交通枢纽接驳高架匝道设计关键问题探讨

2018-08-18左伟平

城市道桥与防洪 2018年8期

左伟平

（中国铁路设计集团有限公司，天津市 300251）

1 交通特性分析

高架匝道是综合交通枢纽市政配套工程重要分支之一，有机地将综合交通枢纽与周边路网贯通一体，在功能上可实现送客车辆快速到达枢纽，同时车辆从各个方向都可以较快进入匝道，实现功能性和便捷性的统一[1]。因此，高架匝道是连接外部路网的需要，是实现综合交通枢纽“零换乘”功能的需要，是车辆快速进出站的需要，对于提高综合交通枢纽客流承载能力，实现综合枢纽快速发展，推动城市经济发展具有重要作用。

交通换乘是综合交通枢纽的核心功能。以高铁站为核心，打造以地面、地下、铁路、长途、出租、社会车辆组成的综合交通换乘中心，形成快捷高效的综合交通体系，通过各交通方式间的换乘，实现客流的转移和疏散，满足交通枢纽集散、引导的基本功能。

1.1 交通运行特征

送客车辆在高架落客平台上要完成停车、落客、驶离等一系列操作，基本可以分为6个阶段：从地面道路减速进入高架匝道、进站匝道匀速行驶、高架平台上停车落客、启动加速驶离落客平台进入出站匝道、出站匝道匀速行驶、从出站匝道加速进入地面道路。由此可以看出，车辆在完成一次送客过程需要两次减速、匀速、加速行驶，一次停车，在有限长度的高架匝道范围内交通运行特征极为复杂，同时还存在换道交织现象，并需时刻注意观察落客平台上的进站旅客[2]。

1.2 交通组织思路及原则

高铁站综合交通枢纽以保证各种交通“快速、畅通、简洁、高效”为基本原则。枢纽客流优先，优先保障主线车辆快速通行；上下匝道车流顺畅原则，减少对上下匝道车辆干扰；道路功能分工原则，划分进出站主通道，简化交通流线，提高通行效率；地面道路改造后通行空间不减少。图1为某高铁站进、离站车辆交通流线图。

图1 某高铁站进、离站车辆交通流线图

2 设计标准的选择问题

综合交通枢纽接驳高架匝道车辆交通特性，既不同于一般城市道路，也不同于城市立交匝道，现行城市道路相关规范对此部分也没有明确的规定。笔者认为设计标准选择主要从两个方面考虑。一是要满足各种控制因素，比如线形符合站前广场的整体路网规划、桥墩基础布置不影响地下停车场、跨越站前地面道路满足净空要求、积雪冰冻地区还需考虑最大纵坡等。二是尽最大能力保证车辆安全及行车舒适性。由于送客车辆在落客平台需停车送客，速度过大不但停车困难而且对进站旅客安全也不利[3]。

综合交通枢纽接驳高架匝道分别连接周边城市道路、高架落客平台，其功能主要解决进出站车辆行驶的局部交通问题，以服务功能为主，与城市支路相似。因此，其设计速度可参照城市支路中的40 km/h、30 km/h、20 km/h来选择，具体应根据远期预测交通量、枢纽站房场地控制条件等因素综合确定。

3 高架落客平台

高架落客平台是综合交通枢纽的关键部位之一，其设计合理与否直接影响整个综合交通枢纽的使用功能。

3.1 车道组成问题

高架落客平台一般由贯通车道、落客车道、行车道、落客平台等组成。落客车道上车辆需要停车，乘客下车，考虑乘客下车开车门的需求，落客车道宽度较普通车道适当加宽，通过调研建议落客车道宽度采用4 m为宜。贯通车道有两个功能，一为过路车辆行驶使用，二为落客车道上车辆落客后，车辆返回贯通车道驶离落客平台，宽度一般取3.5 m。落客平台为供乘客下车后的短暂滞留区，也可起到车道隔离作用，宽度取2～4 m。从车道使用功能可以看出，贯通车道、落客车道是落客平台不可或缺的，具体车道组成与分配还需根据远期预测交通量计算分析后确定。图2为某落客平台布置方案。

