許國超XU Guo-chao;許雯XU Wen
(中交第二公路勘察設計研究院有限公司,南京 210000)
既有新莊立交位于南京市玄武區(qū),與古平崗立交、賽虹橋立交、雙橋門立交共同構成南京市“井字”內環(huán)快速的四大骨架交通轉換節(jié)點。承擔主城及跨片區(qū)交通流,向西聯系江北中心,向東聯系仙林副城,向南聯系主城,在南京快速路網系統中占據重要地位。
新莊立交為六路交匯,共三十個交通流向,整體采用地面環(huán)島+地上高架的交通組織方式。其中,快速層共十五條交通流向,地面環(huán)島為五進五出,高峰時段局部路段擁堵嚴重,早高峰時段以進城為主,主要流向為玄武大道、紅山路進入內環(huán)隧道。晚高峰時段以出城為主,主要流向為內環(huán)隧道進入玄武大道、紅山路。另外,交叉口人行過街需求大,現狀除地鐵三號線新莊站設置龍蟠南路東西向的過街通道外,其他方向通過地面環(huán)島的信號控制過街,現狀互通布局如圖1所示。
圖1 既有新莊立交
隨著新莊立交節(jié)點交通量的持續(xù)增長,既有互通整體服務水平趨于飽和,未來紅山路快速化改造、和燕路過江通道相繼實施建設,將進一步強化該節(jié)點在全市骨架道路網中的地位,其交通功能也將面臨第三次完善。
1.1.1 交通集聚度高,多種車流交織
新莊立交作為內環(huán)井字節(jié)點,承擔三類交通流的匯集。一是過境交通流,主要為城北、江北與江寧聯系客流,仙林與江北聯系客流;二是到達交通流,主要為仙林、江北方向與老城聯系客流;三是集疏運交通流,主要是南京站、長途汽車站的集疏運客流。
1.1.2 交通組織困難
新莊立交緊鄰樞紐,西有玄武湖,東有紫金山,通道資源有限,交通組織困難。
1.2.1 轉向不便捷
龍蟠路承擔較大樞紐集疏運客流,要求對外聯系便捷。地面環(huán)島飽和度較高,其中龍蟠路-玄武大道交通量占比較大。龍蟠路高架現狀尚未飽和。龍蟠路-玄武大道缺乏快速聯系通道,如圖2所示。
圖2 新莊立交交通區(qū)位
1.2.2 匝道交織、匯流頻繁
九華山隧道出口往玄武大道方向匝道與環(huán)形匝道形成交織,交織長度180米,造成交織延誤和擁堵。環(huán)形匝道承擔九華山往紅山路北和玄武湖隧道往紅山路北兩個方向的轉向,而本身環(huán)形匝道技術指標低,現狀的交通量已達通行能力上限,紅山路快速化后不再適應交通需求。
九華山和玄武大道入口處均存在車道數快速減少的過程,玄武湖隧道入口車道數由8條變?yōu)?條,合流長度約400米,合流過程過短過快,九華山隧道入口車道數有4條變?yōu)?條,合流長度約100米,形成擁堵。
另外,玄武湖隧道在中央路附近主線標準變化為雙四,造成明顯的延緩及擁堵,導致玄武湖隧道入口處車輛大量積壓,擁堵延伸至玄武大道高架起橋段,同時高峰時段由于高架不暢,導致大量交通通過地面進入隧道,同步也增加了地面環(huán)交的交通壓力。
隨著紅山路、和燕路過江通道相繼實施,互通區(qū)交通轉向交通需求將產生變化,改造方案適應規(guī)劃的快速路網格局對應的交通需求,考慮該節(jié)點既有條件不可能實現全方向的快速轉向,改造重點解決主要流向的交通需求。
新莊立交是南京市重要的樞紐節(jié)點,四通八達,交通地位明顯,承擔著不可替代的客貨運功能。施工期間交通保證不間斷營運是項目方案研究的重難點之一。
新莊立交節(jié)點控制因素復雜,地下有軌道交通3號線,地上有滬寧城際鐵路、京滬鐵路,向北有在建紅山路快速路,周邊主要地塊有國展中心、南京林業(yè)大學、玄武湖公園等,做好與相關控制點的協調工作,是項目可實施性的前提。
根據交通需求預測結果,遠期交通量有較大增長,新莊立交既有方案難以滿足未來需求:
①受通行能力限制,早高峰期間內環(huán)隧道入口擁堵嚴重,飽和度均超過1.0。晚高峰期間內環(huán)隧道出口交通合流處擁堵明顯;
②高架層中,內環(huán)隧道與玄武大道之間的聯系交通流占比較高,需有相對獨立的聯系通道,應避免與其他交通匯多次交匯;
③晚高峰,內環(huán)隧道通往紅山快速路的小半徑環(huán)擁堵嚴重,應提高該方向的通行能力,交通量預測結果如圖3所示。
圖3 遠期晚高峰交通分配圖
4.1.1 用地條件
從現狀建設條件來看,該節(jié)點東南角為南京林業(yè)大學,西南角為國展中心,且緊鄰交叉口地塊目前正在建設,西北角地塊為聯合立方廣場和新莊花園小區(qū),東北角為高力六角廣場地塊,高力地塊目前正在建設中,互通總體拓展空間有限,如圖4所示。
