熊 軍,孫東利
(天津市市政工程設計研究院,天津市 300051)
寧波市環(huán)城南路快速路位于寧波中心城區(qū)中南部地區(qū)。項目西起機場快速路,東至世紀大道,全長9.213 km。項目于2016年初竣工通車。環(huán)城南路快速路自東向西將甬金高速連接線、機場快速干道、麗園路、環(huán)城西路、鄞奉路、解放路、寧南北路、天童北路、中興南路(錢湖北路)、桑田路、福明路、滄海路、世紀大道等快速路及城市主要干道連接成有機整體,是三江口核心區(qū)與東部新城核心區(qū)聯(lián)系的主要集散通道,同時還是中心城區(qū)通往寧波櫟社國際機場、寧波客運中心的重要集散通道,在中心城區(qū)路網(wǎng)中具有重要的地位和作用。該工程新建互通立交2座,分別為新建機場快速立交、解放路-寧南北路組合立交,另外,福明路立交及東苑立交改造不在該工程設計范圍;設置跨越奉化江的芝蘭橋特大橋1座,上下匝道5對,分離式立交3座。圖1為環(huán)城南路快速路總體布置圖。
(1)道路等級及設計速度。環(huán)城南路高架主線為城市快速路,設計速度為80 km/h[1];地面輔道為城市主干路,設計速度為50 km/h[2];立交匝道設計速度為 30~40 km/h[3]。
(2)橋梁設計荷載為公路-I級汽車荷載[4](包括高架橋梁及地面輔道橋梁)。路面計算荷載為BZZ-100標準軸載[2]。
(3)地震基本烈度VI度(Ⅶ度設防),動峰值加速度系數(shù)為0.05g[5]。
環(huán)城南路快速路的總體設計不僅要解決道路本身的交通功能,更要體現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想,并堅持用系統(tǒng)的眼光分析解決問題,做到統(tǒng)籌兼顧,合理安排,以尋求綜合最優(yōu)的總體設計方案。
根據(jù)交通分析結果,環(huán)城南路快速路基本車道數(shù)采用雙向6車道,在有匝道進出的主線合、分流段設置集散車道處:當匝道先入后出間距760 m≤L<1 020 m時,主線設置1條集散車道;當匝道先入后出間距500 m≤L<760 m時,主線設置2條集散車道。
環(huán)城南路快速路的橫斷面布置型式以奉化江為界。
(1)奉化江以西:高架主線車行道凈寬采用12.0 m(半幅),按照1條3.5 m小型車道、2條3.75 m混行車道布置,路緣帶0.5 m。上下行車道中間設0.5 m防撞護欄分隔,兩側設0.5 m防撞護欄,橋梁全寬25.5 m;地面輔道按照雙向6車道考慮,單側機動車道凈寬11.5 m,按照3×3.5 m車道布置,路緣帶0.5 m;中央分隔帶7.0 m,用以布設高架橋梁主墩;側分帶2.0 m,非機動車道5.0 m,人行道3.0 m,全寬50 m。圖2為標準橫斷面圖(奉化江以西)。
圖1 環(huán)城南路快速路總體布置圖
圖2 標準橫斷面圖(奉化江以西)(單位:m)
(2)奉化江以東:主線高架布置型式與奉化江以西段一致,橋梁全寬25.5 m。地面輔道為了利用現(xiàn)狀道路,按照雙向6車道考慮,單側機動車道凈寬11.5 m,按照3×3.5 m車道布置,路緣帶0.5 m;中央分隔帶5.0 m,用以布設高架橋梁主墩;側分帶2.0 m,人非混行道6.0 m,道路全寬44.0 m。圖3為標準橫斷面圖(奉化江以東)。
圖3 標準橫斷面圖(奉化江以東)(單位:m)
現(xiàn)狀環(huán)城南路周邊開發(fā)較為成熟,環(huán)城南路高架的建設對周邊區(qū)域經(jīng)濟及社會發(fā)展的影響巨大。因此,合理設置沿線互通立交及上下匝道顯得尤為重要?;ネ⒔辉O置及上下匝道設置原則為:(1)與快速路相交設置樞紐型互通式立交;(2)與一般主干路、次干路及支路設置分離立交,通過上下匝道溝通。
該工程新建機場路立交及解放路-寧南北路組合立交,立交總體布置效果見圖4、圖5。
圖4 機場路立交效果圖
圖5 解放路-寧南北路組合立交效果圖
該段環(huán)城南路快速路全長9.213 km,共布設上下匝道5對。上下匝道平均間距1.536 km。
3.4.1 芝蘭橋以西高架斷面
