东南快速通道与铁路交叉设计探析

林秋明

(福州市规划设计研究院 福建福州 350003)

1 研究背景

福州东南快速通道作为一级公路[1]兼城市快速路，在启动项目建议书、工程可行性研究报告等前期研究编制工作之后，路线大通道、大走廊带基本稳定成形。随着初步设计、施工图设计的深入，如何细化分析处理路线沿线交叉节点问题是接下来设计工作的重要内容，即以最小的代价选取安全可靠、经济合理、技术可行的最优工程方案。本文以该项目与铁路分离式交叉为实例，展开探讨交叉节点方案设计，做到设计精细化，工程合理。

2 工程概况

福州东南快速通道路线起点与道庆洲大桥终点顺接，沿线穿越在建福平铁路、上洞江，穿越董奉山隧道，上跨现状福北路、在建福平铁路后设洋布互通，终于规划文松快速路，路线总长度约15km。道路等级为一级公路兼城市快速路，主路设计速度80km/h，双向八车道，辅路设计速度40km/h，设机非分离的双向四车道，标准路段红线总宽度70m，道路标准横断面图如图1所示。

图1 道路标准横断面图

3 交叉节点控制要素

该项目在综合比选拟定走廊带后[2]，考虑上跨或者下穿在建福平铁路时，需同时兼顾主路双向八车道机动车道、辅路双向四车道机动车道和非机动车道以及人行道的要素[3]穿越问题。该项目交叉节点控制要素分析如下：

(1)下穿时应符合一级公路和快速路净高[4]要求，两者取高值净高5m，非机动车道和人行道净空也应满足相关规范要求。

(2)上跨时应符合相应等级铁路界限高度净高要求[5]，根据《200km/h客货共线铁路双层集装箱运输建筑限界》，铁路限界高度(电力牵引)净高需满足7960mm。

(3)道路桥梁桩基与铁路桥梁桩基最小净距应满足大于6倍施工桩径的要求。

(4)道路下穿铁路桥梁安全影响[6]范围的防撞护栏，采用SX级桥梁防撞护栏，道路护栏外侧与铁路桥墩最小净距不应小于2.5m，若不满足，需增加防倾覆措施并进行稳定性验算。

(5)铁路桥梁影响范围内不能穿越易燃、易爆、有毒有害、高电压、强腐蚀等非常规物品的管线。

(6)考虑施工期间铁路桥梁影响范围内，做好铁路桥墩位移和沉降等监测。

(7)下穿铁路时，考虑做好铁路防抛网等专项设计工作，在下穿路段出入口前设置限高架等交通安全措施。

4 交叉方案设计比选

该项目交叉节点，由于受地形条件、党校用地和不可移动文物等控制因素制约，路线与铁路交叉形成一定的夹角，现状中在建铁路桥孔均为32m跨径预制梁，考虑到该项目公路兼城市快速路有主路、辅路、非机动车道和行人等要素一并穿越，拟定如下4种方案进行比选论证。

4.1 方案一：主路上跨、辅路下穿福平铁路(图2)

该方案总造价约27 970万元，其中建安费20 640万元，工程建设其他费用7330万元。

优点如下：

(1)线位受铁路桥墩影响较小，线形指标较高。

(2)道路利用塘屿村和赤屿村之间空地展线，拆迁量较少。

(3)在道路800m范围占地宽度56m，节约用地，占地较省。

缺点如下：

(1)东南快速通道上跨铁路对铁路后期运营干扰影响较大。

(2)该段铁路处设计标高21m，为满足铁路净空要求，东南快速通道主路设计标高不小于33m，而现状地面标高约4m，高架桥高度较高，对城市景观不利，同时到主辅路出入口位置较远。

(3)与福平铁路交叉角较小，跨铁路桥梁跨径50m，造价较高。

(4)上跨铁路施工安全风险大，且施工协调难度较下穿大。

图2 方案一比选示意图

4.2 方案二：主路和辅路均下穿福平铁路(图3)

