景立竹，劉冠沖，劉 江

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 特殊地區(qū)公路工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710064；2.中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065)

0 引 言

隨著中國(guó)工業(yè)化和城市化進(jìn)程不斷加速，城鎮(zhèn)迅速擴(kuò)張，原有城鎮(zhèn)的習(xí)慣邊界不斷被突破，新舊城區(qū)之間的空間聯(lián)系被割裂，可達(dá)性差、通勤成本高[1]。為了推動(dòng)新舊城區(qū)聯(lián)動(dòng)發(fā)展，途徑之一是建設(shè)大量連通城區(qū)的通道[2]。然而在建設(shè)過程中，舊城區(qū)由于歷史原因，征地拆遷問題突出，往往在用地上不能滿足建設(shè)項(xiàng)目的需求。

為研究鐵路和用地制約條件下的新舊城區(qū)連接道路方案設(shè)計(jì)，本文以楊凌區(qū)農(nóng)科路與博學(xué)路連接道路穿越隴海鐵路方案為實(shí)例，從總體設(shè)計(jì)方案、重要節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行詳細(xì)論述，為類似限制條件下的市政連接道路方案設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1 工程概況及用地現(xiàn)狀

陜西楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“楊凌區(qū)”)是中國(guó)第一個(gè)國(guó)家級(jí)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，是西安市發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。隨著楊凌區(qū)的發(fā)展，城區(qū)不斷向南擴(kuò)張，造成隴海鐵路從城區(qū)中間穿過，割裂新舊城區(qū)空間，也制約了鐵路以南的高新產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)舊城區(qū)發(fā)展。

1.1 工程概況

為了連通農(nóng)科路和博學(xué)路，需要跨越隴海鐵路，如圖1所示。擬建道路整體呈南北走向，南側(cè)起點(diǎn)位于西北農(nóng)林科技大學(xué)南校區(qū)西門北側(cè)約50 m處，北側(cè)終點(diǎn)位于農(nóng)科路與康樂路交叉口；高架橋全長(zhǎng)約0.9 km；按照規(guī)劃，采用城市次干路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置雙向四車道，設(shè)計(jì)速度為40 km·h-1。

圖1 項(xiàng)目現(xiàn)狀衛(wèi)星圖

1.2 用地現(xiàn)狀

農(nóng)科路與常樂路交叉口以北路段紅線寬度為12 m，設(shè)置雙向兩車道；農(nóng)科路與常樂路交叉口以南路段為小區(qū)內(nèi)道路，僅6 m寬，如圖2所示，兩側(cè)分別有科秦小區(qū)、鑫科花園2個(gè)住宅小區(qū)，均為6～9層的多層住宅，建筑之間凈距約19.6 m。博學(xué)路紅線寬度為30 m，設(shè)置雙向六車道，如圖3所示；沿線與渭惠路、博學(xué)路平交，道路東側(cè)為西北農(nóng)林科技大學(xué)，西側(cè)為多個(gè)住宅小區(qū)，小區(qū)臨博學(xué)路一側(cè)有高層住宅樓。渭惠路與博學(xué)路交叉口西南角有一棟5層磚砌結(jié)構(gòu)建筑，以及毗鄰的2層磚砌結(jié)構(gòu)平房。

圖2 農(nóng)科路現(xiàn)狀(長(zhǎng)樂路以南小區(qū))

圖3 博學(xué)路現(xiàn)狀(南視)

連通區(qū)域內(nèi)的隴海鐵路段為雙線鐵路，路基基本與地面平齊，鐵路用地界范圍為18 m寬。

渭惠路南側(cè)緊靠渭惠渠，后者為明渠，僅與渭惠路斜交段為暗渠，是楊凌區(qū)重要的灌溉水利設(shè)施。

2 總體設(shè)計(jì)方案

總體設(shè)計(jì)分為2個(gè)階段，分別確定跨越隴海鐵路的形式和確定平縱橫設(shè)計(jì)原則。總體線形方案如圖4所示。

圖4 總體線形方案示意

2.1 跨越形式

根據(jù)道路、鐵路等級(jí)，按照相關(guān)規(guī)范，不得采用平交形式。主要有2種以立交形式跨越鐵路的方案，即下穿隧道或上跨橋梁。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，影響方案比選的因素如下。

