长距离高架桥下部空间交通改善方法研究——以二环线武昌段为例
2014-03-05车丽彬聂立力
车丽彬，聂立力，何 丹
（1.武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北武汉 430023；2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉 430010）
0 引言
城市快速路是城市道路交通的主动脉，主线高架桥结合地面辅路是城市快速路的常用断面形式之一，其能在有限的道路红线范围内，充分利用空间，增大交通供应，弥补城区道路交通用地的不足，是缓解日益增长的交通供需矛盾的主要建设方式。伴随着大量高架桥的建成，桥下空间也随之形成并迅速增多，成为城市及其周边的一种新的土地利用形态和空间形式。但由于目前国内对于桥下空间的规划利用及管理缺乏统一的规范体系和技术标准，桥下空间利用不合理的现象普遍存在，特别是双柱式长距离高架桥下部空间仅作为绿化空间，在一定程度上背离了建设高架桥以提升道路通行能力的初衷。本文试图以二环线武昌段长距离高架桥下空间利用，探讨桥下空间利用实态与影响要素，为更合理地优化长距离高架桥下空间利用提供参考和依据。
1 长距离高架桥下部空间概述
长距离高架桥多为城市高架快速路，在形态上显现出连续、线性的特征，如武汉的三环线、二环线以及白沙洲大道、雄楚大街等以高架为主的环线及放射线。根据桥梁的立墩位置，可分为道路中央式、道路单侧式、道路边缘式、单独存在式；根据桥墩的形式，可分为中央单柱式、中央双柱式、两侧双柱式等。本文主要研究道路中央双柱式长距离高架桥。
长距离高架桥下部空间具有派生空间、边角空间、劣势空间、公共空间[1]等特征，这在很大程度上决定了其利用的被动且效率也相对较低。长距离高架桥下部空间资源的合理利用涉及桥墩、车行道、非机动车道、绿化带、人行道等断面布置的众多因素,在提高桥下空间利用率等目标的基础上,需遵循以下原则。
（1）桥下空间利用交通优先。
桥下空间可被用作交通设施、城市管理用房、商贸用房和施工临时占用等。交通设施又分为停车场、调头车道、左转待转区和行人二次过街设施[2]。高架桥一般位于城市主干路,应充分考虑优先布置交通设施,为桥下交通流组织提供便利,提高桥下路段及平面交叉口通行能力。
（2）交通利用机动车优先。
在城市中修建高架桥是解决道路车流交叉冲突、提高通行能力的有效方法，桥下空间的利用也应以机动车优先，符合建设高架桥以提升道路通行能力的初衷[3-4]。
在此原则下，结合二环线武昌段探讨如何有效利用高架桥下部空间。
2 高架桥下部空间交通改善方法探讨
2.1 总体情况
武汉市二环线全长52 km，围成面积184 km，占主城区面积的27%，是新一轮《武汉市城市总体规划（2006～2020）》中确定的“四环十八射”快速路系统的重要组成部分。
二环线武昌段（武咸公路—雄楚大街立交）西起武咸公路，东到芦湾湖立交，然后折向北至雄楚大街，全长约8.64 km，红线宽60～70 m。全线按照主辅路形式进行建设，双向主线6车道、辅路6车道，主线设计车速为50～60 km/h，辅路设计车速30～40 km/h。其中高架段长约5.04 km，通道段长1.54 km，地面段2.06 km。全线共设置1对上下桥匝道、6对进出口及2座互通式立交（八坦立交、卢湾湖立交）[6]。图1为二环线武昌段走向及立交布置图。
图1 二环线武昌段走向及立交布置图
2.2 高架桥下部空间利用情况分析
规划方案为地面辅道双向6车道（见图2），地面辅道车行道总宽32 m。在8 m宽中央绿化带内立墩，桥墩内不设车道，桥墩外侧地面辅路车道宽度组成为2×3.75 m+3.5 m。
为充分利用桥下空间，在规划方案的基础上，不压缩人行道、非机动车道和侧分带，按“增加车道，适当压缩车道宽度”的思路，在桥墩间布置1～2车道。结合交通组织对高架桥下部空间利用方案进行分析。
2.2.1 桥墩间布置1车道
2.2.1.1 断面布置
地面辅道车行道总宽32 m不变，布置7车道。桥墩拉开后，设置1车道，车道宽度为3.5 m；桥墩外侧辅道车道仍保持双向6车道，车道宽度相应压缩，辅道车道宽度组成为3.75 m+2×3.5 m。具体布置如图3。
2.2.1.2 交通组织分析
桥墩间布置的1个车道交通组织有3种方式。
（1）全线单向通行（方案一）
桥墩中间1车道设置为全线单向通行，则地面辅道7个车道的车道组成为“3+4”模式，但该车道布置于上行一侧还是下行一侧需交通流量的分配作为依据。根据现有交通资料，上下行两侧流量无明显差异，按此模式布置会导致车道布置不均衡，且道口交通组织较困难。
（2）潮汐车道（方案二）
图2 6车道（桥墩间无车道）方案（单位：m）
图3 7车道（桥墩间单向一车道）方案（单位：m）
“潮汐车道”是指根据早晚交通流量不同情况，通过车道灯的指示方向变化，控制车道行驶方向。但是，在桥墩之间设置潮汐车道，车辆需在桥跨间穿行，故无法设置隔离措施，行人横穿会较为严重，交通安全性较低，交管难度较大，地面无法施划箭头，同时公众使用潮汐车道也需熟悉过程。
（3）道口单向左转（方案三）
