交通性城市干道跨河大橋接線方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)

房增耀，沈俊怡，朱銀樂(lè)

[同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092]

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)建成約80 余萬(wàn)座橋梁，包括一大批大型跨河（江）橋梁。此類工程的建設(shè)，提升了江、河兩岸地區(qū)之間的交通及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)城市發(fā)展、地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)意義重大。

橋梁兩側(cè)接線工程是橋梁發(fā)揮其交通功能必不可少的組成部分，屬于跨河橋設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是政府、建設(shè)部門等關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，我院承擔(dān)了大量以大型跨河（江）橋梁為主體工程的項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)類似工程的總結(jié)梳理，提出交通性城市干道跨河大橋接線方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 概述

1.1 適用范圍

國(guó)內(nèi)濱河城市眾多，水系各不相同，江（河）寬度、形態(tài)各異?，F(xiàn)所研究的對(duì)象專指跨度超過(guò)100 m的水域（下文統(tǒng)稱跨河）。

跨河道路等級(jí)包括快速路、主干路、次干路和支路。本文研究對(duì)象僅限于城市快速路和主干路。

1.2 研究目的

作為一種稀缺資源，交通性城市干道跨河大橋承擔(dān)的交通量巨大。同時(shí)，橋頭接線方案受項(xiàng)目規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)條件、投資規(guī)模及環(huán)境等因素制約，復(fù)雜性高，獨(dú)立性強(qiáng)。

現(xiàn)在所研究的旨在提供一種指導(dǎo)性的方法，避免設(shè)計(jì)的隨意性、盲目性，使設(shè)計(jì)有章可循。通過(guò)整理影響因素和相關(guān)指標(biāo)，總結(jié)出一整套設(shè)計(jì)流程及要點(diǎn)，引導(dǎo)具體設(shè)計(jì)。

2 接線方案類型

按照接線方式不同，將橋頭接線類型分為互通式立交、分離式立交、平面交叉[1]。

2.1 互通式橋頭接線立交

互通式橋頭接線立交具有交通轉(zhuǎn)換、延長(zhǎng)展線、建筑、景觀等功能。由于受橋頭接線、橋面標(biāo)高、河岸岸坡、地形、地質(zhì)以及河道水文等因素的影響和制約，在平縱布置上具有很大的局限性。要求在立交布設(shè)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合地形條件，合理選擇立交類型，靈活機(jī)動(dòng)地布置立交匝道。

其主要適用于：橋頭接線有明確的轉(zhuǎn)向需求且轉(zhuǎn)向交通量較大；場(chǎng)地有條件建設(shè)全互通立交或部分互通立交；在平面布置和豎向設(shè)計(jì)上具有很大的局限性。

按照相交道路、展線形式、左轉(zhuǎn)匝道分布等分類如圖1 所示[2]。

圖1 互通式接線立交分類圖

2.2 分離式橋頭接線立交

所研究的交通性城市干道設(shè)計(jì)速度大，分離式橋頭立交將車流在空間分離，可有效提高通過(guò)性交通的行駛速度和安全。

分離式橋頭接線立交對(duì)地形的適應(yīng)性強(qiáng)。一般大型跨河橋橋頭受堤岸地形、防洪、通航等因素的影響，跨河橋梁與接線道路高差懸殊，采用分離式立交可以更好地適應(yīng)地形，減少工程量，保護(hù)敏感自然環(huán)境。

另外，對(duì)于項(xiàng)目資金緊張、前期轉(zhuǎn)向交通需求小、分期修建的互通式立交，可以修建分離式立交作為前期工程，以提高經(jīng)濟(jì)效益。

其主要適用場(chǎng)合包括：無(wú)轉(zhuǎn)向需求或轉(zhuǎn)向需求較?。皇軋?chǎng)地限制或路網(wǎng)間距控制無(wú)法采用平交或互通立交；受投資規(guī)模、用地限制或交通需求影響，需分期建設(shè)的情形。

2.3 平面交叉

根據(jù)上文接線類型分析，除采用立交形式的橋頭接線外，均為平面交叉。其適用場(chǎng)合包括：跨河道路為主干路且接線道路為非快速路；有明確的轉(zhuǎn)向需求。

3 影響因素分析

橋頭接線形式受諸多因素的制約，總結(jié)歸納為以下四類：（1）規(guī)劃因素、（2）交通條件、（3）道路因素、（4）場(chǎng)地因素。

3.1 規(guī)劃因素

3.1.1 城市發(fā)展

在跨河發(fā)展階段，跨河交通系統(tǒng)的布局和需求均明顯受到水域的限制?？绾觾砂冻鞘邪l(fā)展不平衡一定程度上影響橋頭接線方案[3]。

對(duì)于河流兩側(cè)發(fā)展不平衡的跨河橋接線方案，設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)不同：（1）建成區(qū)側(cè)重于現(xiàn)狀道路的銜接（涉及保留利用或改擴(kuò)建）、對(duì)周邊地塊的影響、征拆協(xié)調(diào)、現(xiàn)狀道路保通等方面；（2）新區(qū)則側(cè)重于路網(wǎng)規(guī)劃、周邊地塊性質(zhì)、占用土地等方面。

