大同南中環(huán)快速化改造工程總體設(shè)計

麻 樂

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

0 引言

隨著城市的發(fā)展，大同市御東新區(qū)功能及設(shè)施逐步完善，御東與御西片區(qū)的溝通加強(qiáng)，南中環(huán)地面道路難以滿足城市東西向交通需求。大同南中環(huán)快速化改造工程將大同云岡機(jī)場、高鐵南站、綜合客運(yùn)站及商業(yè)區(qū)串聯(lián)起來，形成大同市東西向城市快速路。改造工程完成后，可提高交通樞紐的快速集散能力，也將城市東西向長遠(yuǎn)距離交通快速剝離出來，實(shí)現(xiàn)快慢分離，可提高大同市的城市綜合競爭力，促進(jìn)大同市經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展。圖1為項(xiàng)目地理位置圖。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

1 現(xiàn)狀建設(shè)條件

1.1 南中環(huán)道路現(xiàn)狀

現(xiàn)狀南中環(huán)分為御西段和御東段兩段，均為地面城市主干路，雙向8車道，設(shè)計速度為50km/h，紅線寬50m，御西段中央分隔帶寬5m，御東段中央分隔帶寬9m（見圖2、圖3），現(xiàn)狀道路路面狀況較好（見圖4）。

圖2 南中環(huán)（御西段）現(xiàn)狀道路斷面（單位：m）

圖3 南中環(huán)（御東段）現(xiàn)狀道路斷面（單位：m）

圖4 南中環(huán)道路現(xiàn)狀

1.2 南中環(huán)重要節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀

（1）南中環(huán)開源橋

現(xiàn)狀南中環(huán)開源橋?yàn)殡p向8車道跨河橋，橋梁寬41.5m，為人字型索塔斜拉橋，橋長276m?，F(xiàn)狀主橋施工完成。

（2）御河西路節(jié)點(diǎn)

南中環(huán)與御河西路設(shè)計為苜蓿葉全互通立交?，F(xiàn)狀御河西路西半幅立交匝道已施工完成，東側(cè)立交匝道正在施工中。立交主線為雙向8車道，匝道為單車道匝道。

（3）御河?xùn)|路節(jié)點(diǎn)

南中環(huán)與御河?xùn)|路設(shè)計為苜蓿葉全互通立交，現(xiàn)狀立交施工完畢。立交主線為雙向8車道，匝道為單車道匝道。

南中環(huán)開源橋及兩側(cè)現(xiàn)狀見圖5。

圖5 南中環(huán)開源橋及兩側(cè)現(xiàn)狀圖

（4）大同高鐵南站

大同高鐵南站為規(guī)劃高鐵站，位于南中環(huán)太和路至文瀛南路之間的道路南側(cè)，尚未開工建設(shè)。本次方案應(yīng)考慮道路如何與高鐵南站實(shí)現(xiàn)快速銜接，并同期設(shè)計施工。

1.3 南中環(huán)快速路規(guī)劃

根據(jù)大同市快速路網(wǎng)深化研究，大同市快速路網(wǎng)規(guī)劃為“一環(huán)一縱五射一聯(lián)”。“一環(huán)”：G208→南中環(huán)→西環(huán)路→北環(huán)路?！耙豢v”：御河?xùn)|路及延伸線?！拔迳洹保耗现协h(huán)東延、魏都大道南延、同泉路、慶新路西延、北環(huán)路東延。“一聯(lián)”：鴉房聯(lián)絡(luò)線。快速路網(wǎng)規(guī)劃見圖6。

圖6 大同市快速路網(wǎng)規(guī)劃圖

大同市南中環(huán)快速路承擔(dān)了串聯(lián)大同市口泉片區(qū)、古城區(qū)、御東新區(qū)3個主城區(qū)的功能，可增強(qiáng)“兩河三城”的快速溝通，并與大同市高鐵南站快速銜接，滿足了快速進(jìn)出高鐵站的交通需求。遠(yuǎn)期，南中環(huán)東延將與大同云崗機(jī)場連接，為實(shí)現(xiàn)空鐵聯(lián)運(yùn)提供有力保障。南中環(huán)建成后將成為大同市東西向交通流量最大的快速通道。