(1)工程位于城市建成區(qū)，地上建筑物、地下管線狀況復(fù)雜。

(2)渭惠渠是楊凌區(qū)重要的水利設(shè)施，避開該設(shè)施會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目規(guī)模增大。

(3)隴海鐵路是鐵路干線，對(duì)施工過程中的沉降控制要求很高。

由于上跨橋梁方案可以合理避開地下管線、暗渠，同時(shí)有效控制鐵路沉降，因此選擇上跨橋梁作為連接道路的跨越形式。

2.2 平縱橫設(shè)計(jì)原則

上跨橋梁擬采用S形曲線接順2條道路軸線。平面線形以現(xiàn)狀道路軸線、高層建筑作為控制；采取盡量繞避多層建筑的原則，但對(duì)于影響項(xiàng)目實(shí)施的建筑，仍需要有選擇地拆除。縱斷面采用現(xiàn)狀道路高程及縱坡、道路交叉口高程、隴海鐵路軌道面高程，結(jié)合各級(jí)道路、鐵路的凈空要求作為控制。由于舊城區(qū)場(chǎng)地的限制，橫斷面將充分利用科秦小區(qū)、鑫科花園2個(gè)小區(qū)多層住宅樓之間的19.6 m走廊帶，避免在小區(qū)產(chǎn)生拆遷。

3 重要節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)平縱橫指標(biāo)應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求，本文不再贅述基本指標(biāo)，只針對(duì)制約設(shè)計(jì)的重要節(jié)點(diǎn)展開討論。

3.1 上跨隴海鐵路

上跨隴海鐵路是本項(xiàng)目的核心節(jié)點(diǎn)，與項(xiàng)目規(guī)模、平縱線形設(shè)計(jì)直接相關(guān)。

3.1.1 對(duì)平縱線形的影響

根據(jù)《城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 193—2012)中的第10.2.6條，橋跨長(zhǎng)度、凈高應(yīng)滿足《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》(GB 146.2—1983)的要求。

平面上，上跨鐵路路段為緩和曲線，總體與鐵路正交，可以幫助控制橋跨規(guī)模。

縱斷面上，保證鐵路紅線范圍內(nèi)的凈空滿足要求。鐵路建筑界限為6.55 m，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮電氣化鐵路的接觸網(wǎng)的凈空預(yù)留[3-4]。一般情況下，考慮建筑物沉降，電氣化鐵路凈空不小于6.97 m[5]。為滿足施工及鐵路運(yùn)行安全要求，按8 m凈空考慮，并及時(shí)征詢鐵路主管部門的意見。

3.1.2 對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響

隴海線是鐵路干線，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮施工對(duì)鐵路正常運(yùn)行的干擾。主梁采用鋼箱梁，因?yàn)樽灾乇然炷亮焊?，且現(xiàn)場(chǎng)焊接、拼接較迅速，有助于加快施工進(jìn)度[6]。考慮該段鐵路的寬度，結(jié)合全線橋梁的布跨原則，上跨鐵路段橋梁跨徑確定為50 m。對(duì)跨鐵路的30 m段采用頂推法施工[7-8]，并在隴海線上方設(shè)置防落架，保證施工期間不會(huì)有落物干擾鐵路的正常運(yùn)行。

3.2 穿越小區(qū)路段

3.2.1 對(duì)橫斷面設(shè)計(jì)的影響

交通組織采用主輔分離的形式，主線上跨隴海鐵路，輔道沿線各交叉口及小區(qū)等出入口按平面交叉設(shè)計(jì)，必要的大型交叉路口以信號(hào)燈控制。

主線高架橫斷面設(shè)置雙向四車道，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面為0.50 m(防撞墻)+7.25 m(機(jī)動(dòng)車道)+0.50 m(中央分隔墩)+7.25 m(機(jī)動(dòng)車道)+0.50 m(防撞墻)=16.00 m。

