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      石家莊市二環(huán)快速路提升改造工程總體設(shè)計(jì)

      2023-02-21 16:17:18徐立興
      城市道橋與防洪 2023年1期
      關(guān)鍵詞:二環(huán)路輔路線橋

      徐立興

      [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 項(xiàng)目背景

      根據(jù)石家莊市綜合交通規(guī)劃,城區(qū)規(guī)劃構(gòu)筑“八橫十縱”的快速路網(wǎng)系統(tǒng),以此拉開(kāi)城市的發(fā)展框架,串聯(lián)主城區(qū)以及外圍各組團(tuán)的功能中心、交通樞紐,實(shí)現(xiàn)組團(tuán)式空間發(fā)展布局。其中二環(huán)快速路及延伸線是構(gòu)成規(guī)劃快速路網(wǎng)系統(tǒng)重要的兩橫和兩縱。

      石家莊市二環(huán)路是石家莊市重要的城市環(huán)線,全長(zhǎng)約41.4 km,1996 年初步建成為主干路,2010年完成了快速化改造,基本上采用了“地面快速路+跨線橋/地道橋”的建設(shè)形式。二環(huán)路沿線主要為居住、商業(yè)以及教育科研用地,開(kāi)發(fā)程度較高,相交的主要干路較多且密集。近年來(lái)隨著城區(qū)的快速發(fā)展,二環(huán)路的環(huán)線地位愈發(fā)重要,交通量不斷增長(zhǎng),早晚高峰時(shí)期常發(fā)生交通擁堵,“地面快速路+兩側(cè)輔道”的敷設(shè)形式已無(wú)法滿足現(xiàn)狀交通量的需求,且對(duì)兩側(cè)的地塊割裂影響較大,亟需進(jìn)行改造,部分相交道路受二環(huán)路地面段的影響無(wú)法實(shí)現(xiàn)在二環(huán)內(nèi)外的連通,阻礙了城市的向外發(fā)展。

      2 工程概況

      項(xiàng)目位于石家莊城區(qū)的西南區(qū)域,改造的范圍為西二環(huán)的南段和南二環(huán)的西段。該段二環(huán)路起于槐安路,止于中華大街,全長(zhǎng)約5.3 km,現(xiàn)狀為主路雙向6 車(chē)道、輔路雙向4 車(chē)道的地面快速路(見(jiàn)圖1、圖2)。其中,在槐安路節(jié)點(diǎn)西二環(huán)主路采用地道橋下穿,西南二環(huán)節(jié)點(diǎn)為互通立交,二環(huán)主路采用跨線橋上跨南二環(huán)西延線和石銅路,紅旗大街和中華大街節(jié)點(diǎn)南二環(huán)主路采用跨線橋上跨,其余路段均為地面段。新石北路、新石中路、友誼大街、維明大街等相交主干道路在二環(huán)內(nèi)外節(jié)點(diǎn)均為右進(jìn)右出交叉口,無(wú)法在二環(huán)內(nèi)外連通,阻礙了城市的向外發(fā)展。此外,區(qū)域新建了眾多大型社區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校等,對(duì)于二環(huán)輔路規(guī)模提升、相交道路內(nèi)外連通的需求更加急迫。

      圖1 二環(huán)快速路提升改造工程地理位置圖

      圖2 二環(huán)路現(xiàn)狀道路斷面(單位:m)

      工程范圍內(nèi)二環(huán)路沿線現(xiàn)狀出入口及臨時(shí)開(kāi)口共11對(duì),較多且密集,降低了主線通行效率,且部分出入口未設(shè)置加減速車(chē)道,存在安全隱患,梳理現(xiàn)狀出入口設(shè)置情況見(jiàn)圖3。

      圖3 二環(huán)路及出入口現(xiàn)狀圖

      3 總體方案及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      3.1 設(shè)計(jì)思路

