新型有轨电车交叉口一体化设计

姬 霖

(广州地铁设计研究院有限公司， 广州 510010)

新型有轨电车交叉口一体化设计

姬 霖

(广州地铁设计研究院有限公司， 广州 510010)

新型有轨电车系统多采用地面敷设，交叉口是设计的关键节点，需要各专业密切配合，进行一体化设计。以广州海珠新型有轨电车试验段为例，从工程设计、交通工程设计、交通秩序管理和安全设施等方面提出目前交叉口设计中应注意的相关问题。在工程设计方面，需考虑线路与道路、轨道等各专业的协调配合，实现工程的合理可行性；在交通工程设计方面，以尽量减少对既有交通的影响为原则，综合考虑路口渠化、交通控制、交通组织等方案，提高路口的通行能力；在路口交通秩序管理和安全设施方面，应重点考虑人行过街设施、设置相应的标志标线等，保证交通的有序及安全。只有通过上述3个方面的系统化设计，才能实现交叉路口功能最优化。

有轨电车； 道路； 路基； 工程设计； 交通控制； 交通秩序管理； 安全设施

中低运量公交系统是城市公共交通的重要组成部分，新型有轨电车系统是中低运量轨道交通的一种制式。有轨电车主要在地面行驶，与道路系统共享资源，交叉口是车流、人流最大的冲突点，对有轨电车的运营效率有重要影响[1]，是设计的关键节点，需要线路、道路工程、交通工程、轨道、排水等各专业密切配合、协同设计。本文以广州海珠新型有轨电车试验段为例，对有轨电车交叉口一体化设计进行深入研究。

1 广州海珠新型有轨电车试验段概况

海珠新型有轨电车试验段(以下简称海珠试验段)为广州市第1条有轨电车线路，已于2014年12月31日开通运营。项目东起于万胜围站，西止于广州塔站，长约7.7 km，设11座车站，1座停车场。图1标注出了海珠试验段与道路相交的4处节点。

图1 海珠试验段与道路相交节点示意Fig.1 Intersections of Haizhu test section crossing roads

2 工程设计方案

2.1 路口竖向设计

有轨电车线路主要为地面敷设，对沿线道路及路口的影响较大，尤其以转弯通过交叉口时，相互间的干扰最大。线路设计应综合考虑地形、地物、交通条件和环境配合，从平面、纵断面和横断面3个方面与道路线形进行三维空间尺度协调[2]。

设计中大多存在以下问题：有轨电车线路与周边道路的纵断面控制标准差异大，存在高程不匹配、跳车的问题；地面标高的定测数据量及精度不能满足线路设计要求[3]，使交叉口段的线路设计与既有道路的标高符合度不够，增大了道路填挖方的工程量。

海珠试验段设计此部分的主要思路是：将线路与道路设计结合起来，按照一个有机的整体来考虑交叉口设计，由道路专业首先完成交叉口的竖向设计，并以此为地面数据基础，与线路、排水等专业进行多次的互动，实现交叉口的协调设计。

具体流程如下：线路布设平面后，应由交通工程专业进行路口渠化设计；再由道路专业根据路口实测的地面数据，做交叉口的竖向设计，提供给线路专业。在交叉口竖向设计图中，应根据等高线的体形和疏密清晰地表达交叉口的坡度大小、流水方向及其变化情况。图2为交叉口线路与道路的竖向设计配合图，其中，竖向设计加密了地面数据，便于线路专业进行纵断面设计。线路专业完成纵断面设计之后，提供给道路及排水专业，由其根据线路的标高重新进行竖向设计和排水井设置。3个专业间的反复互动，有助于合理确定线路及道路的变坡点和布置好雨水口，顺接既有道路，减小交叉口的填挖方量，降低工程造价，找到道路与线路都较优化的方案。

图2 新港东路-琶洲塔路交叉口线路与道路竖向设计配合Fig.2 Integratd vertical design for a tram line and a road located at intersection of Newport East Road and Pazhou Tower Road

2.2 轨道与路基设计

有轨电车在交叉口内为共享路权，为了和交叉口拟合，即使线路存在曲线，转弯处也基本不设置超高。部分城市在有轨电车轨道与沥青混凝土接缝处，用沥青混凝土直接包裹钢轨，导致轨道的支承刚度大大提高，使轨道失去弹性，从图3可以看到，钢轨两侧因列车运行振动，致使路面开裂、下陷。

图4为海珠试验段在钢轨两侧及轨底设置的双块式钢轨护套，这种阻尼减振材料，一方面起到隔离路面混凝土作用，另一方面，阻尼材料本身也能起到一定的减振降噪效果。同时，减振材料上方设置轨顶密封胶，使钢轨护套各部分与钢轨、轨腰护块与沥青混凝土路面黏结紧密，提高轨道结构的弹性，减少路口的路面开裂。