2 交通分析

2.1 現(xiàn)狀交通量

通過對大同市交通流量的調(diào)查，得到大同市現(xiàn)狀路網(wǎng)交通流量圖（見圖7）。

圖7 大同市現(xiàn)狀路網(wǎng)交通流量圖（單位：pcu/h）

目前，由于南中環(huán)開源橋尚未開通，現(xiàn)狀南中環(huán)路段交通流量并不太大，但隨著高鐵南站的建設(shè)和南中環(huán)快速化改造，以及南中環(huán)-御河西路、南中環(huán)-御河?xùn)|路互通立交的建設(shè)通車，南中環(huán)將是溝通大同市主要交通樞紐的重要通道，因此預(yù)測遠(yuǎn)期，南中環(huán)將是大同市一條流量巨大的重要的交通走廊。

2.2 交通預(yù)測

根據(jù)大同市快速路網(wǎng)規(guī)劃及城市用地規(guī)劃，對大同市全市交通需求進(jìn)行預(yù)測及分析。圖8為大同市交通小區(qū)劃分及交通期望線圖。

圖8 大同市交通小區(qū)劃分及交通期望線圖

根據(jù)預(yù)測結(jié)果得出，南中環(huán)道路2019年斷面高峰小時路段交通量為4432pcu/h，2029年斷面高峰小時路段交通量為6353pcu/h，2039年斷面高峰小時路段交通量為7073pcu/h。

根據(jù)《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ37—2012）有關(guān)規(guī)定，計算得出：

（1）南中環(huán)高架單向3車道通行能力為4550pcu/h，南中環(huán)地面單向4車道通行能力為4320pcu/h。

（2）南中環(huán)高架2019年v/c為0.49，2029年v/c為0.72，2039年v/c為0.81；南中環(huán)地面2019年v/c為0.50，2029年v/c為0.70，2039年v/c為0.79。

根據(jù)交通量預(yù)測及評價，大同南中環(huán)快速化改造按高架雙向6車道、地面雙向8車道建設(shè)，遠(yuǎn)期服務(wù)水平為D級，能夠很好地滿足交通需求。

3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及橫斷面設(shè)計

3.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級及設(shè)計速度[1]

主線高架：城市快速路，雙向6車道，設(shè)計速度80km/h。

地面道路：城市主干路，雙向8車道，設(shè)計速度50km/h。

主線高架平行匝道：設(shè)計速度40km/h。

高鐵站立交匝道：設(shè)計速度30km/h。

（2）凈空要求[1]

主線：不小于4.5m。

地面道路：不小于4.5m。

相交道路主干路：不小于4.5m。

非機(jī)動車道和人行道：不小于2.5m。

3.2 橫斷面設(shè)計原則

橫斷面設(shè)計遵循以下原則：

（1）南中環(huán)現(xiàn)狀線位線形指標(biāo)較高，滿足快速化改造要求，故道路設(shè)計平面線形利用南中環(huán)現(xiàn)狀線形指標(biāo)。

（2）根據(jù)規(guī)劃、現(xiàn)狀建設(shè)條件及交通量預(yù)測結(jié)果，南中環(huán)快速化改造工程采用高架快速路斷面型式。

（3）橫斷面設(shè)計應(yīng)最大化地利用現(xiàn)狀斷面寬度，減少對現(xiàn)狀路面的破壞。

（4）道路標(biāo)準(zhǔn)段不突破現(xiàn)狀紅線寬度，減少征地拆遷面積。

3.3 橫斷面設(shè)計

根據(jù)規(guī)劃及交通量預(yù)測結(jié)果，南中環(huán)快速化改造后，斷面為高架雙向6車道、地面雙向8車道規(guī)模。

標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)計橫斷面：利用南中環(huán)9m寬的現(xiàn)狀中分帶設(shè)置高架橋梁墩柱結(jié)構(gòu)，從而減少對南中環(huán)現(xiàn)狀路面的破壞，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)段高架雙向6車道、地面雙向8車道規(guī)模。南中環(huán)快速化改造設(shè)計橫斷面（標(biāo)準(zhǔn)段）見圖9。

