八里台立交桥的“延年益寿”

2014-01-09朱兆芳张欣红刘锐晶

城市道桥与防洪 2014年9期

关键词：延年益寿立交桥市区

朱兆芳，张欣红，刘锐晶

（天津市市政工程设计研究总院，天津市 300051）

0 引言

我国城市交通拥堵，空气PM2.5超标，雾霾严重，已成为建设我国环境友好型和谐城市的最不和谐因素，为全民所关注。

抑制交通需求的举措有利于城市社会和经济发展，符合中国国情。城市发展规模应是有限的，必须抑制城市规模，同时限制城市中心区的面积。对于中心城区的道路及交叉设施不应无限制扩容，应通过科学疏导，充分利用周边路网来减轻交通压力，使其“延年益寿”。

在特大城市发展中，在快速路、高速公路骨架建成的同时，中心市区道路交通、交叉口设计应如何贯彻节约、环保、低碳及可持续发展精神，对已建20年以上的城市互通立交应如何处理，本文结合天津中环线八里台立交实例进行分析论述。

1 20世纪80年代八里台立交建成

1.1 “三环十四射”道路网骨架

1985年，根据天津市综合治理城市交通的决定，开始建设“三环十四射”道路网骨架（见图1）。工程从中环线（见图2）启动，长34.5 km，于1986年建成，成为中心市区一条综合性交通运输大动脉，联系中心市区和各分区间的交通，同时沟通对外客货运输。外环线为新辟路，位于中心市区边缘带，1987年建成，长71.44 km，以货运为主，途经4个郊区，连接14条放射性干道，把市区、郊区连接起来，截流、疏导过境交通和市外围工业区、居住区及中心区外围组团的交通，起到部分公路内环的作用，是快速路。内环线位于市核心区，是一条连通天津市行政、商贸、金融中心的客运干道，全长14.55 km，限于拆迁、投资，从1982年起，历时10年，于1992年建成。14条放射线与18条市区出口道路共同保证市区及对外交通的衔接通畅，14条放射线配合环线建设97.51 km。为加强环线与放射线间的联系，逐步修建了5个节点立交。

图1 “三环十四射”道路网骨架

图2 中环线

1.2 中环线西半环工程

1985年率先启动了中环线西半环工程。中环线设计车速为60 km/h；西半环为三幅式断面，6 m人行道+6 m(8 m)非机动车道+2 m分隔带+22 m(18 m)机动车道+2 m分隔带+6 m(8 m)非机动车道+6 m人行道，共50 m；东半环为四幅式断面，5 m人行道+6 m非机动车道+1.5 m分隔带+12 m机动车道+1 m中央带+12 m机动车道+1.5 m分隔带+6 m非机动车道+5 m人行道，共50 m。

1.3 八里台立交桥

八里台立交桥位于中环线与卫津路交口处，是天津市中环线上重要的交通枢纽之一，也是天津的首座城市互通式立交桥。

八里台路口相交道路路面较窄，旧路12～14 m宽，路口为红绿灯控制。根据调查，路口机动车总量达 9 22 veh／h，（为 1 567 pcu/h）（见图3、表1 ），高峰时非机动车16 611 veh／h（见图4、表2）。由于旧路窄，路口附近受桥梁及无轨终点站影响，车辆受阻严重，其中南、西面受阻车比例均超过80%，经常出现200 m以上的压车，最大排队长大于250 m。根据当时的车道布置，通行能力为1 722 pcu/h，饱和度大于1，已属阻塞状态，其它两个方向饱和度已接近饱和，已为市区南部交通卡口之一。

图3 改造前机动车流量流向示意图（单位：pcu/h）

表1 1984年平交色灯路口机动车高峰小时（9：00-10：00）流量表

图4 改造前非机动车流量流向示意图（单位：pu/h）

表2 1984年平交色灯路口非机动车高峰小时（7：00-8：00）流量表

根据天津市规划，中环线为快速干道，按20年发展估算路口机动车总量将达6 914 pcu／h，立交通行能力10 403 pcu／h。八里台立交桥东西方向全长847.62 m，桥面高度12.97 m，南北长495.984 m，桥面高度6.99 m，现状桥梁地袱长度为3 600 m，立交桥面积34 600 m2,其中桥梁结构面积为23 120 m2，设计荷载为汽车—20级，挂车—100。八里台立交桥占地7.4 hm2，设计为三层扁平状苜蓿型立交桥（见图5），投资2 400万元。