主路和辅路分4孔下穿福平铁路(道路红线最宽处约100m)，该方案总造价约34 228万元，其中建安费16 238万元，工程建设其他费用17 990万元。

优点如下：

(1)东南快速通道下穿铁路对铁路后期运营干扰影响较小。

(2)下穿铁路路段经过线位优化调整，与福平铁路交叉角度加大至55°，道路视距条件较好。

(3)充分利用铁路桥墩间位置下穿铁路，节省造价。

(4)下穿铁路有利于与铁路相关部门沟通协调，利于加快该项目实施进度。

缺点如下：

(1)受福平铁路桥梁跨径(每孔跨径均为32m)限制，东南快速通道下穿需要分主路左、右幅，左辅道和右辅道分别下穿4个铁路孔径，线形指标稍差。

(2)在道路分幅路段占地宽度100m，占地较大，拆迁量增大。

图3 方案二比选示意图

4.3 方案三：主路和辅路均下穿福平铁路(分2孔下穿，主辅路机动车道门架式整体下穿)

如图4所示，主路和辅路分4孔下穿福平铁路(道路红线最宽处约84m)，该方案总造价约33 407万元，其中建安费16 238万元，工程建设其他费用17 169万元。

优点如下：

(1)东南快速通道下穿铁路对铁路后期运营干扰影响较小。

(2)下穿铁路路段经过线位优化调整，与福平铁路交叉角度加大至55°，道路视距条件较好。

(3)充分利用铁路桥墩间位置下穿铁路，节省造价。

(4)下穿铁路有利于与铁路相关部门沟通协调，利于加快该项目实施进度。

(5)辅路机动车道随主路整体下穿，占地略省，拆迁量略小。

缺点如下：

(1)主路和辅路采用门架式一同下穿福平铁路，视距条件稍差。

(2)在道路分幅路段占地宽度84m，占地稍大。

图4 方案三比选示意图

4.4 方案四：主路和辅路均下穿福平铁路(图5)

主路和辅路分左右两幅下穿福平铁路，该方案总造价约32 762万元，其中建安费16 238万元，工程建设其他费用162 524万元。

优点如下：

(1)线位受铁路桥墩影响较小，线形指标较高。

(2)东南快速通道下穿铁路对铁路后期运营干扰影响较小。

缺点如下：

(1)需要取消福平铁路2处桥墩，并变更铁路桥跨为2孔64m，需征求铁路相关部门意见，变更审批难度大，周期长，影响该项目设计进度。

(2)目前铁路桥墩已完成施工，造成铁路设计变更，施工浪费，增加工程造价，近期协调难度极大。

(3)在道路分幅路段占地宽度78m，占地较大，拆迁量增大。

图5 方案四比选示意图

4.5 比选优化结论

综合上述方案，考虑周边控制因素并沟通协调铁路部门意见，从线形指标、征地拆迁、工程造价和铁路桥墩等影响方面利弊综合，本次交叉方案拟选定方案三，即主辅路机动车道门架式分两孔下穿，并优化设计布置，满足下穿净高要求。经现场踏勘，优化后的布置示意图如图6所示，节点下穿效果图如图7所示。

图6 推荐优化方案示意图

图7 方案节点下穿效果图

5 结语

该项目为一级公路兼城市快速路，标准段红线宽度70m，横断面要素较多，不能仅仅考虑一般情况下公路的机动车道下穿分幅，还要考虑非机动车、行人要素和管线综合等要素，如何在有限的用地范围，保证横断面各要素合理穿越在建铁路，对现状用地受地形等条件制约提出了更高的要求，本文通过比选论证提出解决方案，即将70m标准横断面宽度通过门架式上下两层布设方案，穿过铁路两孔32m桥跨，既从空间上解决问题，又能使得项目安全合理，工程可行，节约投资。