匝道段設(shè)計橫斷面：利用現(xiàn)狀2.25m人行道寬度，3m非機(jī)動車道寬度，1.5m側(cè)分帶及1.75m現(xiàn)狀最外側(cè)車道寬度，將高架橋8.5m寬的平行匝道設(shè)置在現(xiàn)狀地面道路外側(cè)，并且在匝道外側(cè)新增3m人行道和7m機(jī)非共板的輔道，從而實(shí)現(xiàn)匝道段設(shè)置要求。南中環(huán)快速化改造設(shè)計橫斷面（匝道段）見圖10。

圖9 南中環(huán)快速化改造設(shè)計橫斷面（標(biāo)準(zhǔn)段）（單位：m）

圖10 南中環(huán)快速化改造設(shè)計橫斷面（匝道段）（單位：m）

4 總體方案布置

4.1 布置原則

總體方案布置原則：

（1）總體設(shè)計應(yīng)減少對現(xiàn)狀道路的破壞。

（2）匝道布置應(yīng)與地面配套路網(wǎng)結(jié)合，利用路網(wǎng)層層疏解快速路與地面的交通轉(zhuǎn)換流量。

（3）匝道布置型式應(yīng)優(yōu)先考慮先下后上（先出后進(jìn)），減少因匝道車輛出入造成快速路主線交通交織、合流、分流的影響，保證主線交通的暢通。

（4）合理利用現(xiàn)狀交通節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，減少對已有工程的改造。

（5）重要的交通樞紐節(jié)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行立體交叉設(shè)計，充分利用快速路功能，實(shí)現(xiàn)重要節(jié)點(diǎn)交通的快速轉(zhuǎn)換。

4.2 現(xiàn)狀地面道路梳理

高架快速路的匝道布設(shè)應(yīng)充分考慮地面道路路網(wǎng)間距，結(jié)合地面橫向高等級道路設(shè)置平行匝道，從而較好地疏解快速路與地面的交通轉(zhuǎn)換流量。通過現(xiàn)場調(diào)研：現(xiàn)狀南中環(huán)地面道路御西段主干路分布間距較大，平均間距約1.62km；御東段主干路分布間距較小，平均間距約1.2km。南中環(huán)現(xiàn)狀地面道路布置見圖11和表1。

4.3 匝道布設(shè)方案

圖11 南中環(huán)現(xiàn)狀地面道路布置圖（單位：km）

表1 南中環(huán)現(xiàn)狀地面相交道路調(diào)查表

根據(jù)《城市快速路設(shè)計規(guī)程》（CJJ129—2009）出入口設(shè)計章節(jié)要求，出入口間距應(yīng)能保證主線交通不受分合流交通的干擾，并應(yīng)為分合流交通加減速及轉(zhuǎn)換車道提供安全、可靠的條件。設(shè)計速度80km/h的城市快速路，出入口間距應(yīng)根據(jù)不同的形式滿足表2的規(guī)定值[2]。

表2 快速路出入口間距表

南中環(huán)快速路的匝道布置：首先，考慮服務(wù)于地面主干路，從而保證快速路與地面道路交通流量的快速轉(zhuǎn)換，并應(yīng)在主干路兩側(cè)成對出現(xiàn)；其次，應(yīng)根據(jù)高鐵南站與南中環(huán)快速路互通立交的設(shè)置，調(diào)整匝道布設(shè)，兼顧快速路與交通樞紐的快速銜接和快速路與地面交通的轉(zhuǎn)換。