      二環(huán)路現(xiàn)狀為地面快速路,由于多條相交道路無(wú)法在二環(huán)內(nèi)外連通,導(dǎo)致繞行和調(diào)頭的車(chē)流量較多,輔路位于兩側(cè)也只有雙向4 車(chē)道規(guī)模。本方案研究起自西二環(huán)-槐安路地道,終點(diǎn)接南二環(huán)跨中華大街跨線橋,總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)立足于二環(huán)路在快速路網(wǎng)中的功能定位,確定二環(huán)路主路的改造形式,整合現(xiàn)狀出入口,提升快速路主路和輔路的通行能力,同時(shí)保證相交主干道路在二環(huán)內(nèi)外的連通,促進(jìn)城市的向外發(fā)展,并妥善處理快速路主線與起終點(diǎn)以及現(xiàn)狀跨線橋、立交匝道的銜接。

      3.2 總體方案

      從快速路敷設(shè)形式來(lái)看,地面快速路、高架快速路和地道快速路都是常見(jiàn)的快速路形式[1],現(xiàn)狀二環(huán)路采用了地面快速路,但隨著城區(qū)的發(fā)展,地面段對(duì)兩側(cè)地塊的割裂影響越來(lái)越重,為實(shí)現(xiàn)相交路在二環(huán)內(nèi)外連通,減少割裂影響,二環(huán)主線提升改造為高架快速路或地道快速路是兩種主要選擇。

      從二環(huán)路現(xiàn)狀條件出發(fā),考慮西南二環(huán)互通立交橋、紅旗大街跨線橋的存在,并結(jié)合石家莊快速路系統(tǒng)規(guī)劃,最終確定二環(huán)路提升改造工程的總體方案主要是改造現(xiàn)狀地面快速路為高架快速路。二環(huán)主、輔路分層,相交道路與二環(huán)輔路在主線橋下設(shè)置信號(hào)燈交叉口,從而實(shí)現(xiàn)相交道路在二環(huán)內(nèi)外連通,并在橋下設(shè)置雙向6-8 車(chē)道輔路,提升二環(huán)輔路規(guī)模,見(jiàn)圖4。

      圖4 二環(huán)路提升改造方案橫斷面圖(單位:m)

      結(jié)合橫向相交主要道路,提升改造后二環(huán)快速路共設(shè)置7.5 對(duì)出入口,總體方案布置見(jiàn)圖5。其中新石北路、新石中路南北共用2 對(duì)出入口,并在新石北路北側(cè)設(shè)置槐安路立交匝道的下口;新石南路、南二環(huán)西延、石銅路兩側(cè)共用2 對(duì)出入口;紅旗大街、維明大街東西共用2 對(duì)出入口,考慮紅旗大街和維明大街的重要性,增設(shè)2 條上匝道。出入口平均間距693 m。

      圖5 二環(huán)路提升改造總體方案布置圖

      二環(huán)地面快速路提升改造后,新石北路、新石中路、友誼大街、匯寧街、維明大街等現(xiàn)狀在二環(huán)路斷頭的多條主、次干路將實(shí)現(xiàn)在二環(huán)內(nèi)外的連通,并與二環(huán)地面輔路形成信號(hào)燈交叉口,實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向交通的便捷轉(zhuǎn)換。

      3.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

      (1)道路等級(jí)

      二環(huán)主路:城市快速路。

      二環(huán)輔路:城市主干路。

      (2)設(shè)計(jì)速度[2]

      二環(huán)主路:80 km/h。

      二環(huán)輔路:50 km/h。

      平行匝道、立交匝道:30~40 km/h。

      (3)車(chē)道寬度

      主路:雙向6 車(chē)道,車(chē)道寬度3.75 m,車(chē)道寬度標(biāo)準(zhǔn)同現(xiàn)狀二環(huán)地面快速路主路。

      輔路:雙向4~8 車(chē)道,車(chē)道寬度3.5 m。

      匝道:?jiǎn)蜗?~2 車(chē)道,車(chē)道寬度3.25~3.5 m。

      4 節(jié)點(diǎn)方案

      由于本項(xiàng)目為舊路改建工程,現(xiàn)狀控制條件較多,二環(huán)地面快速路的提升改造方案需做好新建高架與現(xiàn)狀各節(jié)點(diǎn)控制條件的處理。