圖4 節(jié)點周邊用地情況
4.1.2 地鐵、軌道
現狀地鐵3號線沿紅山路南北走向,地鐵布置于紅山路東側,在節(jié)點東南角設置新莊站,埋深約9-13米,立交范圍內不具備在地鐵上方設置隧道的空間。另外,受地鐵安全保護的影響,平行于地鐵設置高架的條件也受影響,如需設置高架橋梁局部需要改線。
現狀地面環(huán)島往北至紅山路方向為京滬鐵路、滬寧城際,現狀紅山路下穿兩條鐵路,鐵路距地面環(huán)交間距420米,鐵路距離現狀紅山路橋梁起坡點間距210米,現狀紅山路下穿鐵路處為雙向八車道,紅山路快速化改造后將設置雙向六車道主線,外側設置單車道輔道與下穿鐵路位置現狀斷面銜接。
4.1.3 現狀立交橋梁改造條件
新莊立交經歷多次改造,現狀橋梁多為拼寬橋梁,橋梁上部結構為現澆箱梁,下部結構為圓形柱式墩,立交橋平面彎曲多變,立面四層分布,變寬、開衩、拼寬,截面形式多種多樣,立交橋長距離分聯設計,匝道橋接入位置采用異形結構,下部結構在地面交錯布置,改造、拼寬空間狹小,分布零散,立交改造困難。
4.1.4 現狀立交層位條件
既有新莊立交總體層位四層,紅山路北至龍蟠路南方向為二層匝道,玄武大道為第三層高架,龍蟠路北至龍蟠路南為第四層高架。從前面分析地鐵控制條件來看,地鐵埋深9-13米,地鐵上面不具備設置隧道的條件;從整體匝道布置間距來看,九華山隧道出來距離最高層龍蟠路高架僅350米,不具備上跨龍蟠高架的可能性;而現狀龍蟠路四層高架跨越紅山路二層高架,兩層之間凈空僅8.2-9.2米,也不具備在中間增設一層高架的條件。紅山路往北下穿京滬鐵路,現狀鐵路下穿處縱面標高為9米左右,地面環(huán)交地面標高為12-13米,且受地鐵影響,層位優(yōu)化條件受限。
4.2.1 改造方案一:拆除紅山路南北向高架和環(huán)形匝道隧道出口方向(出城方向)
首先考慮提升作為南京“井字內環(huán)”一縱線的,九華山—紅山路方向通行能力,解決玄武大道交織問題。布置上九華山隧道設置定向匝道接紅山路北,由于凈空的限制,需拆除紅山路北至龍蟠路南的匝道。
該方案的優(yōu)點是出城方向解決了主流向連通和交織的問題,同時避開了南林大用地的影響,缺點是對既有立交改造大,拆除匝道多,施工期交通影響巨大,此外隧道入口受限于隧道本身的通行能力,在高峰時段隧道入口處依然會存擁堵的情況,大幅改造立交社會影響大,改造方案一如圖5所示。
圖5 新莊立交互通改造方案一
4.2.2 改造方案二:拆除紅山路南北向高架,保留環(huán)形匝道
考慮方案一拆除規(guī)模大,施工期交通壓力大,方案二在滿足主要功能前提下,盡量減少對既有立交的改造,改造方案二如上圖6所示。
圖6 新莊立交互通改造方案二
隧道出口方向(出城方向):①提升九華山-紅山路主流向的通行能力,九華山隧道設置定向匝道接紅山路北,由于凈空的限制,需要拆除紅山路北至龍蟠路南的匝道。②解決交織,保留環(huán)形匝道,剝離現狀交織區(qū),九華山隧道至玄武大道方向,設置定向匝道繞環(huán)形匝道后接玄武大道,由于凈空不足,需要拆除紅山路南向北高架。
隧道入口方向:與方案一一致,匝道分流鼻端進行局部拼寬,拼寬為雙車道,老橋盡量利用。
該方案的優(yōu)點是出城方向解決了主流向連通和交織的問題,較方案一減少了對既有立交的改造及橋梁拆除。缺點是九華山往玄武大道方向的匝道需要占用南林用地,協調難度大。
推薦方案:考慮到新莊立交主要由于路網供給不足,導致擁堵問題嚴重,僅憑單個節(jié)點的改造難以達到社會預期,而未來紅山路快速化建設實施對新莊立交沖擊力可以預見,近期啟動新莊立交節(jié)點改造升級需求緊迫,為降低該節(jié)點改造后社會影響,綜合考慮方案實施難度,對既有交通的影響,工程費用及改善效果等多方面因素,因此工可階段推薦采用改造方案二。
新莊立交是南京“井字三環(huán)、軸向放射、組團快聯”快速路系統中“井字”的重要轉換節(jié)點。改造方案實施將促進組團快速聯系,推動經濟發(fā)展的,快速緩解老城交通壓力。本文以新莊互通立交節(jié)點改造工程為例,簡要闡述了城鎮(zhèn)密集區(qū)互通改造的設計思路、適應交通量需求發(fā)展、滿足節(jié)點建設條件、協調控制因素、符合施工期交通組織需求之間緊密聯動關系。