田 耕
(北京科技大学,北京市100083)
并联高架路是一种在高架的上、下行主路之间设置岛式车站、楼梯、中间匝道、停车区,高架道路上的车辆逆向行驶,高架道路主要为公共交通服务的新的城市高架道路及城市规划样式。
并联高架路高架的上、下行主路之间的距离主要取决于岛式车站的宽度及中间匝道的宽度。车辆方便的上下并联高架路,有利于提高并联高架路的利用率,加大其应用范围;并联高架路的岛式站台要为乘客提供较为宽敞的上下站、候车、行走换乘空间;控制岛式车站站台的宽度,控制中间匝道的宽度、长度,有利于节约土地、有利于降低工程造价。
图1是并联高架路中间匝道的整体侧立面示意图。在图1中,展示了中凹形墩柱盖梁9在并联高架路中所处的位置。
因为中间匝道7的纵坡较大,为了防止雨雪造成匝道路面湿滑,影响行车,中间匝道7的上方需要安装匝道棚14,这与现有的车库出入口车道的上方安装棚盖的情况是类似的。
并联高架路下优先保证行人过路,这需要人行横道的间隔距离小,减少行人过路绕行的不便;其次保证车辆过路;第三位才是辅路上车辆行驶的问题;这样才能确保并联高架路具有良好的聚集效应。人行横道8利用匝道7下面的空间,为行人过路提供过路通道,栅栏10防止行人随意横穿并联高架路下的停车区。
图2是地面附路的公交车沿着中间匝道上并联高架路的整体俯视示意图。在图2中,分隔线a的左侧表示地面情况,分隔线a的右侧表示高架情况。
从图2中可以看出:在并联高架路下地面的车辆会有很多贴近墩柱的直线行驶、绕行、停车,为了防止车辆对墩柱的刮蹭、碰撞,适合采用圆墩柱,在圆墩柱的根部有墩柱防撞圈4。
并联高架路优先保证高架逆向行车道上的车辆快速行驶,这需要载客量大、行车密度低的公交车;其次保证高架慢行停车道上的车辆的行驶、停站,这也需要载客量大、行车密度低的公交车;第三位才是提高高架道路利用率的问题;这样才能确保高架道路主要为公共交通服务。为了严格控制车辆上高架道路的种类、时间、数量,在中间匝道7的入口处设有道闸杆5。
图3是并联高架路岛式车站与中间匝道的整体俯视示意图。
为了方便乘客上站,提高可达性,岛式车站的站间距离比较小,例如:岛式车站31与31’之间的距离约为500 m。大多数情况下,两个岛式车站之间只能够设置一条单方向、单车道的中间匝道。在图 3 中,从匝道口护栏 15、15’、15’’、15’’’、15’’’’的开口方向可以看出:中间匝道 7、7’、7’’、7’’’、7’’’’的纵坡方向是交替的。也可以有其它匝道纵坡方向设置方案。
高架停车区25、25’等为双方向车辆共用,以便应急停车,确保高架道路畅通。从得到较大的应急停车区以应不测的角度看,中间匝道7等、岛式车站31等不应该设计得规模太大、太长。
图4是中间匝道入口处的并联高架路的整体横立面示意图。
图5是并联高架路的中间匝道的中凹形墩柱盖梁的整体横立面示意图。
立梁53、53’以上的部分是对称的悬臂形式,对称的悬臂所产生的翻转力矩相反,相反的翻转力矩可以通过立梁53、53’、横梁52得到平衡。这使得墩柱 51、51’与墩柱 41、41’类似,主要承受重力,可以采用同样的形式,这样可以使墩柱及墩柱下面基础的设计施工较为方便。中凹形墩柱盖梁9是一个上大下小、整体对称的构筑物,重力力矩平衡,可以提高中凹形墩柱盖梁9的整体性、稳固性。
图6是中凹形墩柱盖梁占地较宽时的整体横立面示意图。立梁63、63’较宽,其中心部分作用不大,制作成空心 65、65’。
