高曉飛

（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 工程概況

某工程位于湖南省株洲市。其方案設(shè)計(jì)的大跨徑橋梁取名為清水塘大橋，北接清水塘生態(tài)工業(yè)新城，南連栗雨工業(yè)園區(qū)。清水塘大橋的建設(shè)意義重大，該項(xiàng)目是連接株洲石峰區(qū)及天元區(qū)兩個(gè)區(qū)域的新動(dòng)脈，大橋的建設(shè)加強(qiáng)了軌道科技城、清水湖生態(tài)新城及栗雨工業(yè)園間、武廣新城的聯(lián)系，交通功能十分突出。

2 現(xiàn)狀條件分析

2.1 規(guī)劃條件

圖1為規(guī)劃路網(wǎng)圖。

該橋梁北接清水塘生態(tài)園區(qū)清雨路，紅線寬度42 m，城市主干路。江北側(cè)的橫向重要道路有：清霞路（城市主干路）、臨江路（次干路）、港區(qū)支路（支路）。

橋梁南接栗雨工業(yè)園區(qū)珠江北路，紅線寬度40 m，城市主干路。與大橋橫向相接的道路有：濱江路（支路）、東平路（次干路）、新東路（城市主干路）。

圖1 規(guī)劃路網(wǎng)圖

2.2 現(xiàn)狀通航條件

擬建橋位處湘江水域開(kāi)闊，水面寬約850 m，河床底標(biāo)高約20.0 m，常水位標(biāo)高約28.0 m，最高通航水位41.96 m（P=5%），現(xiàn)狀通行2 000 t級(jí)船舶（見(jiàn)圖 2）。

2.3 跨徑確定

該工程通航孔需滿(mǎn)足2 000 t級(jí)貨船通航要求，并考慮銅塘灣港區(qū)的水域需求，北側(cè)主墩基礎(chǔ)宜在碼頭前沿線內(nèi)，基礎(chǔ)盡可能位于岸上。根據(jù)對(duì)現(xiàn)狀航跡線及通航需求的分析，針對(duì)南側(cè)主墩的布置，提出通航孔跨徑480 m布置方案。

圖2 現(xiàn)狀河床斷面圖

3 橋型方案選擇

3.1 鋼桁拱橋

主橋結(jié)構(gòu)為中承式鋼桁架拱橋，跨徑布置為120+480=600（m），邊中跨比為 1/4，矢跨比為 1/5。拱肋下弦采用拋物線，上弦主跨采用拋物線，通過(guò)圓曲線與邊跨上弦箱梁連接。主橋采用連續(xù)梁支撐體系，以及僅在北側(cè)主墩設(shè)置固定支座，其余為活動(dòng)支座。方案效果圖如圖3所示。

圖3 480 m鋼桁拱橋方案效果圖

斷面采用上下層分離布置形式，上層為機(jī)動(dòng)車(chē)道：4.0 m拱肋及檢修道+0.5 m防撞欄桿+11.5 m車(chē)行道+0.5 m中央隔離帶+11.5 m機(jī)動(dòng)車(chē)道+0.5 m防撞欄桿+4.0 m拱肋及檢修道=32.5 m。下層為人非道，凈寬10 m。主橋橫斷面布置如圖4所示。

圖4 480 m鋼桁拱橋方案橫斷面布置圖

3.2 斜拉橋

主橋采用雙塔雙柱斜拉橋，跨徑布置為160+480+160（m），中跨采用鋼混凝土疊合梁，邊跨采用混凝土箱梁，梁高均為3.5 m，邊中跨比為1/3，主梁支撐于橋塔橫梁上，為半漂浮體系。傾斜雙索面扇形布置。梁上塔高108 m，塔高比為0.24。方案效果圖如圖5所示，推薦采用水滴型橋塔。

圖5 480 m斜拉橋方案（水滴形塔）效果圖

主梁橫向布置為：2.75 m（人行道）+2.5 m（非機(jī)動(dòng)車(chē)道）+0.5 m（護(hù)欄）+11.5 m（車(chē)行道）+0.5 m（中央分隔欄）+11.5 m（車(chē)行道）+0.5 m（護(hù)欄）+2.5 m（非機(jī)動(dòng)車(chē)道）+2.75 m（人行道）=35.0 m，斜拉索錨固點(diǎn)位于人非道。主橋橫斷面布置如圖6所示。

