老城区城市主干路交叉节点与在建地铁交叉的总体设计分析——以贵阳市某项目为例

陈雍春，赵建新，王何南，林 洋

[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

山地城市旧城区规划的历史沿革较为杂乱，路网布局形态畸形、复杂，人口及商业聚集程度极高[1]。贵阳市即为典型山地城市，老城区规划与发展不协调，主干路两侧建筑退让不足，人行道外侧紧邻高层建筑，大规模改造拆迁巨大。

两条交通量巨大的主干路交叉采用平交，交叉口交通服务水平目前严重不足。规划设计并正处于施工阶段的轨道交通敷设于道路下方，未给道路改造预留有利条件。后期道路改造需要满足轨道交通安全保护规范要求，使得旧城区道路改造难度大大增加。

因此，在老城中心区多种控制条件下，进行市政道路与轨道交通一体化设计施工总体方案研究，以解决交通问题，是城市交通改造设计中需要重点关注的。

1 工程概况

清溪路与花冠路交叉节点位于老城城区，交叉道路均为城市主干路，设计速度60 km/h，红线宽度40 m，双向6 车道。

清溪路为南北走向，沿线人行道两侧紧邻多层楼房，道路下方地铁3 号线正在施工，与花冠路交叉节点处为地铁站厅，目前主体结构已实施完成；花冠路为东西走向，与清溪路平面交叉，交叉口之外均为隧道，隧道敞开段长178 m。

此区域城区南北向主干路仅2 条，东西向道路仅花冠路1 条，整个区域交通疏解能力有限，此节点长期处于拥堵状态。近期由于地铁占道施工，拥堵指数大幅度增加，考虑一次性解决交通问题，节点改造与地铁附属设施同步实施。

2 控制条件分析

（1）地铁3 号线

车站站厅位于清溪路正下方，平均覆土不足3 m，站厅外廓宽度19.9 m，长466.6 m，设置12 个不对称出入口。轨道交通设计施工在前，站厅承重及覆土深度均未考虑道路改造的需求，因此道路改造禁止对地铁站厅增加额外荷载。

目前主体结构已实施完毕，若配合道路改造对地铁进行二次改造，需要新增2.36 亿元，工期延长20个月。

（2）沿线建筑单位

沿线人行道外侧紧邻小区，楼房结构，单栋建筑面积大于3000 m2，从社会影响角度及项目资金筹措方面考虑，道路改造设计均不能产生拆迁。道路两侧楼房一楼为街区商业，道路改造需要严格控制纵断面设计，避免道路与街区标高产生较大高差。

（3）管线

道路建成年限较长，燃气、电力、通讯、雨污管线错综复杂，目前均敷设于人行道下（见表1）。

表1 现状管线布置一览表

3 节点改造方案设计

3.1 总体布置方案

节点成正十字交叉，由于各象限建筑、地铁及花冠路隧道敞开段长度限制，现状条件仅允许在此设置菱形立交。清溪路设置高架上跨花冠路，高架下部结构采用门架墩，桥台坐落于站厅之外，使桥梁桩基及受力避开地铁结构。

3.2 横断面设计

根据总体布置方案，合理利用红线内现状空间进行横断面设计（见图1）。

图1 道路横断面设计图（单位：m）

桥梁采用整幅式断面，双向4 车道，宽度17.5 m，路缘带宽0.5 m，单车道宽度3.5 m；地面道路横断面布置基本维持现状，布置双向6 车道，布设桥墩处的人行道有效通行宽度4.3 m，满足规范要求。

3.3 桥梁设计方案

3.3.1 桥梁总体布置

桥梁全线采用门架墩，立于人行道，避开车站站厅及出入口。门架墩布设受到地铁出入口不对称分布的限制，跨径布置为3×30 m+（62+58+84+83+83+60+60）m（见图2），多为大跨径。