3.1.2 用地規(guī)劃

用地規(guī)劃是制約橋頭接線的重要因素。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)紅線、基本農(nóng)田、已出讓地塊等基本不具備可調(diào)整性的用地。設(shè)計(jì)方案應(yīng)與周邊地塊用地性質(zhì)相適應(yīng)，實(shí)際工作中應(yīng)加強(qiáng)與規(guī)劃部門的溝通。

3.1.3 路網(wǎng)規(guī)劃

路網(wǎng)是濱河空間秩序的核心要素，路網(wǎng)規(guī)劃通過(guò)對(duì)路網(wǎng)中路線功能的分配，賦予路線不同的使用功能來(lái)影響接線方案的確定。跨河交通一般選擇多條低等級(jí)道路與沿河道路相連，再集中至高等級(jí)通道實(shí)現(xiàn)跨河。

跨河通道間距一般約1-2 km[4]，若設(shè)計(jì)時(shí)已對(duì)交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，則設(shè)計(jì)方案應(yīng)與預(yù)測(cè)規(guī)模相匹配；若前期交通量資料不夠完備，提供以下兩條建議供參考。

（1）相鄰跨河通道間距小于1.2 km 時(shí)，跨河橋段機(jī)動(dòng)車道與一般路段保持一致。

（2）相鄰跨河通道間距介于1.2～2 km 時(shí)，跨河橋段較一般路段可雙向各增加一根機(jī)動(dòng)車道。

3.1.4 豎向規(guī)劃

接線道路規(guī)劃豎向標(biāo)高通常較跨河橋梁底標(biāo)高低，兩者差值的大小是影響設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵，應(yīng)分別討論。

（1）若高差很大，應(yīng)以高差制約條件為主，根據(jù)交通需求合理布置匝道。

（2）若高差不大，采用平交方案時(shí)，橋頭交叉口縱坡值是設(shè)計(jì)方案的控制指標(biāo)。若采用立交方案，建議在前期與規(guī)劃部門進(jìn)行充分的溝通后調(diào)整跨河主橋或接線道路標(biāo)高。

3.2 交通因素

3.2.1 交通量

交通量對(duì)接線形式、通行能力和建設(shè)規(guī)模影響較大，是接線選型依據(jù)中少數(shù)可以量化的指標(biāo)，接線工程的通行能力應(yīng)與預(yù)測(cè)交通量相適應(yīng)。

（1）當(dāng)預(yù)測(cè)的通行能力滿足需求時(shí)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、場(chǎng)地等因素，優(yōu)先考慮選擇平面交叉形式，否則考慮采用立交。

（2）通過(guò)交通量分析確定各流向的交通需求，將交通需求與計(jì)算通行能力相匹配以確定建設(shè)規(guī)模。

3.2.2 交通組成

交通組成決定了車道寬度、荷載標(biāo)準(zhǔn)、是否設(shè)置人非過(guò)橋設(shè)施等。

3.2.3 交通組織

橋頭接線工程作為路網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，根據(jù)“一河一路”或“一河兩路”的不同形式[5]，按照快慢分離，直行與轉(zhuǎn)向分離、機(jī)動(dòng)車與人非分離的原則，處理好橋頭接線的交通組織。

機(jī)動(dòng)車交通應(yīng)遵循快慢分離的原則?？缭剿蚯昂?，轉(zhuǎn)向交通能夠通過(guò)橋頭接線快速集散，通過(guò)性交通應(yīng)不受轉(zhuǎn)向交通及行人和非機(jī)動(dòng)車的干擾。

行人和非機(jī)動(dòng)車交通組織應(yīng)遵循與機(jī)動(dòng)車分離的原則。如果人非過(guò)河需求較為集中，可在規(guī)劃階段通過(guò)路網(wǎng)規(guī)劃將人非系統(tǒng)分離至其他低等級(jí)服務(wù)型跨河通道。

如果交通性城市主干道設(shè)置人非系統(tǒng)，在主橋段將人非系統(tǒng)與機(jī)動(dòng)車分離。在橋頭接線處按圖2分情況討論。

圖2 人非交通組織圖示

3.3 道路因素

3.3.1 道路等級(jí)

道路等級(jí)和功能是制約接線選型的重要因素。結(jié)合《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010）[6]，橋頭接線類型可按表1 初步選定。

表1 接線類型初步判定表

3.3.2 設(shè)計(jì)速度

道路設(shè)計(jì)速度直接決定各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，應(yīng)合理選擇平、縱、橫指標(biāo)，確保設(shè)計(jì)方案合理、經(jīng)濟(jì)。

3.3.3 主橋方案

主橋作為路線總體的控制性節(jié)點(diǎn)，影響著線位走向、平縱橫技術(shù)指標(biāo)、橋頭接線形式等，大型景觀橋梁對(duì)橋頭接線方案的制約更為嚴(yán)格。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做好與橋梁專業(yè)的對(duì)接及協(xié)調(diào)。

