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        四平市紫氣大路立交工程總體設(shè)計(jì)

        2019-05-18 07:11:28齊慶祥
        城市道橋與防洪 2019年3期
        關(guān)鍵詞:鐵路景觀

        齊慶祥

        (中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司,天津市300074)

        1 項(xiàng)目建設(shè)背景

        四平市是吉林省第三大城市,地處松遼平原中部腹地,遼、吉、蒙三省交界處。四平市作為吉林省的南大門和重要工業(yè)城市,經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大。四平市委、市政府深入貫徹科學(xué)發(fā)展觀,以“保增長(zhǎng)、保發(fā)展、保穩(wěn)定”為主線,堅(jiān)持“工業(yè)立市和項(xiàng)目帶動(dòng)”戰(zhàn)略,以提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量和效益為目的,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的全面進(jìn)步。在此背景下,對(duì)城市總體格局將作新的調(diào)整,并將城市東部作為今后開發(fā)建設(shè)的生態(tài)新城。生態(tài)新城以“一心、兩帶、兩組團(tuán)、四片區(qū)”為總體格局,其中“兩帶”之一就是紫氣大路的景觀帶。紫氣大路與東盛大街交叉位置就是紫氣大路立交工程。

        2 立交功能定位

        紫氣大路立交工程的建設(shè),考慮以下幾點(diǎn):(1)從城市格局的整體出發(fā),著眼于改善城市的交通功能;(2)從生態(tài)新城的區(qū)域開發(fā)出發(fā),著眼于提升其投資環(huán)境;(3)從紫氣大路景觀大道的帶狀景觀與該區(qū)總體的生態(tài)系統(tǒng)出發(fā),著眼于整個(gè)開發(fā)園區(qū)生態(tài)景觀的整體性與協(xié)調(diào)性。

        在方案的構(gòu)思上,強(qiáng)調(diào)貫通東西,疏通南北;在立交的選型上,盡量簡(jiǎn)潔流暢;在周邊環(huán)境的營(yíng)造上,留出足夠的綠化用地,使周邊建筑盡量不靠近立交,同時(shí)將立交綠化景觀與雙向道路綠化景觀有機(jī)相接,形成完整的生態(tài)與綠化景觀系統(tǒng)。

        故此,紫氣大路立交方案的定位是:生態(tài)新區(qū)主要的樞紐立交,景觀大道的核心景點(diǎn),生態(tài)良好的風(fēng)景領(lǐng)地,四平最靚麗的民心工程。工程地理位置見圖1。

        圖1 紫氣大路立交地理位置

        3 設(shè)計(jì)范圍和主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

        3.1 設(shè)計(jì)范圍

        紫氣大路立交工程的設(shè)計(jì)范圍為紫氣大路、東盛大街及其交叉口。紫氣大路與東盛大街均為城市主干路,其中:紫氣大路總長(zhǎng)1 110 m,紅線寬72 m;東盛大街總長(zhǎng)1 171 m,紅線寬50 m。工程全線包括樞紐立交1座,鐵路景觀橋1座。

        3.2 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

        (1)立交類型

        樞紐立交[1]。

        (2)設(shè)計(jì)速度

        紫氣大路:60 km/h;

        東盛大街:60 km/h;

        立交匝道:環(huán)形匝道30 km/h,半直連匝道40 km/h。

        (3)道路最小凈高[1]

        紫氣大路、東盛大街及立交匝道最小凈高4.5m;

        四平熱電廠鐵路專用線橋梁建筑限界[2]6.55 m;

        非機(jī)動(dòng)車道及人行道最小凈高2.5 m。

        (4)荷載標(biāo)準(zhǔn)

        道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100 kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。

        (5)設(shè)計(jì)年限

        道路交通量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的道路設(shè)計(jì)年限為20 a。

        3.3 橫斷面布置

        紫氣大路(見圖2)規(guī)劃為城市主干路,紅線寬72 m。橫斷面布置為:3.5 m(人行道)+5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+5 m(機(jī)非分隔帶)+16 m(機(jī)動(dòng)車道)+13 m(中央分隔帶)+16 m(機(jī)動(dòng)車道)+5 m(機(jī)非分隔帶)+5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+3.5 m(人行道)。

        圖2 紫氣大路橫斷面(單位:m)

