精细化和创新设计在无锡江海西路快速化改造中的运用

林巧飞

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

0 引言

经过近二十年的建设，全国各大中城市的快速路网建成公里数日渐增长，为城市交通的快速发展发挥了重要作用。由此，城市快速道路的设计理念日趋更新，设计经验日渐丰富，设计成果先进性日益显现。任何一条快速道路都是城市路网的骨架。一般来说，一条城市快速路需要承担城市与周边高速公路的连接、承担与重要交通枢纽的连接，承担中心区与外围片区的连接，以及为沿线周边地区服务等众多交通功能。一条快速道路建成后，能否充分发挥其交通效能，取决于总体设计方案的合理性和先进性。所谓牵一发而动全身，各节点不同的处理方案所带来的交通服务功能截然不同。因此，需要设计人员切实做好多方案比选和优化设计，做到精益求精并有所创新。本文以无锡市一条外部条件极其苛刻、设计难度大的快速道路改造工程项目为实例，详细阐述精细化和创新精神在工程设计中的实际应用和体现，为同类工程设计提供借鉴。

1 工程概况

江海西路是无锡规划城市快速路网“两环十射三联”的唯一西向射线，是连接无锡西部、北部组团与中心城区的快速交通走廊，是连接锡宜高速公路的对外衔接通道，同时也是城市复合通道，承担客货运交通、服务区域到发交通和过境交通。交通服务对象：主线以中长距离客运交通为主，兼顾部分区域内部交通；辅路以区域内部客运交通为主，兼顾部分货运、慢行等交通功能。交通成分复杂，交通服务要求高[1]。

江海西路快速化改造范围西起G312，沿线上跨S342、锡宜高速公路，跨越京杭运河，下穿现状城际铁路、沪宁铁路、兴昌北路桥，东止于凤翔路立交。道路总长度10 km，红线宽度50 m。

江海西路主线为快速路，设计速度80 km/h，双向6车道；辅路为地面主干路，设计速度为50 km/h，双向6车道。全线采用主辅路断面，主线采用高架、地道和地面组合结构型式，双向6车道，其中高架段7.0 km，地道段360 m，地面段1.4 km。全线共布置出入口8对，枢纽互通立交3座，下穿铁路主辅路地道3道，上跨京杭运河主辅路大桥3座。工程投资41.5亿元。道路总体布置如图1所示[2]。

图1 江海西路快速化改造工程总体布置图

2 工程特点和设计对策

2.1 工程特点和难点

江海西路为现状道路改建项目，沿线铁路、桥梁、河道、管线等控制物复杂。现状锡宜高速、S342、西互通、钱威路立交、京杭运河、新建沪宁铁路-老沪宁铁路-城际高铁-兴昌北路桥、凤翔立交等众多构筑物集聚，相互牵制。

2.1.1 锡宜高速公路-S342-西互通节点

该节点内集聚问题较多（见图2），主要存在三大问题：

（1）现状锡宜高速公路有拓宽改造计划，但无具体改造方案。本设计需为远期高速公路改造做好预留，且锡宜高速公路与江海西路斜交角度达48°。

（2）现状锡宜高速公路与江海西路连接的西互通立交已达饱和。因收费岛距离江海西路过近，车辆排队长度有限，高峰流量拥堵严重，存在交通瓶颈，高速公路管理部门有改迁收费站的计划，但尚无设计方案。

（3）现状S342和西互通立交间距仅500 m，江海西路与重要的省道和高速公路有交通转换需求，需做好客运交通和货运交通的衔接方式。两条公路干道间距过近，不利于立交布置。

图2 锡宜高速公路-S342-西互通节点位置关系图

2.1.2 钱威路立交

钱威路立交现状为T型立交，与现状江海西路地面道路衔接。钱威路是无锡西部地区南北向的一条重要城市主干路。本节点现状为钱威路主线上跨江海西路，并设有SW、SE、WS三条转向匝道，均于江海西路接地。其中，SW向匝道上跨江海西路和钱威路主线后落地，同时钱威路主线在上跨江海西路后约360 m处落地。钱威路地面辅路与江海西路平交。立交范围内建筑物临近，布置空间有限。钱威路节点现状如图3所示。

