齐庆祥
(中国市政工程华北设计研究总院有限公司,天津市300074)
四平市是吉林省第三大城市,地处松辽平原中部腹地,辽、吉、蒙三省交界处。四平市作为吉林省的南大门和重要工业城市,经济快速发展,城市规模不断扩大。四平市委、市政府深入贯彻科学发展观,以“保增长、保发展、保稳定”为主线,坚持“工业立市和项目带动”战略,以提高经济增长质量和效益为目的,实现经济的快速发展和社会的全面进步。在此背景下,对城市总体格局将作新的调整,并将城市东部作为今后开发建设的生态新城。生态新城以“一心、两带、两组团、四片区”为总体格局,其中“两带”之一就是紫气大路的景观带。紫气大路与东盛大街交叉位置就是紫气大路立交工程。
紫气大路立交工程的建设,考虑以下几点:(1)从城市格局的整体出发,着眼于改善城市的交通功能;(2)从生态新城的区域开发出发,着眼于提升其投资环境;(3)从紫气大路景观大道的带状景观与该区总体的生态系统出发,着眼于整个开发园区生态景观的整体性与协调性。
在方案的构思上,强调贯通东西,疏通南北;在立交的选型上,尽量简洁流畅;在周边环境的营造上,留出足够的绿化用地,使周边建筑尽量不靠近立交,同时将立交绿化景观与双向道路绿化景观有机相接,形成完整的生态与绿化景观系统。
故此,紫气大路立交方案的定位是:生态新区主要的枢纽立交,景观大道的核心景点,生态良好的风景领地,四平最靓丽的民心工程。工程地理位置见图1。
图1 紫气大路立交地理位置
紫气大路立交工程的设计范围为紫气大路、东盛大街及其交叉口。紫气大路与东盛大街均为城市主干路,其中:紫气大路总长1 110 m,红线宽72 m;东盛大街总长1 171 m,红线宽50 m。工程全线包括枢纽立交1座,铁路景观桥1座。
(1)立交类型
枢纽立交[1]。
(2)设计速度
紫气大路:60 km/h;
东盛大街:60 km/h;
立交匝道:环形匝道30 km/h,半直连匝道40 km/h。
(3)道路最小净高[1]
紫气大路、东盛大街及立交匝道最小净高4.5m;
四平热电厂铁路专用线桥梁建筑限界[2]6.55 m;
非机动车道及人行道最小净高2.5 m。
(4)荷载标准
道路路面结构设计以双轮组单轴载100 kN为标准轴载。
(5)设计年限
道路交通量达到饱和状态时的道路设计年限为20 a。
紫气大路(见图2)规划为城市主干路,红线宽72 m。横断面布置为:3.5 m(人行道)+5 m(非机动车道)+5 m(机非分隔带)+16 m(机动车道)+13 m(中央分隔带)+16 m(机动车道)+5 m(机非分隔带)+5 m(非机动车道)+3.5 m(人行道)。
图2 紫气大路横断面(单位:m)
东盛大街规划为城市主干路,红线宽53 m。横断面布置为:3.5 m(人行道)+5 m(非机动车道)+2 m(机非分隔带)+12 m(机动车道)+8 m(中央分隔带)+12 m(机动车道)+2 m(机非分隔带)+5 m(非机动车道)+3.5 m(人行道)。
紫气大路和东盛大街道路等级设计为主干路,根据《城市道路工程设计规范》(CJJ 37—2012)[1],主干路设计年限为20 a。该项目2012年建成,交通量预测特征年确定为2012年、2022年和2032年。交通量预测方法采用常用的“四阶段”法。立交主线及匝道交通量预测结果见表1。
根据《城市道路交叉口设计规程》(CJJ 152—2010)[3]及预测交通量,计算立交主线和匝道的饱和度及服务水平(见表2)。
根据上述交通量预测,紫气大路和东盛大街主线2032年主线的服务水平均为Ⅱ1级,各匝道远期服务水平均为Ⅱ2级,立交主线和匝道均能满足立交服务水平标准。因此,紫气大路主线采用双向8车道,东盛大街主线采用双向6车道,东至南、北至东、西至南半定向匝道采用单向2车道,其余方向匝道采用单向单车道,均能满足远期交通发展需求。
表1 立交主线及匝道交通量预测结果 pcu/h
表2 立交主线和匝道的饱和度及服务水平
5.1.1 平面设计
立交区没有现状建筑物,也没有等级道路。立交节点的西南方向为四平热电厂的铁路专用线,现状为单线铁路。道路选线按照规划路线走向,交叉口交角85°,均为直线。