        東盛大街規(guī)劃為城市主干路,紅線寬53 m。橫斷面布置為:3.5 m(人行道)+5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+2 m(機(jī)非分隔帶)+12 m(機(jī)動(dòng)車道)+8 m(中央分隔帶)+12 m(機(jī)動(dòng)車道)+2 m(機(jī)非分隔帶)+5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+3.5 m(人行道)。

        4 交通量預(yù)測(cè)

        紫氣大路和東盛大街道路等級(jí)設(shè)計(jì)為主干路,根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 37—2012)[1],主干路設(shè)計(jì)年限為20 a。該項(xiàng)目2012年建成,交通量預(yù)測(cè)特征年確定為2012年、2022年和2032年。交通量預(yù)測(cè)方法采用常用的“四階段”法。立交主線及匝道交通量預(yù)測(cè)結(jié)果見表1。

        根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》(CJJ 152—2010)[3]及預(yù)測(cè)交通量,計(jì)算立交主線和匝道的飽和度及服務(wù)水平(見表2)。

        根據(jù)上述交通量預(yù)測(cè),紫氣大路和東盛大街主線2032年主線的服務(wù)水平均為Ⅱ1級(jí),各匝道遠(yuǎn)期服務(wù)水平均為Ⅱ2級(jí),立交主線和匝道均能滿足立交服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)。因此,紫氣大路主線采用雙向8車道,東盛大街主線采用雙向6車道,東至南、北至東、西至南半定向匝道采用單向2車道,其余方向匝道采用單向單車道,均能滿足遠(yuǎn)期交通發(fā)展需求。

        表1 立交主線及匝道交通量預(yù)測(cè)結(jié)果 pcu/h

        表2 立交主線和匝道的飽和度及服務(wù)水平

        5 總體設(shè)計(jì)

        5.1 道路路線設(shè)計(jì)

        5.1.1 平面設(shè)計(jì)

        立交區(qū)沒有現(xiàn)狀建筑物,也沒有等級(jí)道路。立交節(jié)點(diǎn)的西南方向?yàn)樗钠綗犭姀S的鐵路專用線,現(xiàn)狀為單線鐵路。道路選線按照規(guī)劃路線走向,交叉口交角85°,均為直線。

        5.1.2 縱斷面設(shè)計(jì)

        (1)紫氣大路采用的最大縱坡為3.5%,最小縱坡為0.598%;豎曲線的最大半徑為R=3 000 m,最小半徑為R=2 000 m。

        (2)東盛大街采用的最大縱坡為3.5%,最小縱坡為0.3%;豎曲線的最大半徑為R=8 000 m,最小半徑為R=1 500 m。

        5.2 交叉處理

        根據(jù)規(guī)劃,該工程共設(shè)置兩處交叉口。紫氣大路與東盛大街相交處規(guī)劃為一座樞紐立交。紫氣大路、東盛大街與四平熱電廠鐵路專用線均采用分離式立交型式,采用跨越式景觀橋方案。

        6 樞紐立交方案選擇

        6.1 線形選擇原則

        (1)在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下,在滿足功能需求的前提下,體現(xiàn)合理性和經(jīng)濟(jì)性。

        (2)立交布局因地制宜,盡量少拆遷、少占地,立交布設(shè)結(jié)合與鐵路立交型式,節(jié)省工程投資。

        (3)根據(jù)道路等級(jí)、車速要求合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并互相有機(jī)結(jié)合,以最小投資取得較大經(jīng)濟(jì)效益。

        (4)立交造型新穎、富于美感,線形簡(jiǎn)潔、明快、流暢,匝道布設(shè)緊湊,多增加綠地,提高環(huán)境效應(yīng)及景觀效應(yīng),成為四平市一景。

        6.2 樞紐立交方案設(shè)計(jì)

        6.2.1 方案一苜蓿葉造型

        方案一為三層苜蓿葉互通式樞紐立交。非機(jī)動(dòng)車與行人系統(tǒng)在地面層,通過人行天橋過鐵路;東盛大街上跨鐵路后位于第二層;紫氣大路跨越鐵路后跨越東盛大街,位于第三層。立交4條環(huán)形匝道布設(shè)在2~3層之間,東北角及西南角象限的右轉(zhuǎn)匝道為地坪匝道,西北角的右轉(zhuǎn)匝道跨越鐵路專用線,東南角象限右轉(zhuǎn)匝道接?xùn)|盛大街上跨鐵路的橋梁。非機(jī)動(dòng)車與行人在樞紐立交橋下實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換。圖3為方案一苜蓿葉造型。