立交改造需要考虑江海快速路与南侧钱威路的快速连接，同时预留远期北侧惠州大道改造条件，近远期结合。最大程度地利用现有结构物，节约工程投资是设计考虑的重点。

图3 钱威路立交现状

2.1.3 山北大桥

现状跨京杭运河的山北大桥建成已久，现有桥梁已不满足三级航道的通航标准要求，故考虑拆除重建。现状京杭运河和山北大桥如图4所示。快速路主桥和辅道桥桥型选择，除了考虑经济美观外，尚需考虑与两侧横向道路的衔接。合理的衔接方式可以实现快速路交通效益的最大发挥，是本设计的重点和难点。

图4 京杭运河和山北大桥现状

2.1.4 沪宁铁路-城际铁路-兴昌北路桥节点

该节点内集聚待废弃京沪铁路、建设中的京沪铁路、现状城际铁路和兴昌北路桥，现有桥墩错综复杂，前1 000 m有山北运河桥，后500 m有凤翔立交，道路连续起伏，为主辅地道的平纵横设计带来极大困难。另有现状黄巷立交泵站、道路南侧污水泵房及污水管道和国防光缆。该节点内集聚构筑物众多，控制因素极其复杂，如图5所示。

图5 铁路节点限制因素

2.1.5 凤翔立交

凤翔立交是无锡快速内环上重要的互通立交。现有快速内环上重要节点均是部分互通立交，快速内环交通功能发挥受到一定的现状。本次江海西路快速射线改造能否在现有立交的基础上实现凤翔立交的全互通是一大挑战。现有立交型式和周边建筑如图6所示。

图6 凤翔立交现状

2.2 设计对策和方案

针对以上5个节点的工程难点，通过设计方案的反复比选、论证和优化，做好精细化设计，分别提出下列设计对策和方案。

2.2.1 锡宜高速公路-S342-西互通节点

设计对策一：主动协调高速公路管理部门，明确锡宜高速公路改造规模，为远期高速公路改造做好预留。同时锡宜高速公路与江海西路斜交角度大，合理选取大跨径的桥型方案是本设计成功的关键。除了考虑设计方案的经济美观，更为重要的是确保施工期间高速公路交通运行的安全性。经多方案比选，主线跨锡宜高速段采用55.12 m+59.5 m+75 m+58.5 m钢结构连续梁，顶推施工。

设计对策二：因现状锡宜高速公路西互通立交存在交通瓶颈，收费岛距离江海西路过近，排队长度有限，如图2所示。高速公路管理部门有改迁收费站的计划但尚无设计方案。为锡宜高速在江海西路西入口上做好拓宽改建预留条件，设计人员主动提供远期收费互通立交的合理改造方案，得到高速公路管理部门认可后，成功协调明确收费站外迁计划，为江海西路西互通立交改造创造条件。设计改变现有高速公路接地面道路的连接模式，调整为快-高相接模式，实现江海快速路和锡宜高速公路的快速连接，同时保留地面道路与收费站的连接、供货运和沿线交通服务。

设计对策三：现状S342和西互通立交间距仅540 m，为保证江海快速路和重要省道、高速公路的有效沟通，整体考虑采用组合立交型式解决江海西路、锡宜高速公路和S342三条道路的相互快速转换，实现三条高等级道路各个方向的全互通，不仅保证S324和江海快速路交通直入收费站，还可以满足S342和江海快速路的直接转换。同时，在立交内部设置两条上下匝道供江海快速路和洛城大道沟通，交通功能十分齐全，布置紧凑，造型美观。组合立交的设计方案如图7所示。

图7 锡宜高速公路-S342-西互通节点方案

2.2.2 钱威路立交

钱威路立交为现状T型立交，与现状江海西路地面道路衔接。立交改造需要考虑江海快速路与南侧钱威路的快速连接，同时预留远期北侧惠州大道改造的条件。改建后的设计方案最大程度地利用了现有匝道结构物，合理处理了周边建筑物的关系，做好了近远期结合，经济先进性明显。图8为钱威路立交近期实施方案。

图8 钱威路立交近期实施方案

2.2.3 山北大桥

现状跨京杭运河的山北大桥建成已久，已不能满足现行设计规范的技术标准要求，设计考虑拆除重建。在快速路主桥和辅道桥桥型选择上，除了考虑经济美观外，尚需考虑与两侧横向道路的衔接。合理的衔接方式可以实现快速路交通效益的最大发挥。