      4.1 現(xiàn)狀槐安路地道及立交匝道

      現(xiàn)狀西二環(huán)主路以地道橋的形式下穿槐安路輔路,西二環(huán)-槐安路立交現(xiàn)已建設(shè)完成東至南(ES)和東至北(ES)兩條匝道,其中ES 匝道落地后與西二環(huán)地面快速路相接,匝道橋下設(shè)置了1 處地面出口,見(jiàn)圖6。

      圖6 現(xiàn)狀槐安路地道及ES 匝道

      為實(shí)現(xiàn)上跨新石北路和新石中路,西二環(huán)主路從地道爬升后需盡快切坡度起橋。ES 匝道現(xiàn)狀為落地后接西二環(huán)地面路,二環(huán)主路抬升為高架后,該匝道需同步改造。但考慮ES 匝道建成時(shí)間較短,為減少工程投資和社會(huì)影響,盡量維持匝道橋梁段不動(dòng),僅改造匝道的擋土墻段順接二環(huán)新建的主線高架,見(jiàn)圖7。

      圖7 新建二環(huán)高架順接立交ES 匝道

      4.2 現(xiàn)狀西南二環(huán)互通立交

      西南二環(huán)主線高架建成于2010年,橋梁結(jié)構(gòu)主要采用T梁,路口為鋼混疊合梁和連續(xù)大箱梁。2017年利用現(xiàn)狀二環(huán)主線高架,通過(guò)拼橋建成了西南二環(huán)互通立交,匝道主要采用了連續(xù)箱梁,該節(jié)點(diǎn)立交在西二環(huán)和南二環(huán)方向均落地后接二環(huán)現(xiàn)狀地面快速路,其中西至北(WN)匝道在新石南路線位處為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,橋下凈空僅2.5 m,見(jiàn)圖8。

      圖8 現(xiàn)狀西南二環(huán)互通立交

      結(jié)合西南二環(huán)互通立交節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀條件,如考慮二環(huán)路實(shí)現(xiàn)連續(xù)高架,該節(jié)點(diǎn)在西二環(huán)方向需抬升現(xiàn)狀二環(huán)主線落地段形成高架橋,并對(duì)WN 立交匝道落地段連續(xù)箱梁進(jìn)行頂升改造后接入主線,不僅將涉及到難度較大的拼橋段橋梁頂升,同時(shí)新石南路和育新路將不具備形成出入口匝道的條件。為減小施工難度,避免橋梁結(jié)構(gòu)廢棄,減少工程投資,綜合考慮保留新石南路至育新路地面段二環(huán)快速路并設(shè)置地面出入口,方便車(chē)輛進(jìn)出,見(jiàn)圖9。

      圖9 保留地面段快速路設(shè)置出入口

      該立交節(jié)點(diǎn)在南二環(huán)方向的橋梁落地段如改造為高架橋,同樣涉及到對(duì)拼橋段和連續(xù)箱梁段橋梁頂升,難度較大,此外會(huì)導(dǎo)致二環(huán)主線在立交匝道下方凈空不滿足4.5 m,影響立交層次。綜合考慮僅改造二環(huán)主線落地段擋土墻后向上爬坡起橋,新建高架向東上跨友誼大街形成連續(xù)高架,并利用擋土墻段最低點(diǎn)在石銅路東側(cè)設(shè)置主線出入口匝道,見(jiàn)圖10。

      圖10 改造主線擋土墻順接新建高架橋

      4.3 現(xiàn)狀紅旗大街跨線橋

      現(xiàn)狀南二環(huán)跨紅旗大街為2010 年建成的簡(jiǎn)支梁跨線橋,分別為23 m×8 跨簡(jiǎn)支空心板梁+52 m簡(jiǎn)支鋼混疊合梁+23 m×8 跨簡(jiǎn)支空心板梁,東西兩側(cè)為擋土墻。跨線橋南北分幅,主線雙向3+3 車(chē)道,現(xiàn)狀橋下受凈空不足影響主要用于停車(chē),見(jiàn)圖11。