主線高架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁斷面型式為弧形邊腹板大懸臂斷面,標準斷面全寬為25 m,單箱三室結構、等截面。箱梁頂板厚度為0.22 m,底板厚度為0.2 m,支點范圍腹板厚度為0.7 m,跨中范圍腹板厚度0.4 m。主梁兩側懸臂長度為4.85 m,箱梁懸臂端部厚度為0.2 m,懸臂沿弧線一直延伸至主梁底板。為減小主梁懸臂自重,在懸臂部分設置小箱室,使主梁懸臂頂板與弧形底板形成撐-拉桿受力體系。
為烘托橋梁整體的景觀效果,并在空間布置上滿足地面輔道的布置,標準橋?qū)挃嗝婢捎锚毝詹贾?。異形墩由兩?.7 m寬墩柱組成,兩墩間凈距為3.1 m,主墩墩底外到外全寬為6.5 m。主墩為提高主梁的橫向穩(wěn)定性及主墩自身的景觀效果,在頂部3 m范圍內(nèi)兩墩分別向外側傾斜,頂部全寬為7.8 m。在距離墩柱頂部0.4 m處,設置一道高度1.2~1.5 m聯(lián)系梁,以平衡墩柱傾斜帶來的水平力,減小墩柱墩身的側向彎矩。
主墩中墩順橋向厚度1.7 m,連接墩處通過主墩柱頭3 m范圍將順橋向厚度由1.7 m漸變至2.2 m,以滿足連接墩支座的布置要求(見圖6)。
圖6 橋梁標準橫斷面(單位:cm)
3.4.2 芝蘭橋以東高架斷面
根據(jù)跨越路口寬度、相交角度以及跨越路口、立交匝道開口位置等因素,小箱梁分別設置30 m、35 m和40 m跨徑,相應梁高分別為1.6 m、1.8 m和2.2 m。小箱梁頂板厚度為0.18 m,底板厚度跨中為0.18 m,支點厚度為0.25 m;支點范圍腹板厚度為0.28 m,跨中范圍腹板厚度0.18 m。小箱梁邊板懸臂外側設置后澆帶,與防撞護欄同期進行澆筑,可滿足道路曲線邊線的設置要求。30 m跨徑小箱梁跨中設置1道橫隔板,35 m和40 m跨徑小箱梁跨中設置3道橫隔板。
根據(jù)地面輔道中央分隔帶寬度為5 m的總體布置,主墩橫橋向底寬為4 m,在結構上與蓋梁做成整體型式,四角設置R=15 cm抹圓。主墩蓋梁厚度為2.2 m,根據(jù)小箱梁跨徑不同,厚度相應調(diào)整。主墩在順橋向設置弧形凹槽,提高主墩的景觀效果,避免主墩橫橋向尺寸較大而顯得笨重。蓋梁高度為端部1.2 m,墩頂2.5 m。蓋梁端部設置R=0.3 m的圓弧,在蓋梁與主墩相接處設置R=1.0 m的圓弧。圖7為橋梁標準橫斷面(芝蘭橋以東)。
圖7 橋梁標準橫斷面(芝蘭橋以東)(單位:cm)
3.4.3 芝蘭橋特大橋
芝蘭橋位于環(huán)城南路快速路主線高架橋梁跨越奉化江處?,F(xiàn)狀環(huán)城南路在跨越奉化江處設置一座三跨變截面連續(xù)箱梁橋,即芝蘭橋。在該工程設計中,原芝蘭橋現(xiàn)狀保留,作為環(huán)城南路地面輔道使用,主線高架在此處分上下行兩幅橋,在現(xiàn)狀芝蘭橋兩側分別跨越奉化江。
大橋采用中承式系桿拱橋,剛拱柔梁漂浮體系,主拱肋采用鋼箱型式,體系簡單可靠,受力明確。為滿足大橋施工及運營階段不對奉化江航運產(chǎn)生影響,大橋主跨一跨過河,在河道內(nèi)不布置墩柱,跨徑為260 m。邊跨跨徑布置考慮橋下輔道的設置,并考慮與芝蘭橋墩柱盡量對齊以保證立面景觀效果,跨徑采用55 m,因此主橋跨徑布置為55 m+260 m+55 m,全長370 m。目前,芝蘭橋是我國規(guī)模最大雙子拱橋。每幅主橋橫斷面布置為:2.2 m拱肋吊桿帶+0.5 m防撞護欄+12 m機動車道+0.5 m防撞護欄+2.2 m拱肋吊桿帶。橋面橫坡為2%。橋型布置見圖8~圖10。
環(huán)城南路快速路作為寧波市快速路網(wǎng)中重要的東西向快速路,具有建設規(guī)模大、工程復雜、交通壓力及社會影響大等特點。該工程總體方案中的斷面選擇、互通立交布置以及芝蘭橋特大橋的設計思路,對今后類似工程的建設具有借鑒意義。寧波市政府高度重視環(huán)城南路快速路的建設,工程于2011年開工建設,歷時4 a竣工通車,目前已經(jīng)投入使用。環(huán)城南路快速路的建成,從空間結構、土地利用、城市交通等多方面對寧波市的城市規(guī)劃與發(fā)展產(chǎn)生了重大影響,將加快推進長三角地區(qū)的一體化進程,加速形成城市立體化交通網(wǎng)絡,有效緩解城市交通壓力,有力促進寧波中心城區(qū)的開發(fā)建設,并取得顯著的社會效益。
圖8 橋型布置圖(單位:cm)
圖9 行車道主梁標準斷面(單位:cm)
圖10 新老橋布置圖(單位:cm)