图5 八里台立交

设计中，首次采用架空匝道，从立面效果看给人以通透开阔感。底层净空为3 m，主要是考虑今后发展微型汽车，这样可取代部分非机动车，同时也为立交远期发展留有余地，上层饱和时小型汽车可部分疏散到底层。根据景观要求，首次在立交桥上使用高杆灯。1985年7月1日实现了全线通车。当时，该工程规模之大、建设速度之快，都是从没有过的。人们当时把中环线比作一道“彩虹”，而八里台立交桥就是“彩虹”上的一颗“明珠”。

实践证明，随着八里台立交桥的建成，这一区域的交通拥堵得到了极大缓解。据统计，通车后的第二年，由于平交路口改建立交后，路口通行能力提高6倍（10 403 pcu/h），吸引了周围干路交通，使立交流量增加1倍左右，达到了1 932 veh/h，折合成标准车车流量3 284 pcu/h，从而减轻了周围路段与路口的压力，使路口流量饱和度迅速下降(即由接近l下降为0.3)；车速大大提高，由8.53 km／h增加到47.1 km／h，提高近5倍左右(见图6、图7，表3、表4 )；非机动车 1 3 730 veh/h，减少 2 881 veh。

图6 改建后机动车流量、流向示意图（单位：pcu/h）

图7 改建后非机动车流量、流向示意图（单位：pcu/h）

表3 1985年改建立交后机动车高峰小时（9：00-10：00）流量表

表4 1985年改建立交后非机动车高峰小时（7：00-8：00）流量表

2 20世纪末中心市区交通结构的变化

随着城市的扩大、交通量的增加，大城市道路客、货运交通组织相应调整，中心市区货运车辆逐渐外移，因此中心市区的道路交通结构发生了质的变化。

天津中环线西半环1985年与1998年两次交通调整数据显示：

（1）路段机动车平均断面流量增长迅速，1985年平均为 9 77 veh/h，1998年增加为 3 775 veh/h，增 2 .86倍,其中摩托车流量增加近6倍，占机动车总量8.5%；

（2）非机动车平均断面流量增长不大，由9 123 veh/h增为12 630 veh/h,仅增0.38倍；

（3）车种组成发生了质的变化，将两个年份货、客车，大、小车平均流量进行对比，货车、大车的比例分别由原68.7%、47.9%下降为13.4%、6.6%,客车、小车的比例分别由原31.3%、52.1%上升为86.6%、93.4%,即车种由货车、大车为主转变为以客车、小车为主。

3 21世纪八里台立交桥状况

3.1 八里台立交机动车流量调查

八里台立交桥建成至今已有29年，已超出立交20年设计年限。如今，位于和平区、河西区和南开区交界处的八里台立交桥，依然是全市最繁忙的立交桥之一。

根据交通流量调查资料，1998年、2004年、2010年八里台立交桥机动车流量总量分别达到9 836 pcu/h、10 414 pcu/h、14 420 pcu/h（见表5～表7 ）。

表5 1998年立交机动车高峰小时（9：00-10：00）流量表

表6 2004年立交机动车高峰小时（9：00-10：00）流量表

表7 2010年立交机动车高峰小时（9：00-10：00）流量表

立交东向路段非机动车高峰小时流量为23 902 veh／h；立交西向路段非机动车高峰小时流量为12 504 veh／h。

如今，车流量更是远超出设计通行能力。面对日益增多的机动车辆，如今的八里台立交桥也显得有些“力不从心”。

3.2 八里台立交桥大修

为充分发挥老设施作用，2013年对八里台立交桥进行了12项大修。此次大修共涵盖12项工程，包括更换F线第20跨损坏T梁、更换全桥地袱、T梁翼缘板维修、改性沥青伸缩缝更换为钢伸缩缝、桥梁碱蚀混凝土维修、T梁横隔钢板补焊、局部桥面混凝土维修、桥梁铰缝混凝土维修、桥台盖梁裂缝修补、钢伸缩缝混凝土裂缝修补、更换支座和增设限高架等。