图2 落客平台车道布置方案图

3.2 长度计算方法

落客平台平面形状基本是由站房造型决定的，其长度与远期高峰小时吸引送站车辆数有关，可按下列公式计算[4]：

式中：L为落客平台理论计算长度，m；Q为远期高峰小时吸引送站车辆数，辆；t为停车落客时间，一般取35～45 s；b为落客泊位长度，一般取8 m；k为弹性系数，一般取1.5～2。

某高铁站远期高峰小时西广场吸引送站车辆共计514辆，东广场吸引送站车辆共计357辆。根据其他城市高铁车站送站落客时间调查结果，送站落客平均停车时间约为40 s，则西广场需要下客泊位12个，东广场需要下客泊位8个。考虑乘客到达和离开相互干扰、车辆进出时间的波动性等因素，高峰时段下客泊位弹性系数取2，则西广场落客泊位长度最短需12×8 m×2=192 m，东广场落客泊位长度最短需8×8 m×2=128 m。

4 高架匝道应考虑的控制因素

4.1 平纵线形特点

一般来讲，这种接驳高架匝道线形较为简单，控制因素也不繁多，但往往受站前广场规划或周边路网限制，平面线形多为U或X型。参阅相关文献，笔者结合实践经验建议：最小圆曲线半径不应小于30 m，最大纵坡不宜超过4%。

4.2 高架匝道引道坡脚至平交口停车线距离问题

高架匝道布置一方面要满足进出站车辆快进快出的需求，另一方面不能影响站前广场城市主路的交通功能。匝道设置过密，分合流过于频繁，就会影响主路交通；匝道设置过少，使得交通流量过分集中于一个交叉口，造成交叉口极度拥堵，高峰时段就会出现“地面交通上不去、高架交通下不来”的情况。因此，匝道坡脚至交叉口停车线距离是一个重要的设计参数。该距离是否合适，直接影响地面交通及进出站车辆的正常运行。

离站匝道（下匝道）坡脚至交叉口停车线的距离是由红灯期间车辆排队长度和车辆转换车道所需的交织长度两部分组成，进站匝道（上匝道）坡脚至交叉口停车线的距离只需保证车辆交换车道所需的交织长度即可。

红灯期间车辆排队长度可按下列公式计算[5]：

式中：LN为红灯期间车辆排队长度，m；Ns为一条直行车道的设计通行能力，pcu/h；tc为信号周期，s。

车辆转换车道的交织长度可按下列公式计算：

式中：L交为交织长度，m；S为所需交织转换的最大车道数，条；v为设计速度，km/h；t为交织交换一条车道的时间，s，一般取 4～6 s。

如果基础资料不齐全或者无法通过上述公式计算时，笔者建议：离站匝道（下匝道）坡脚至平交口停车线距离不应小于100 m，进站匝道（上匝道）不应小于50 m。当不能满足这个距离要求时，可以通过提前设置相关交通标志来引导或对地面交叉口进行拓宽改造，并设置专用的左转车道、直行车道、右转车道。

4.3 车道数问题

车道数是根据远期预测交通量来确定的，但笔者认为即便单向单车道的高架匝道通行能力能满足远期交通需求，也需要从以下角度考虑：（1）匝道长度若超过300 m；（2）高架匝道引道坡脚距与地面道路交叉口距离不足可能会造成车辆排队，需增加蓄车空间；（3）纵坡采用极限值，平面采用小半径圆曲线，设置双车道可以增加行车安全[6]；（4）应急救援车辆等大型车通行需求；（5）单向双车道匝道净宽采用8 m，而规范规定单向单车道最小匝道净宽为7 m，仅从匝道宽度方面增加的工程规模不会太大[7]。因此，高铁站综合交通枢纽接驳高架匝道宜采用单向双车道，具体如下：0.5 m（护栏）+0.5 m（路缘带）+3.5 m（行车道）+3.5 m（行车道）+0.5 m（路缘带）+0.5 m（护栏）=9 m。