圖6 480 m斜拉橋方案橫斷面布置圖

4 總體接線方案設(shè)計(jì)

4.1 方案一：清霞路和新東路前直接落地方案

清水塘大橋在清霞路和新東路前直接落地，所有的大橋上的交通均由橫向道路清霞路和新東路直接承擔(dān)（見(jiàn)圖7）。

圖7 直接落地方案圖

根據(jù)交通流量分析，遠(yuǎn)期清雨路、珠江北路飽和度為0.98，服務(wù)水平E級(jí)；清雨路-清霞路節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)期高峰小時(shí)進(jìn)口道總量增加180%，珠江北路-新東路節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)期高峰小時(shí)進(jìn)口道總量增加233%。

綜上，直接接地的方案對(duì)橫向的新東路和清霞路造成了極大的交通壓力，清雨路/清霞路交叉口、珠江北路/新東路交叉口易形成新的擁堵點(diǎn)，應(yīng)考慮逐級(jí)分流交通。

4.2 方案二：逐級(jí)分流方案

清水塘大橋南端在新東路以南主線接地，在新東路以北設(shè)置一對(duì)匝道；在清霞路以北主線接地，在清霞路以南設(shè)置一對(duì)匝道；兩級(jí)分流（見(jiàn)圖8）。

圖8 逐級(jí)分流方案圖

根據(jù)交通流量分析，清霞路交叉口：清雨路最大流量為3 834 pcu/h,飽和度為0.82，服務(wù)水平D級(jí)，較直接接地方案下降26%。清雨路/清霞路節(jié)點(diǎn)交叉口遠(yuǎn)期高峰小時(shí)進(jìn)口道總量為6 745 pcu/h，較直接接地方案下降17%。

新東路交叉口：珠江北路最大流量為3 433 pcu/h,飽和度為0.73，服務(wù)水平C級(jí)，較直接接地方案下降27%。珠江北路/新東路節(jié)點(diǎn)在新建清水塘大橋之后交叉口遠(yuǎn)期高峰小時(shí)進(jìn)口道總量為6 308 pcu/h，較直接接地方案下降16%。

5 區(qū)域路網(wǎng)總體銜接方案

根據(jù)上節(jié)總體接線方案分析，合理方案應(yīng)采用逐級(jí)分流方案：車(chē)輛過(guò)清水塘大橋時(shí)，在清霞路前上橋，過(guò)新東路下橋。橋梁上跨清霞路、臨江路后過(guò)湘江，跨過(guò)濱江北路、東平路、新東路后落地。清水塘大橋的車(chē)道規(guī)模為全線主線雙向六車(chē)道。

橋梁兩側(cè)均設(shè)置地面輔道與相交道路橋下燈控平交。

設(shè)置匝道兩對(duì)，分別位于清霞路南側(cè)、新東路北側(cè)，進(jìn)行交通分流及轉(zhuǎn)換，避免流量集中下橋，兩交叉口集散能力強(qiáng)。

主線跨越湘江后，在珠江北路、清雨路設(shè)輔道，輔道為雙向四車(chē)道的規(guī)模。

圖9為區(qū)域路網(wǎng)銜接方案圖。

圖9 區(qū)域路網(wǎng)銜接方案圖

6 交通組織總體設(shè)計(jì)

交通組織設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

（1）根據(jù)城市總體規(guī)劃與用地布局，結(jié)合城市道路網(wǎng)，確保交通轉(zhuǎn)換快捷，路網(wǎng)流負(fù)荷均勻，充分發(fā)揮道路的交通功能。

（2）分析不同道路所承擔(dān)的交通成分，按不同交通流特性總體考慮分別組織。

（3）根據(jù)道路總體方案的基本構(gòu)思和要求，保證過(guò)境交通和主要交通流向的便捷、暢通。

（4）合理處理主干道與地面道路網(wǎng)之間的交通銜接轉(zhuǎn)換關(guān)系，合理布置匝道，在保證交通功能的前提下，提高道路的服務(wù)面積。

（5）沿路交通應(yīng)靠輔路集散，考慮城市公共交通規(guī)劃，并方便沿線社區(qū)進(jìn)出。

（6）為避免區(qū)域內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)流、非機(jī)動(dòng)車(chē)流及行人的交叉干擾,建立了立體交通系統(tǒng),如利用地下、地面、地上的空間,分別布置機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)、非機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)和人行系統(tǒng)。