此次维修加固工程中最重要的工程就是将复康路主桥跨越卫津路主桥的第20跨10片T梁全部拆除更换。新梁采用后张预应力T梁，更加坚固，同时高度由原有的1.3 m缩减到1.2 m，给桥下原有的4.5 m净高又增加了一定的空间。

3.3 八里台立交桥下辅道改造

对八里台立交桥下环岛及辅道进行改造，调整底层交通组织，将原有的环岛交通改为交通信号灯控制，车道施画标线，减少车流交织现象。

（1）通过拆除绿化来减小环岛面积及利用桥跨，增加桥下信号灯路口面积；拓宽进出口车道的宽度，增加桥下信号灯路口通行能力。

（2）桥下辅道进行渠化设计。现状桥下机非混行车道宽8～10 m，缺少交通划线标志和信号灯。通过拆除部分绿化及桥下铺装，拓宽进出口车道（见图8）。

图8 改造后的八里台立交桥桥下交通组织图

（3）在立交外新增右转地面道路作为右转专用车道（见图9），复康路右转利用现停车场道路作右拐专用车道（见图10)，提前分流右转交通，将各方向右转交通引出立交范围，减小桥下环岛交通压力。

图9 在立交外新增右转地面道路作为右转专用车道

图10 复康路右转利用现停车场道路作右拐专用车道

（4）新增9 m宽机非混行车道，2 m宽人行道。

通过以上改建，有效改善了桥下机动车通行的效率。

3.4 改造后效果

（1）据统计，八里台立交桥下色灯路口交通事故、交通拥堵报警数由改造前日接警量20余起下降到一周接警仅为1起。

（2）高峰时段通过八里台桥下信号灯路口的通行时间由5～10 min缩减为1～3 min，通过路口一般不超过2个信号周期，路口通行效率得到明显提高。

（3）通过增设交通信号灯并优化配时，路口通行秩序明显改善，各方向非机动车、行人通行安全得到了有效保障，车辆通行效率和安全性明显提升，赢得了群众广泛赞誉，取得了良好的社会效果。

4 八里台立交“延年益寿”措施

八里台立交自1985年建成经历了其初期、中期、晚期，通过结构大修及底层交通改造，总体质量状况良好，为老设施提供了“延年益寿”的条件，虽已过设计年限，但没有必要全部拆除重建。

（1）通过调整立交口相交道路的等级及功能为立交减负。

立交东西向道路复康路、吴家窑大街是2003年版“四个二”的快速路系统中的“南一”，南北向卫津路为西纵快速路。2009年深化完善中心城区快速路网，促进中心城区及外围地区一体化发展，通过“路网完善、系统挖潜、综合协调”等方案，将南横西纵中段降级为主干路，形成了“两环+十字+放射线”快速路系统，复康路、吴家窑大街、卫津路降级为主干路，八里台立交桥等级由枢纽改为一般，避免了快速交通的引入，从而大大减轻了立交的交通负担。

（2）科学的交通组织给八里台立交减负。

八里台立交桥上交通已达饱和，立交东、北、南、西向引路紧临3个大交通量色灯平交口，即吴家窑大街与气象台路口、南开大学与同安道路口、卫津路与平山道及紫金山路多叉口（见图11）。

图11 3个大交通量色灯平交口位置示意图

从29年交通流向显示，南口左拐及西口右拐这一对转向交通一直较大，保持着主流特点，可利用西口庆丰路分流西拐南的右拐交通流，北口南开大学及同安里口禁止左转交通，吴家窑大街与气象台路口禁止南口左拐交通流，卫津路与平山道及紫金山路多叉口禁止平山道左拐及卫津路下桥左拐平山道及紫金山路的交通流，利用周边道路合理分流流量，控制进入立交交通量，减轻立交交通负荷度。

通过以上交通组织控制流量，在立交桥能承受的通行能力范围内，通过降负确保安全使用，让八里台立交桥“延年益寿”。