        圖3 方案一苜蓿葉造型

        6.2.2 方案二組合式造型

        方案二為二層苜蓿葉與半直連匝道組成的組合式樞紐立交。東盛大街下穿鐵路后位于地面層;紫氣大路跨越鐵路后跨越東盛大街,位于第二層。立交在東北角及東南角象限各布置1條環(huán)形匝道,位于地面層和二層之間。為充分利用紫氣大路上跨鐵路的凈空,布設(shè)了2條左轉(zhuǎn)半直連匝道由紫氣大路橋下穿過,實(shí)現(xiàn)東轉(zhuǎn)南和北轉(zhuǎn)東兩個(gè)流向的左轉(zhuǎn)。東北角及西南角象限的右轉(zhuǎn)匝道為地坪匝道;西北角的右轉(zhuǎn)匝道跨越鐵路專用線,接紫氣大路高架橋;東南角象限右轉(zhuǎn)匝道接?xùn)|盛大街下穿鐵路的開挖路塹。地面系統(tǒng)由于各線位的阻隔,需要采用上跨或下穿地道形式,在立交橋下匯集各方向非機(jī)動(dòng)車和行人再實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換。圖4為方案二組合式造型。

        圖4 方案二組合式造型

        6.2.3 方案三渦輪式造型

        方案三為二層苜蓿葉與半直連匝道組成的渦輪式組合式樞紐立交。東盛大街下穿鐵路后位于地面層;紫氣大路跨越鐵路后跨越東盛大街,位于第二層。立交在東北角及東南角象限各布置1條環(huán)形匝道,位于地面層和二層之間。為充分利用紫氣大路上跨鐵路的凈空,布設(shè)了2條左轉(zhuǎn)半直連匝道由紫氣大路橋下穿過,實(shí)現(xiàn)東轉(zhuǎn)南和北轉(zhuǎn)東兩個(gè)流向的左轉(zhuǎn)。東北角及西南角象限的右轉(zhuǎn)匝道為地坪匝道;西北角的右轉(zhuǎn)匝道跨越鐵路專用線,接紫氣大路高架橋;東南角象限右轉(zhuǎn)匝道接?xùn)|盛大街下穿鐵路的開挖路塹,匝道絕大部分放坡。地面系統(tǒng)由于各線位的阻隔,需要采用上跨或下穿地道形式,在立交橋下匯集各方向非機(jī)動(dòng)車和行人再實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換。圖5為方案三渦輪式造型。

        圖5 方案三渦輪式造型

        6.3 樞紐立交方案選擇

        將6.2節(jié)中所述3種不同樞紐立交造型在立交層次、通行能力、橋梁面積、道路主線、匝道面積、立交面積、立交估算投資以及后期管養(yǎng)難度等方面進(jìn)行綜合對(duì)比后可以看出:苜蓿葉造型美觀,非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車完全分離,非機(jī)動(dòng)車與行人直行方向距離最短,有利于組織交通,但工程規(guī)模較大,在3個(gè)方案中造價(jià)最高;渦輪式造型較美觀,機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)方向距離較長(zhǎng),造價(jià)比較高;組合式造型美觀,行車舒順,造價(jià)最低。綜合比較后推薦組合式造型。

        7 鐵路景觀橋

        紫氣大路立交規(guī)劃范圍內(nèi)有熱電廠專用鐵路線穿過,根據(jù)四平市建設(shè)紫氣大路景觀帶的具體要求,在熱電廠專用鐵路上建設(shè)圓環(huán)塔型景觀橋一座(見圖 6、圖 7)。

        圖6 圓環(huán)塔型景觀橋透視圖

        8 結(jié) 語(yǔ)

        紫氣大路立交橋是一座城市樞紐立交,不僅滿足交通功能,還兼顧了景觀效果。通過紫氣大路立交工程的建設(shè),帶動(dòng)生態(tài)新區(qū)整體環(huán)境的改善,提升區(qū)域開發(fā)的價(jià)值,是構(gòu)筑生態(tài)新城與景觀大道的一個(gè)引領(lǐng)項(xiàng)目,也是普寫生態(tài)新城發(fā)展的核心樂段和高潮篇章。

        圖7 紫氣大路立交總體設(shè)計(jì)鳥瞰圖

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