（7）堅(jiān)持“以人為本”的原則，完善人行過(guò)街設(shè)施，配合該市創(chuàng)建無(wú)障礙設(shè)施的規(guī)劃，同步建設(shè)方便殘疾人、老、弱人群的工程配套設(shè)施。

6.1 機(jī)動(dòng)車(chē)過(guò)江方案

由北向南，清霞路以北的車(chē)流可由清雨路主線經(jīng)銅霞路平交口后，在清霞路交叉口北側(cè)樁號(hào)K0+500上橋，上跨清霞路、臨江路，往南越過(guò)湘江跨濱江北路、東平路、新東路后，于樁號(hào)K2+950對(duì)接珠江北路落地。由南向北，新東路以南的車(chē)流則由珠江北路新東路交叉口南側(cè)上橋，在清雨路清霞路交叉口北側(cè)下橋。橋上行駛路程2.45 km。

大橋在清霞路南側(cè)、新東路北側(cè)分別設(shè)置了一對(duì)上下匝道，服務(wù)于清霞路、新東路。故清霞路和新東路方向車(chē)流可由附近的出入匝道直接上下清水塘大橋。

圖10為南、北岸機(jī)動(dòng)車(chē)過(guò)江示意圖。

圖10 南、北岸機(jī)動(dòng)車(chē)過(guò)江示意圖

6.2 慢行交通過(guò)江方案

慢行交通利用主橋下掛的慢行橋過(guò)江。

北側(cè)慢行橋接臨江路，南側(cè)慢行橋與濱江北路接順后，利用濱江北路交叉口過(guò)街。

非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人通過(guò)濱江北路與東平路之間的綠道與東平路溝通。該綠道的坡度小于3.5%，滿(mǎn)足自行車(chē)騎行的要求。

6.3 交叉口交通組織

工程范圍內(nèi)交通組織主要包括清霞路及新東路交叉口的地面交通組織。

該項(xiàng)設(shè)計(jì)在相交清霞路、新東路口主要干道時(shí)，設(shè)計(jì)平行匝道完成交通轉(zhuǎn)換及分流交通。地面兩側(cè)輔道，主要承擔(dān)區(qū)域性交通道路兩側(cè)單位和居民的出入，地面城市道路交叉口，通過(guò)信號(hào)燈控制。還要完善交通標(biāo)志標(biāo)線的設(shè)置，如駛?cè)朐训罉?biāo)志、駛出匝道標(biāo)志、非機(jī)動(dòng)車(chē)輛匯入標(biāo)志、指路牌、地面標(biāo)線設(shè)置等。

7 節(jié)點(diǎn)效果分析

清水塘大橋北接清水塘工業(yè)區(qū)清雨路，以上跨的形式相交清霞路。而清霞路是清水塘生態(tài)工業(yè)新城四橫四縱路網(wǎng)系統(tǒng)中重要一橫。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)，清霞路沿線有一定過(guò)江流量需求，因此該節(jié)點(diǎn)需考慮交通轉(zhuǎn)換需求。

清水塘大橋南接栗雨工業(yè)區(qū)珠江北路，并以上跨的形式穿越新東路。新東路為區(qū)域內(nèi)重要干道，也存在一定的過(guò)江需求，且可通過(guò)該路口對(duì)過(guò)江交通進(jìn)行分流，緩解珠江北路下橋的交通壓力。

經(jīng)綜合分析，該項(xiàng)設(shè)計(jì)考慮在主線橋梁落地前設(shè)置一對(duì)平行匝道，車(chē)輛在通過(guò)清霞路、新東路可實(shí)現(xiàn)分流及轉(zhuǎn)向。實(shí)施后的節(jié)點(diǎn)具備了以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）對(duì)東、西主流交通方向分流作用明顯，提高了直行方向的通行能力；

（2）設(shè)置平行匝道方便清霞路、新東路周邊交通轉(zhuǎn)換溝通，不需要繞行，橋下地面交通組織易捷；

（3）交通仿真顯示，清水塘大橋落地平交后，節(jié)點(diǎn)通行能力可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)服務(wù)水平要求。

8 結(jié)語(yǔ)

大跨徑橋梁采用逐級(jí)分流方案對(duì)路網(wǎng)交通壓力更加均衡，設(shè)置多級(jí)匝道服務(wù)范圍更為廣泛，從交通功能完善和交通系統(tǒng)合理性角度分析，逐級(jí)分流交通更為有利。