輔道布置利用主線上跨隴海鐵路的橋下凈空，在主梁懸挑下，橋墩采用花瓶墩，墩縱向長(zhǎng)度1.8 m，橫向?qū)挾?.6 m，大幅節(jié)約橫向空間。橫斷面設(shè)計(jì)和透視效果見圖5、6。

圖5 過小區(qū)路段橫斷面設(shè)計(jì)

圖6 過小區(qū)路段透視效果

在具體實(shí)施方案時(shí)，考慮到橋梁基礎(chǔ)施工可能會(huì)造成小區(qū)建筑物沉降，應(yīng)保證橋梁基礎(chǔ)與小區(qū)建筑物基礎(chǔ)之間的安全距離滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2011)的要求，見表1。

小區(qū)內(nèi)多為6層混凝土建筑，按照規(guī)范計(jì)算，其L/Hf值約為1.82，初步擬定的橋梁承臺(tái)邊緣距離建筑物基礎(chǔ)最小為6.28 m，參考類似工程的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范條文，可以在施工過程中采取必要的工程措施控制相鄰建筑物的沉降，保持建筑物的安全穩(wěn)定[9-10]。

表1 相鄰建筑物基礎(chǔ)之間的凈距

3.2.2 橋梁聲屏障設(shè)計(jì)

考慮到橋梁建成之后，車輛通行產(chǎn)生的噪音對(duì)小區(qū)居民有較大影響，而高架橋常用的隔音屏降噪效果一般，故采用全封閉式隔音屏障，長(zhǎng)約190 m，高4 m，布置在高架橋兩側(cè)。其隔音效果應(yīng)滿足《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50118—2010)的要求。

3.3 征地拆遷

對(duì)高層建筑，應(yīng)嚴(yán)格繞避，且高層建筑與橋梁結(jié)構(gòu)物的距離按高層建筑與現(xiàn)狀道路的建筑退縮距離考慮；對(duì)多層建筑，原則上盡量繞避，只有當(dāng)建筑侵入道路紅線范圍或與道路重要結(jié)構(gòu)物沖突，導(dǎo)致方案無(wú)法實(shí)施時(shí)，才予以拆除；對(duì)于平房，可以整體拆遷，在優(yōu)先保證主體結(jié)構(gòu)施工、運(yùn)營(yíng)安全的情況下，再考慮保留有價(jià)值的部分。

本項(xiàng)目最大限度縮小征地拆遷規(guī)模，拆遷范圍主要是南側(cè)路口西南角的臨街多層建筑以及少量沿線臨街商鋪。征地拆遷方案如圖7所示。

圖7 征地拆遷方案

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)對(duì)于跨越鐵路的案例，應(yīng)根據(jù)鐵路及道路等級(jí)、管線、結(jié)構(gòu)物，綜合考慮上跨或下穿方案。本案例考慮地下管線、暗渠、控制鐵路沉降等因素，采用上跨方案更加合理。

(2)上跨鐵路節(jié)點(diǎn)，平面上宜采用正交，以便控制工程規(guī)模；除了建筑限界要求外，鐵路凈空還應(yīng)該考慮電氣化鐵路接觸網(wǎng)、橋梁施工的需求，適當(dāng)增加橋下凈空，本方案采用8 m；橋跨結(jié)構(gòu)為鋼箱梁，施工工法為頂推法，可以減輕自重和便于施工，有利于維護(hù)鐵路在施工期間的正常運(yùn)行。

(3)通過小區(qū)節(jié)點(diǎn)，充分利用橋下凈空布置輔道，立體化布置橫斷面，節(jié)約用地，解決舊城區(qū)征地拆遷和建設(shè)項(xiàng)目的矛盾，減少拆遷對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的影響。通過為小區(qū)路段橋梁增設(shè)聲屏障，可以減小對(duì)沿線小區(qū)居民的噪音干擾。