图3 钢轨侧路面开裂Fig.3 Road surface cracking on the rail side

图4 双块式钢轨护套Fig.4 Double block steel sheath

3 交通工程设计

3.1 交通工程设计原则

城市道路的通行能力受控于平面交叉口，而有轨电车的引入，加大了对交叉口通行能力的影响。

在交叉口的规划设计中，应遵循的主要原则：1) 与现状交叉口的交通组织综合考虑，尽量减少对现状交通组织的改变。2) 根据各路口交通流特点和地形特点，优化路口的渠化模式，合理引导各交通流向。3) 对道路时空资源合理分配，提高交叉口的通行能力、减少延误、组织行人安全通过交叉口。

3.2 路口渠化

有轨电车线路沿线会存在较多的相交路口，在做路口渠化时，应充分结合道路交通的实际情况，采取系统化的理念，对各要素进行全面细致的考虑[4]。

以海珠试验段万胜围站站前交叉口为例，路口的规划宽度与现状实施宽度不同，因此设计路口渠化时，应综合考虑道路近远期结合的问题。如图5所示，与新港东路相交的小路近期仅14 m宽，远期宽度规划为70 m，万盛围站靠近路口设置，近期行人通过斑马线过街或进出车站，远期将通过预留的地下通道与地铁站接驳出入。

虽然南北向的规划路为远期实施，但有轨电车的站位需要根据远期路口扩宽的位置进行设置；近期行人过街和进站的斑马线、停车线、信号灯等，也需根据远期过街通道的位置而布设，以减少未来改造的工程量。

图5 万胜围站站前交叉口近远期结合布置Fig.5 Intersection layout for the near and future period in front of Wanshengwei station

3.3 交通组织方案

由于有轨电车的引入，使机动车在沿线部分相交的交叉口被限制左转，影响较大。应结合路网交通功能和需求，整体考虑各交通方式的组织，在禁止左转的同时，在附近区域内选择新的车辆调头位，在提高有轨电车优先性的同时，减少对机动车流的影响。图6为阅江东路与琶洲塔路交叉口设计的调头及左转车流的交通流线图。图中显示，路口禁止转左，但是机动车可以利用西侧科韵路口和东侧路口实现调头和左转，虽然有一定绕行，但是能从整体路网交通组织方面考虑，尽量减少对现状交通组织的影响，保证区域内交通功能的完整。

图6 调头及左转交通流线Fig.6 Traffic flow chart of U-turn and left-turn

3.4 交通控制

地面线路与市政道路的平交口是有轨电车通行的关键节点，因此信号控制策略和相位设计是交叉口研究的重要因素[5]。

为提高有轨电车的运行速度和旅行速度，多采用道口信号优先。但是应根据道路等级、功能定位、现状及规划的交通流量、路口既有的交通控制系统及交警的相关意见，决定交叉口采用绝对优先还是相对优先[6]。

试验段新港东路与琶洲塔路口，新港东路现状为城市主干路，远期规划为城市快速路(近期设计速度为50 km/h )；琶洲塔路现状为城市次干路(40 km/h )；根据客流预测及对有轨电车建成后的交通运行模拟分析与评价，当有轨电车引入后，交叉口服务水平为B级，对道路交通的影响较小，因此在交叉口实行绝对优先。在距离交叉口一定距离的位置埋设信标，通过信标检测列车是否接近交叉口，对交通信号灯进行相位切换，保证列车可以不停车，安全、高效通过交叉口。

此外，有轨电车交叉口还需根据路口的交通流向和流量，做好相位设计，合理调整交通信号控制配时方案，优化信号灯控路口的动态交通组织。主要确定列车通过路口的行车距离、速度、耗时，进而确定有轨电车所需的信号周期与相位时长。

以试验段新港东路与琶洲塔路口为例，考虑列车转向受线路曲线限速的影响，转向通过速度应为曲线限速与道路限速的最小值。表1列出了在该路口有轨电车通行相位的计算和取值。参考道路设计规范[7]及地铁设计规范[8]等，并通过牵引计算模拟，列车以20 km/h速度转弯通过路口，长度约160 m，耗时30 s。有轨电车通过路口前需要进行交通信号响应及转换、平交路口出清车辆及行人(两者共耗时13 s)、有轨电车司机的反应时间(按2 s考虑)，因此，列车通过试验段该类型路口所需相位时间为45 s[9-10]。

表1 有轨电车通行相位计算及取值

相位设计应在既有交通相位的基础上设计。图7为新港东路与琶洲塔路口的交通组织示意图。图中显示路口现状无左转车流，只有直行和人行2个方向。但有轨电车在路口为右转或者左转，需设置专用相位，在不冲突的基础上，将人行相位穿插在相位中(见图8)。最后，考虑有轨电车在路口的运行时间、信号响应时间、司机反应时间与车辆出清路口预留部分富余等，综合确定各相位的时间比例。表2为有轨电车平交路口相位需求计算。

图7 新港东路-琶洲塔路交叉口交通组织示意Fig.7 Traffic organization at intersection of Newport East Road and Pazhou Tower Road

图8 新港东路-规划路信号相位设计示意Fig.8 Signal phase design of intersection of Xingang East Road and Planning Road