3.3.4 近遠(yuǎn)期結(jié)合

根據(jù)橋頭接線工程與主橋的建設(shè)時(shí)序不同，可分為兩種情況討論。

第一種情況：接線道路設(shè)計(jì)時(shí)主橋已建成。該情況下，主橋作為控制要素，調(diào)整接線以適應(yīng)主橋。

第二種情況：接線道路先于主橋建成或主橋與接線道路同時(shí)修建。該情況下，接線方案應(yīng)根據(jù)需求，統(tǒng)籌考慮近、遠(yuǎn)期實(shí)施內(nèi)容，利用遠(yuǎn)期方案控制近期方案，具體可按表2 選定。

表2 近遠(yuǎn)期組合表

3.3.5 節(jié)點(diǎn)間距

跨河橋兩側(cè)接線道路間距為河道寬度與接線道路與河道之間距離之總和。為保證跨河大橋的行車速度和安全，設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注橋頭兩側(cè)接線節(jié)點(diǎn)間距。

當(dāng)間距較小時(shí)，結(jié)合兩岸節(jié)點(diǎn)做平交口一體化或復(fù)合立交設(shè)計(jì)，詳見(jiàn)圖3。

圖3 節(jié)點(diǎn)間距圖示

3.4 場(chǎng)地因素

受河道寬度、濱河岸地形態(tài)、通航條件、防洪要求、橋頭地段已有建、構(gòu)筑物等因素的限制和影響，橋頭接線方案在布置上具有很大的局限性。應(yīng)充分考慮場(chǎng)地因素，合理布置線形，使主橋在橋頭與相交道路合理銜接，取得協(xié)調(diào)一致的效果。

3.4.1 通航條件

通航凈空對(duì)接線方案的影響主要體現(xiàn)在豎向設(shè)計(jì)方面[7]。河流對(duì)通航要求較高時(shí)，由于需滿足河流通航凈空要求，跨河橋梁與沿河道路高差較大，此時(shí)，橋梁標(biāo)高和接線規(guī)模受控于被交道路通行凈高和通航凈高兩者間較大值。

3.4.2 河道寬度

河道寬度是跨河橋梁設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)，對(duì)橋梁跨度起決定作用。若河道寬度間接影響了節(jié)點(diǎn)間距，設(shè)計(jì)時(shí)參考本文3.3.5 節(jié)之內(nèi)容。

3.4.3 防洪通道

有防洪功能的河流兩岸一般會(huì)筑有河堤，而多數(shù)情況河堤又同時(shí)作為一條道路[8]，應(yīng)妥善處理接線工程與防洪堤的關(guān)系，可分為以下兩種情況考慮。

（1）當(dāng)跨河橋梁與河堤道路高差較大，無(wú)法與河堤道路形成平面交叉時(shí)，橋梁需同時(shí)跨越河堤。

（2）當(dāng)橋梁與河堤道路高差不大，有條件形成平面交叉時(shí)，可根據(jù)具體情況確定橋梁和平面交叉的設(shè)計(jì)方案。兩岸橋頭均為平交時(shí)還需考慮交叉口間距的問(wèn)題，原有河堤需向外側(cè)適當(dāng)改移，并在改移后的位置設(shè)置平面交叉。

3.4.4 現(xiàn)狀建、構(gòu)筑物

現(xiàn)狀建、構(gòu)筑物是影響橋頭接線方案的直接因素，方案設(shè)計(jì)時(shí)涉及到的建、構(gòu)筑物種類繁多，能否遷改將制約整個(gè)設(shè)計(jì)方案，需在方案設(shè)計(jì)前期將此因素作為重要邊界條件考慮。

3.5 小結(jié)

綜上所述，橋頭接線形式的影響因素包括規(guī)劃因素、交通因素、道路因素和場(chǎng)地因素。

各因素之間均存在交互影響的理論可能性，本文第3 章各節(jié)為單因素分析，具體方案設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮主要因素的交互影響，原則上結(jié)合具體項(xiàng)目特點(diǎn)，參照本文第4 節(jié)的流程要點(diǎn)整理設(shè)計(jì)思路。

4 設(shè)計(jì)方法總結(jié)

首先，通過(guò)規(guī)劃、路網(wǎng)分析及交通量預(yù)測(cè)明確交通需求，初步確定接線形式。然后，把各類影響因素作為邊界條件，調(diào)整初步方案。最后，結(jié)合近、遠(yuǎn)期進(jìn)一步確定接線方案。詳細(xì)流程見(jiàn)圖4 所示。

圖4 設(shè)計(jì)流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出了交通性城市干道跨河大橋接線方案總體設(shè)計(jì)要點(diǎn)，得出以下結(jié)論：

（1）根據(jù)接線形式不同，將橋頭接線分為互通式橋頭接線立交、分離式橋頭接線立交和平面交叉共三類。并對(duì)各種接線形式的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合做了歸納整理。

（2）影響橋頭接線方案的因素種類繁多。本文對(duì)影響因素整理歸類，影響以上三種接線方案的主要影響因素有：規(guī)劃因素、交通因素、道路因素和場(chǎng)地因素。

（3）形成了一套城市干道跨河大橋接線方案總體設(shè)計(jì)的流程，為類似工程提供借鑒和參考。