5.1.2 纵断面设计
(1)紫气大路采用的最大纵坡为3.5%,最小纵坡为0.598%;竖曲线的最大半径为R=3 000 m,最小半径为R=2 000 m。
(2)东盛大街采用的最大纵坡为3.5%,最小纵坡为0.3%;竖曲线的最大半径为R=8 000 m,最小半径为R=1 500 m。
根据规划,该工程共设置两处交叉口。紫气大路与东盛大街相交处规划为一座枢纽立交。紫气大路、东盛大街与四平热电厂铁路专用线均采用分离式立交型式,采用跨越式景观桥方案。
(1)在城市总体规划的指导下,在满足功能需求的前提下,体现合理性和经济性。
(2)立交布局因地制宜,尽量少拆迁、少占地,立交布设结合与铁路立交型式,节省工程投资。
(3)根据道路等级、车速要求合理选用技术标准,并互相有机结合,以最小投资取得较大经济效益。
(4)立交造型新颖、富于美感,线形简洁、明快、流畅,匝道布设紧凑,多增加绿地,提高环境效应及景观效应,成为四平市一景。
6.2.1 方案一苜蓿叶造型
方案一为三层苜蓿叶互通式枢纽立交。非机动车与行人系统在地面层,通过人行天桥过铁路;东盛大街上跨铁路后位于第二层;紫气大路跨越铁路后跨越东盛大街,位于第三层。立交4条环形匝道布设在2~3层之间,东北角及西南角象限的右转匝道为地坪匝道,西北角的右转匝道跨越铁路专用线,东南角象限右转匝道接东盛大街上跨铁路的桥梁。非机动车与行人在枢纽立交桥下实现方向转换。图3为方案一苜蓿叶造型。
图3 方案一苜蓿叶造型
6.2.2 方案二组合式造型
方案二为二层苜蓿叶与半直连匝道组成的组合式枢纽立交。东盛大街下穿铁路后位于地面层;紫气大路跨越铁路后跨越东盛大街,位于第二层。立交在东北角及东南角象限各布置1条环形匝道,位于地面层和二层之间。为充分利用紫气大路上跨铁路的净空,布设了2条左转半直连匝道由紫气大路桥下穿过,实现东转南和北转东两个流向的左转。东北角及西南角象限的右转匝道为地坪匝道;西北角的右转匝道跨越铁路专用线,接紫气大路高架桥;东南角象限右转匝道接东盛大街下穿铁路的开挖路堑。地面系统由于各线位的阻隔,需要采用上跨或下穿地道形式,在立交桥下汇集各方向非机动车和行人再实现方向转换。图4为方案二组合式造型。
图4 方案二组合式造型
6.2.3 方案三涡轮式造型
方案三为二层苜蓿叶与半直连匝道组成的涡轮式组合式枢纽立交。东盛大街下穿铁路后位于地面层;紫气大路跨越铁路后跨越东盛大街,位于第二层。立交在东北角及东南角象限各布置1条环形匝道,位于地面层和二层之间。为充分利用紫气大路上跨铁路的净空,布设了2条左转半直连匝道由紫气大路桥下穿过,实现东转南和北转东两个流向的左转。东北角及西南角象限的右转匝道为地坪匝道;西北角的右转匝道跨越铁路专用线,接紫气大路高架桥;东南角象限右转匝道接东盛大街下穿铁路的开挖路堑,匝道绝大部分放坡。地面系统由于各线位的阻隔,需要采用上跨或下穿地道形式,在立交桥下汇集各方向非机动车和行人再实现方向转换。图5为方案三涡轮式造型。
图5 方案三涡轮式造型
将6.2节中所述3种不同枢纽立交造型在立交层次、通行能力、桥梁面积、道路主线、匝道面积、立交面积、立交估算投资以及后期管养难度等方面进行综合对比后可以看出:苜蓿叶造型美观,非机动车与机动车完全分离,非机动车与行人直行方向距离最短,有利于组织交通,但工程规模较大,在3个方案中造价最高;涡轮式造型较美观,机动车左转方向距离较长,造价比较高;组合式造型美观,行车舒顺,造价最低。综合比较后推荐组合式造型。
紫气大路立交规划范围内有热电厂专用铁路线穿过,根据四平市建设紫气大路景观带的具体要求,在热电厂专用铁路上建设圆环塔型景观桥一座(见图 6、图 7)。
图6 圆环塔型景观桥透视图
紫气大路立交桥是一座城市枢纽立交,不仅满足交通功能,还兼顾了景观效果。通过紫气大路立交工程的建设,带动生态新区整体环境的改善,提升区域开发的价值,是构筑生态新城与景观大道的一个引领项目,也是普写生态新城发展的核心乐段和高潮篇章。
图7 紫气大路立交总体设计鸟瞰图