山北大桥整体采用低高度钢-混连续梁主桥和变高度钢桁架辅桥的组合方案，并设置主线桥和辅道桥的连接桥。辅道桥采用梁高较低的桥梁型式，使山北辅道桥与两侧石门路、青石西路相接平缓，利于非机动车行驶。主辅连接桥和运河西路上下匝道的设置，使运河两侧的运河西路和青石西路的车辆可以方便地进入江海快速路，极大地提高了江海快速路的服务效能。图9为山北大桥桥型和连接道设置方案。

图9 山北大桥桥型和连接道设置方案

2.2.4 沪宁铁路-城际铁路-兴昌北路桥节点

该节点的设计方案经反复优化推敲和结构安全评估，最终布置主路地道双向8车道断面（主线双向6车道+凤翔立交加减速车道），实现了下穿铁路地道的主线车道平衡。精细化设计在该节点表现得淋漓尽致，最终成功实施的设计方案如图10 所示[3]。

图10 下穿京沪铁路和城际铁路节点方案

2.2.5 凤翔立交

为实现凤翔立交在快速内环上的全互通，在维持现有内环匝道的基础上，利用现有凤翔路南匝道出入口为新建匝道的分合流鼻端，在有限的空间内，充分利用凤翔路和江海西路现有跨线桥的有效净空，上跨或下穿，通过平纵横精细化设计最终成功实现全互通，同时在凤翔路北侧设置广石路匝道，提供快速内环与广石路的便捷沟通。该环向涡轮互通型式最大程度地利用了现有桥梁结构物，线形技术标准较高。设计方案功能齐全、造型美观、布局紧凑、节约用地，经济合理[4]。图11为凤翔立交设计方案。

图11 凤翔立交设计方案

3 工程设计创新

江海西路快速化改造工程运用创新手段，体现了城市快速道路设计的先进性，具有良好的借鉴作用。主要体现在以下几个方面。

（1）实现斜交大跨钢梁顶推技术。主线跨锡宜高速段采用55.12 m+59.5 m+75 m+58.5 m钢结构连续梁，顶推施工。斜交大跨钢梁角度达48°，顶推技术难度高，设计采取先进技术措施克服大跨径大斜交困难，为同类工程提供借鉴。图12为钢箱梁顶推过高速公路。

图12 钢箱梁顶推过高速公路

（2）跨越京杭运河的山北大桥方案经典独特。设计采用低高度钢-混连续梁主桥和变高度钢桁架辅桥的组合方案，并设置主线桥和辅道桥的连接桥。这是设计技术方案的创新。运河主线桥和辅道桥之间连接桥的设置，在国内运河大桥上属于首例。辅道桥交通可直入主线快速路，极大提高交通效能，并通过运河西路匝道和青石西路出入口，实现主线快速路和运河两侧道路的交通转换，交通功能叠加，提升明显。

跨京杭运河桁架桥浮墩托运顶推技术具有创新示范效应。运河主线桥采用钢-混凝土的混合连续梁结构，主梁中跨47 m采用钢箱梁结构，通过钢-混结合段与两侧的混凝土梁形成连续结构。该结构自重轻，施工速度快，主梁高度低，梁体更显轻盈，是结合本桥实际需要的创新之举。图13为山北大桥施工照片。

图13 山北大桥施工照片

（3）江海西路主线高架大量采用预制拼装组合小箱梁，有效降低施工期对既有道路交通影响。上部结构预制拼装率达95%以上。桥梁结构型式改良，采用隐式倒T盖梁，减小结构高度，利于景观效果。跨路口大跨桥梁结构采用简支或连续叠合梁结构，钢材指标低，施工速度快。立交匝道桥设计，弃用常规现浇混凝土梁，解决了常规结构易出现梁体裂缝的问题。对于直线段和曲线半径较大的曲线段采用预制小箱梁结构（见图14），对于半径较小的曲线段采用连续叠合梁结构。桥梁结构型式先进，且经济合理。

图14 小箱梁断面

4 结语

城市快速道路的设计，首先需要根据地区规划、区域路网和交通需求，分析该道路承担的交通功能和交通流量等，综合考虑现状和规划条件，在最大程度满足交通功能需求的情况下，做到设计方案经济合理，同时做好周边环境的合理保护，确保施工期间的交通运行良好。这需要设计人员用心设计，精益求精，力求完成最优的设计方案；同时需要大胆设计，勇于创新，以适应新材料、新环境和新形势的变化。精细化设计和创新设计，是城市快速道路设计最为重要的思想精神，在现有道路的快速化改造工程中尤为重要。