图2 桥梁总体布置图（单位：cm）

由于桥梁跨径较大，为降低上部结构重量，减少梁高，上部结构全部采用外形简洁美观、抗弯抗扭刚度大的钢结构连续箱梁，横梁外伸至立柱顶部，不再设置盖梁。

桥墩承台顶面埋置深度大于2 m，为相关管线敷设提供条件。

3.3.2 高架景观设计

桥梁位于城市中心，加之花冠路为市重点景观大道，高架景观设计尤为重要。

高架为大跨径钢箱梁结构，目前钢箱梁结构形式比较成熟，无法做较大改变。景观设计主要针对盖梁、墩柱及声屏障形式，箱梁景观采用喷涂彩绘进行装饰（见图3）。

图3 桥梁景观设计图

（1）桥墩、盖梁

盖梁采用多曲线切割，形成层次感，削弱体量，远看其轮廓好似贵阳古建筑的屋盖曲线。桥墩的整体造型与盖梁呼应，为花瓶墩，通过刻槽和切角，表现出其精致优美的特点。

（2）箱梁体侧

梁体侧面彩绘来源于当地的山水特点，以水元素为主题，通过喷涂深深浅浅的蓝色波纹，丰富梁体的色彩，呼应“山水交融”的设计主题。

（3）声屏障

造型来源于当地山水景观，波浪形的隔音板连绵向前，具有律动感，在透明的透光板的衬托下，犹如一幅秀美的山水画卷。

3.4 管线工程

该项目现状管线均敷设于人行道下，桩基及承台施工前需要将管线迁改至车行道上。为了便于检修并保证行车的舒适性，通常市政管线敷设于人行道下，但该项目管线较多，桥下中分带较短，两侧人行道宽度不等，在桥墩位置的人行道宽度不足3 m，无法完全布置除雨污水之外的管线，并且回迁费用较高。从经济技术及现场实际情况考虑，将允许弯折的电力、综通敷设于人行道下承台所预留的空间，其余管线敷设于地面辅道（见图4）

图4 管线综合横断面设计图（单位：cm）

4 桥梁施工对在建地铁影响分析

桩基布置于车站站厅两侧，Pm8 处桩基与车站主体结构水平距离最小，仅3 m，垂直方向桩基底面低于车站主体结构底标高3 m。根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T 202—2013），桩基及承台施工与地铁的接近程度属于“非常接近”，影响分区为“强烈影响区”。

采用Midas GTS NX 建立二维地层- 结构模型（见图5）对Pm8 桩基承台进行分析，模型x 方向即桥梁横向取140 m，y 方向即桥梁纵向取75 m，基本能消除边界影响。分析桩基施工、基坑开挖、承台及墩柱施工、基坑回填、上部结构施工5 个施工阶段对车站的变形影响。

图5 桥梁工程二维计算模型图

根据二维数值计算分析结果可知（见表2），桥梁施工期间，车站结构整体表现为下沉（1.983 mm），最大水平位移0.093 mm，均小于《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T 202—2013）控制值及预警值[2]，即既有车站结构的安全可控。

表2 各施工阶段地铁车站结构变形结果

5 结语

老城区城市主干路改造涉及专业多、内容广，加之与轨道交通交叉施工，改造难度更大，一体化设计施工的理念尤为重要。以贵阳某项目为例，城市道路改造与轨道交通一体化设计施工有以下优点：

（1）工程具有可实施性。对地铁产生影响的土建项目外部作业，必须与地铁结构保持一定安全距离，尤其是营运期间的地铁，控制保护安全距离较大，且一旦发生事故后果严重。

（2）经济合理性。道路改造与地铁施工同步进行，避免管线迁改、施工围挡、路面恢复等工程产生二次费用。

（3）社会影响小。道路改造工程根据地铁施工进度合理进行施工组织，在地铁占道施工期间进行道路改造分部工程，可极大缩短施工工期，减少占道施工造成的拥堵时间，减少社会影响。