桥墩中间1车道设置道口左转道，将两地面道口间的桥墩间车道一分为二，通过标牌标线的提前提示将路段上进入道口的左转车辆引入桥下的左转道，相应提高了路段的通行能力，减少道口排队长度。
2.2.2 桥墩间布置2车道
2.2.2.1 车道布置
地面辅道车行道总宽32 m不变，布置8车道。桥墩拉开后，设置2车道，车道宽度为2×3.25 m。桥墩外侧辅道车道仍保持双向6车道，车道宽度相应压缩，辅道车道宽度组成为3×3.25 m。压缩大车车道至3.25 m，突破了国家规范3.5 m的要求，但符合《武汉市城市道路车道宽度技术规定》（WJG 215—2012）中车道宽度的规定。具体布置如图4。
2.2.2.2 交通组织
桥墩间布置的2车道使用方式有以下2种。
（1）双向通行（方案四）
桥墩拉开后在桥墩间布置双向2车道对向通行，路段上转向交通需频繁进出，降低通行能力。同时对向车无分隔，安全性差，单向仅一个车道容易堵塞；在道口处车道分隔，组织不便。
（2）道口单向双左转通行（方案五）
同桥墩中间一车道情况相同，将两地面道口间的桥墩间车道一分为二，通过标牌标线的提前提示将路段上进入道口的左转车辆引入桥下的左转道，相应提高了路段的通行能力，减少道口排队长度。
2.3 交通流量
根据交通流量预测[6]，2020年二环线武昌段路段高峰小时流量约为4 200～6 300 pcu/h。地面辅路路段高峰小时流量为700～2 100 pcu/h，地面辅路路口高峰小时交通流量如表1所示。
交通流中各类交通方式如表2所示。
表1 2020年地面路口高峰小时交通量
表2 2020年二环线汉口段交通方式比例（标准车）
根据交通预测结果，上下行交通流量无明显的差异，路口左转交通量普遍较大，具体转向流量见二环线武昌段方案论证。
2.4 VISSIM交通仿真及分析
2.4.1 仿真结果
使用VISSIM软件对二环线武昌段各种断面布置进行仿真分析，建立路网模型，赋予相应的路网流量，在起止段设置区间运行时间的测量器、路口设置节点检测器，具体结果见表3。
表3 不同方案下平均路口延误仿真结果（单位：s）
图4 8车道（桥墩间单向两车道）方案（单位：m）
表3可以看出，桥墩间布置2车道（8车道），采取双左转的交通组织方式时（方案五），交通运行效果最好，路口平均延误时间短。
2.4.2 交通分析
根据仿真结果，地面辅路的交通运行状况与断面布置形式、交通组织、交通流量有着密切的关系。主要有以下表现。
（1）当路口及路段通行能力已满足交通需求时，规划方案路段运行通畅，路口延误较小；在通过改变布墩方式和缩减车道宽度等途径增加车道数的方法优化后，交通运行状况改善不明显。如青菱—青菱东路段、丁字桥路—珞狮南路段、青菱路路口及芦湾湖立交地面道口。
（2）当路口及路段通行能力无法满足交通需求时，规划方案路段运行较为拥堵，路口延误较大；通过改变布墩方式和缩减车道宽度等途径增加车道数的方法优化后，交通运行状况能得到较大改善。如丁字桥路口、尤李立交地面道口、机场二路—雄楚大街段。
（3）桥墩间车道交通组织方式对辅路交通运行状况有着较大影响。根据仿真结果可以看出，采用对向左转的交通组织方式普遍优于其他几种交通组织方式，这与二环线武昌段交通流特征是相符的。
3 长距离高架桥下部空间利用适用性分析
通过对二环线武昌段的分析，可以看出交通流量、断面布置形式、交通组织方式对地面辅路的交通运行状况均有较大影响。不同交通需求情形下高架桥下部的地面辅道断面布置适应性也是不同的。
（1）当地面辅道车道数满足交通需求时，从交通景观效果、路段交通组织、道口交通组织、视距、对象眩光等方面考虑，应采取中央立墩。
（2）当地面辅道车道数无法满足交通需求时，同时受用地、建筑等影响道路没有条件拓宽。这种情况下，应结合交通需求，在不改变车行道宽度的情形下，利用桥墩间布置车道，提高道路通行能力。桥墩间车道交通组织适用情况如表4所示。
表4 各优化方案适用性分析
4 结语
在不占用行人、非机动车的通行权利和空间的前提下，结合道路交通流特点，合理安排交通组织，充分利用高架桥下空间来提高道路通行能力，在工程规划以及工程实施的各个阶段加以考虑和利用，对国内外类似工程具有极强的借鉴意义。
本次研究，仅对双墩中央双柱式桥下空间利用进行分析研究，其他立墩形式的高架桥桥下空间利用在后续研究中会加以考虑。
[1]戴显荣,饶传坤,肖卫星.城市高架桥下空间利用研究——以杭州主城区为例 [J].浙江大学学报（理学版），2009，36（6）：723-730.
[2]肖开名,苏剑鸣.从城市公共空间角度看待高架桥下部空间利用[J].工程与建设，2011，25（3）：314-316.
[3]谢旭斌.城市立交桥下空间的利用与设计 [J].城市问题，2009（12）：97-101.
[4]孙全欣,冯旭杰,甘恬甜.城市立交桥下空间资源利用的方法研究[J].交通运输系统工程与信息，2011（6）：49-54.
[5]武汉市政设计研究院有限责任公司.二环线武昌段施工图设计[Z].武汉：武汉市政设计研究院有限责任公司，2010.
[6]武汉市城市综合交通规划设计研究院.二环线武昌段方案论证[Z].武汉：武汉市城市综合交通规划设计研究院.2010.