表2 有轨电车平交路口相位需求计算

4 路口交通秩序管理和安全设施设计

4.1 行人过轨设施

有轨电车车站内的人行过轨区的设置要结合现状人行过街通道、客流节点、重点区域与车站的位置等综合考虑，同时考虑行人行走习惯，避免过轨区的间隔较远。当车站放在路口时，可以和人行斑马线合并设置，但也要以人为本，根据路口具体情况灵活处理。

图9为海珠试验段琶洲塔路与新港东路交叉口的人行系统设计图，图中显示过轨区与人行斑马线没有合并设置。因现状条件限制，琶洲塔站不能移至路口前，由于路口过街距车站较远，因此结合车站的过轨要求，在站端再次设置人行过轨区。经分析，两个过轨通道如合并到站端，则停车线也需一并后移，拉大了交叉口的范围，使机动车过路口的时间过长；如合并到路口，则站内人流过轨的距离过远，因此，从以人为本的角度考虑，在琶洲塔路上设置了2个过轨区。同时，这两个过轨区设置为相同相位，以减少对交叉口通行能力的影响。

图9 交叉口处人行系统示意Fig.9 Diagram of pedestrian system at the intersection

4.2 标志标线设计

交叉口的车流人流冲突较多，应补充设置有轨电车专用的标志、标线和信号灯等交通设施，对有轨电车车道进行明确指示，对其他各交通流向进行引导。保证增加有轨电车后，交叉口的通行仍然保持通畅。

在设计时，需注意以下原则： 1) 有轨电车的标志标线需在市政道路的标志基础上进行合理修改，保证既可对各车流起到指引的作用，同时又与既有标志标线有一定区分，避免产生误导。2) 明确区分有轨电车专用灯和机动车信号灯，避免有轨电车和社会车辆相互干扰。3) 本着以人为本的原则,人车分离,人行过轨区应设置相应的指示和警示的标志标线，规范及引导行人安全通过交叉口。

在海珠试验段交叉口的设计中，改造了路口的标志标线，并增设了专用的标志标线：图10为海珠试验段在各交叉路口设置的电车专用信号灯，用于指示电车运行，信号灯下设置了“电车专用”辅助牌，清晰明确；图11为在交叉口前设置的有轨电车的指示标志，提醒行人或社会车辆，注意前方有有轨电车通行；图12为在交叉口位置，有轨电车通行区域涂划黄色网格线，提示有轨电车的运行范围，禁止社会车辆在此范围内停留。

综上所述，在工程设计方面，需考虑线路与道路、轨道等专业的协调配合，实现工程的合理性和可行性；在交通工程方面，以尽量减少对既有交通的影响为原则，综合考虑路口渠化、交通控制、交通组织等方案，提高路口的通行能力；在路口交通秩序管理和安全设施方面，应重点考虑人行过街设施、设置相应的标志标线等，保证交通的有序及安全。图13为各专业经过上述的协调设计后，最终形成的新港东路与琶洲塔路交叉口的设计总图。

图10 电车专用信号灯Fig.10 Tram special lights

图11 有轨电车的指示标志Fig.11 Tram sign

图12 交叉口涂划网格线Fig.12 Marsking grid lines at intersection

图13 新港东路-琶洲塔路交叉口设计总图Fig.13 Master design of intersection of Newport East Road and Pazhou Tower Road

5 结语

有轨电车地面线的引入影响，不是简单的在既有道路上的叠加，要结合道路交叉口整体考虑，除了保障自身的通畅运行外，尽量减少对现状交通组织的改变，尤其对人行系统要从细节考虑，体现以人为本。只有从工程设计、交通工程设计、交通秩序管理和安全设施等方面进行因地制宜的系统化设计，才能保证交叉路口功能最优化,从而通过有轨电车的建设，实现对沿线道路交通的引导与整合。

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IntegratedDesignofIntersectionforNewTrams

JILin

(Guangzhou Metro Design & Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510010)

As new trams are mostly laid on the ground, the intersection is the key node in the design. The intersection design requires professional cooperation with each other in order to reach an integrated design. This paper takes the test section of the new trolley in Guangzhou as an example, and puts forward the relevant problems in the design of intersections from the aspects of engineering design, traffic engineering design, traffic order management and safety facilities. In the engineering design, it is important to consider the coordination among rails and roads, tracks and other professional systems to achieve the rational feasibility of the project; in terms of traffic engineering design, it is advised to minimize the impact on the existing traffic as a principle, and take into account the intersection of channelization, traffic control, traffic organization and other programs to improve the capacity of the junction; in the intersection of traffic order management and security, focus should be given to pedestrian crossing facilities, setting of traffic markings and signs, etc., to ensure the orderly and safe transportation. The intersection function is expected to be optimized by way of systemic design in line with the improvement in the above-mentioned areas.

trams; roads; embankment; engineering design; traffic control; traffic order management; safety facilities

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.06.022

U231

A

1672-6073(2017)06-0117-06

2017-05-02

2017-05-16

姬霖，女，硕士，高级工程师，从事交通规划、轨道交通线路及市政设计，jilin@dtsjy.com

(编辑：曹雪明)