南中環(huán)快速路總里程約15.4km，共設(shè)置14對平行匝道。平行匝道間距約1.1km。南中環(huán)快速路匝道布置見圖12。

5 主要節(jié)點(diǎn)方案

5.1 御河西路立交節(jié)點(diǎn)

圖12 南中環(huán)快速路匝道布置圖（單位：km）

為了減少對現(xiàn)狀道路及立交的改造，并且利用現(xiàn)狀地形地勢，設(shè)計方案設(shè)置了一段地面快速路。永泰南路為大同市老城區(qū)一條重要的南北向主干路，兩側(cè)地塊以人流密集的商業(yè)與居住用地為主。南中環(huán)快速路主線高架上跨永泰南路，地面輔道與永泰南路平交，保證永泰南路的南北貫通。主線高架跨過永泰南路后落地，以地面快速路的形式銜接現(xiàn)狀御河西路立交和開源橋，從而解決高架快速路與現(xiàn)狀御河西路立交的銜接問題。圖13、圖14分別為御河西路節(jié)點(diǎn)總體方案平縱縮圖和交通流線圖。

圖13 御河西路節(jié)點(diǎn)總體方案平縱縮圖

圖14 御河西路節(jié)點(diǎn)交通流線圖

5.2 高鐵南站節(jié)點(diǎn)

南中環(huán)（永安路—文瀛南路）南側(cè)規(guī)劃有大同市高鐵南站，為保證南中環(huán)與高鐵南站交通的快速轉(zhuǎn)換，該節(jié)點(diǎn)設(shè)置為T型組合互通立交，其中南中環(huán)高架4條匝道與高鐵南站二層落客平臺銜接。高鐵南站節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)（太和路—規(guī)劃二路）南中環(huán)主線位于第三層，進(jìn)出場匝道位于第二層。圖15為大同高鐵南站立交總體方案設(shè)計圖。

圖15 大同高鐵南站立交總體方案設(shè)計圖

由南中環(huán)快速路匝道總體設(shè)計方案可知，恒源路東側(cè)與文瀛南路西側(cè)分別設(shè)有1對上下匝道，設(shè)計加入高鐵南站節(jié)點(diǎn)的立交系統(tǒng)后，恒源路東側(cè)上匝道與主線的合流點(diǎn)距高鐵南站西進(jìn)場匝道分流點(diǎn)僅180m，交織距離太短，故將高鐵南站西進(jìn)場匝道分流點(diǎn)向西調(diào)整至恒源路以東約130m處，將原來的先進(jìn)后出匝道出入口型式優(yōu)化為先出后進(jìn)，將匝道組合設(shè)置為“剪刀差”型式，減少分合流交通對南中環(huán)主線交通的干擾。圖16為大同高鐵南站匝道及平行匝道節(jié)點(diǎn)總體設(shè)計圖。

圖16 大同高鐵南站匝道及平行匝道節(jié)點(diǎn)總體設(shè)計圖

6 結(jié) 語

隨著國內(nèi)二三線城市的提升改造，城市新區(qū)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。城市的擴(kuò)展使老路的交通能力受限，城市新老區(qū)之間亟需快速化溝通。

通過大同南中環(huán)快速化改造設(shè)計，對快速化改造項(xiàng)目總結(jié)以下幾條經(jīng)驗(yàn)：

（1）在城市路網(wǎng)前期規(guī)劃階段，應(yīng)充分考慮快速化需求；在近期道路斷面設(shè)計中，應(yīng)在中分帶適當(dāng)預(yù)留遠(yuǎn)期改造空間。

（2）高架快速路匝道系統(tǒng)的布置，應(yīng)充分考慮現(xiàn)狀地面道路布置及重要節(jié)點(diǎn)立交設(shè)置，優(yōu)化調(diào)整匝道布設(shè)。

（3）城市重要的交通樞紐節(jié)點(diǎn)應(yīng)充分考慮與快速路的銜接問題，通過立交的設(shè)置解決快進(jìn)快出的問題。