图7是中凹形墩柱盖梁占地较窄时的整体横立面示意图。在图7中,盖梁74、74’的对称悬臂部分较长,对称悬臂所产生的翻转力矩较大,墩柱71、71’受到的弯曲力较大。为了平衡墩柱71、71’受到的弯曲力,横梁72可以用两根,且墩柱71、71’适合采用矩形截面。
图8是中凹形墩柱盖梁与匝道梁、主梁之间配合关系的示意图。
图9是一种匝道梁的横断面示意图。因为中间匝道7具有相对较窄、纵坡较大、坡长较短的特点,需要设计制造专用的匝道梁。图9中匝道梁91的上面是槽形;槽帮可以防止车辆刮蹭墩柱盖梁;宽度为n的槽帮的上端面可以在应急情况下供人通过,为了增加车门侧乘客应急逃生通道的宽度,槽形的一侧加砌有宽度为e的补块92;当补块92砌在槽形的另一侧时,可以改变中间匝道7的上下行车方向;槽帮高度h不得妨碍车门开启,并留有一定余量;匝道车道的宽度m约为3 m,槽帮的宽度n约为0.4 m,补块e的宽度约为0.2 m,槽帮高度h约0.25 m,匝道梁91的整体宽度d’约为4 m。以上设想的各部分数据是指一般情况。
图10是匝道及匝道梁与车辆及应急人员位置关系的示意图。
现有的铁路、地铁、城市快速公交岛式车站站棚的立柱距离站台边缘均较远,其原因是:(1)防止立柱阻挡干扰视线。(2)防止发生意外时车辆碰撞立柱,造成站棚垮塌人员伤害。(3)防止立柱阻挡车门。
并联高架路的岛式车站的两侧,靠近岛式车站的车道是供公交车停车的专用慢行停车道,车速低;通过增高增强站台的缘石,可以提高立柱的防撞性能。通过采用精心设计、严格驾驶操作可将立柱干扰视线、立柱阻挡车门的影响减小到最低程度。
节能减排形势严峻,电动汽车技术虽然目前还不太成熟,但是,是今后发展的方向。并联高架路的岛式车站的立柱站棚要为电动汽车的充电站提供安装基础。
电动汽车无排放,适合穿越或形成高人口密度的城市区域;同时适合市中心小范围内采用深槽或地下的道路形式,可以在中等城市取代轨道交通。
图11是并联高架路的岛式车站的立柱站棚的整体横立面示意图。从图11中可以看出:立柱210、211’位于岛式车站站台212的两侧可以为乘客提供较宽敞的上下站、候车、行走换乘空间。
图12是电动汽车在立柱站棚的一侧停站充电的侧视示意图。从图12中可以看出:慢车站221在前,快车站222在后,当慢车先接近车站时,快车可以跟随慢车进站,互不干扰;当快车先接近车站时,快车优先进站,慢车在站外等候,优先保证快车运行。
图13是立柱站棚的立柱、棚盖、栏杆的侧视示意图。在具体设计时需要仔细选取k、g、p的尺寸,防止阻挡公交车车门。栏杆豁口231处可以安装安全屏蔽门。
图14是并联高架路的岛式车站的立柱站棚的原理方案示意图。
圆锥形钢管制造技术现在已经是比较成熟的技术,立柱211的两端用圆锥形钢管,中间用厚壁高强度钢管在技术上是可行的。虽然变截面的立柱211较等截面的立柱增加了制造成本,却可以得到长期的、更好的实际使用效果。
雨水顺着站棚盖板245、248流入积雨容器247,经立柱211中的孔、排水管202排放。当降雨特大暴雨时,积雨容器247内所积雨水超过容器液面246,过量的雨水经泄水管244、泄水口243排至快速行车道241、停车道242之间。每个积雨容器246可以分出多个泄水口,分散泄水水流对路面的冲击力。
经绝缘子207,接触板206吊装在棚盖210两侧的下方,充电设备249可以为电动汽车充电。棚盖板245之下的空间可以安装超级电容器,实现充电站超级电容直接对车载超级电容的,低电压大电流的快速充电。
以上关于并联高架路的一些不成熟的设想,希望起到抛砖引玉的作用,供相关专业人士参考。