      圖11 現(xiàn)狀南二環(huán)上跨紅旗大街橋梁

      現(xiàn)狀跨線橋?yàn)楹?jiǎn)支梁橋,按照城-A 級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),滿足二環(huán)提升改造后的主線規(guī)模,經(jīng)老橋檢測(cè)后,具備橋梁頂升條件。故結(jié)合實(shí)測(cè)現(xiàn)狀標(biāo)高,在維持路口一跨鋼混疊合梁不動(dòng)的情況下,對(duì)跨線橋兩側(cè)各23 m×8 跨簡(jiǎn)支空心板梁進(jìn)行液壓同步頂升,接高現(xiàn)狀橋梁立柱從而達(dá)到設(shè)計(jì)連續(xù)高架標(biāo)高,與兩側(cè)新建高架順接,徹底釋放橋下空間形成二環(huán)輔路,并在紅旗大街東西兩側(cè)設(shè)置平行匝道出入口,見(jiàn)圖12。本次老橋頂升最大頂升高度5.5 m,僅用時(shí)25 d全部頂升到位,不僅減少了橋梁廢棄,節(jié)約了工程投資,還縮短了施工工期,大大減小了社會(huì)影響。

      圖12 現(xiàn)狀紅旗大街跨線橋頂升

      4.4 現(xiàn)狀南環(huán)大橋

      工程終點(diǎn)為現(xiàn)狀南二環(huán)跨中華大街高架(南環(huán)大橋),于1999 年建成,采用了多跨混凝土連續(xù)梁體結(jié)構(gòu),建設(shè)年代較久,該段老橋頂升不僅風(fēng)險(xiǎn)較大,而且頂升范圍較長(zhǎng)將影響現(xiàn)狀立交匝道,故不再頂升。為實(shí)現(xiàn)南環(huán)大橋與新建二環(huán)主線連續(xù)高架順接,維持南環(huán)大橋橋梁段不動(dòng),拆除現(xiàn)狀南環(huán)大橋引道擋土墻,并結(jié)合中華大街立交匝道出口的變速車(chē)道同步展寬新建擋土墻,結(jié)合擋土墻段低點(diǎn)在維明大街東側(cè)設(shè)置一對(duì)平行出入口匝道,見(jiàn)圖13。

      圖13 改造南環(huán)大橋引道順接新建高架

      5 結(jié)語(yǔ)

      城市環(huán)線快速路的提升改造對(duì)于改善城市交通出行環(huán)境,促進(jìn)各片區(qū)組團(tuán)發(fā)展有著重要的意義。石家莊二環(huán)路從地面快速路提升改造為高架快速路,能極大地促進(jìn)城市向外發(fā)展,帶動(dòng)沿線地塊開(kāi)發(fā),提高居民出行的便捷性。本文從二環(huán)路的現(xiàn)狀背景出發(fā),對(duì)二環(huán)地面快速路提升改造的總體方案和各節(jié)點(diǎn)方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述,具體介紹了基于各種現(xiàn)狀條件下的二環(huán)路主線改造形式和出入口設(shè)計(jì)?,F(xiàn)狀地面快速路的提升改造方案難度在于既要結(jié)合較為局限的現(xiàn)狀條件,又要在兼顧經(jīng)濟(jì)性、減少社會(huì)影響的同時(shí),讓道路提升改造工程的效益最大化。二環(huán)路主線高架現(xiàn)已完成改造施工并開(kāi)放交通,相交道路已實(shí)現(xiàn)在二環(huán)內(nèi)外的連通,較好地達(dá)到了提升改造工程的預(yù)期目標(biāo)。該方案可在一定程度上為類(lèi)似地面快速路提升改造工程提供借鑒和參考。

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