受铁路和用地制约的新旧城区连接道路方案设计

景立竹，刘冠冲，刘 江

(1.长安大学 特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西 西安 710064；2.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065)

0 引 言

随着中国工业化和城市化进程不断加速，城镇迅速扩张，原有城镇的习惯边界不断被突破，新旧城区之间的空间联系被割裂，可达性差、通勤成本高[1]。为了推动新旧城区联动发展，途径之一是建设大量连通城区的通道[2]。然而在建设过程中，旧城区由于历史原因，征地拆迁问题突出，往往在用地上不能满足建设项目的需求。

为研究铁路和用地制约条件下的新旧城区连接道路方案设计，本文以杨凌区农科路与博学路连接道路穿越陇海铁路方案为实例，从总体设计方案、重要节点设计两方面进行详细论述，为类似限制条件下的市政连接道路方案设计提供经验参考。

1 工程概况及用地现状

陕西杨凌农业高新技术产业示范区(以下简称“杨凌区”)是中国第一个国家级农业高新技术产业示范区，是西安市发展规划的重要组成部分。随着杨凌区的发展，城区不断向南扩张，造成陇海铁路从城区中间穿过，割裂新旧城区空间，也制约了铁路以南的高新产业带动旧城区发展。

1.1 工程概况

为了连通农科路和博学路，需要跨越陇海铁路，如图1所示。拟建道路整体呈南北走向，南侧起点位于西北农林科技大学南校区西门北侧约50 m处，北侧终点位于农科路与康乐路交叉口；高架桥全长约0.9 km；按照规划，采用城市次干路设计标准，设置双向四车道，设计速度为40 km·h-1。

图1 项目现状卫星图

1.2 用地现状

农科路与常乐路交叉口以北路段红线宽度为12 m，设置双向两车道；农科路与常乐路交叉口以南路段为小区内道路，仅6 m宽，如图2所示，两侧分别有科秦小区、鑫科花园2个住宅小区，均为6～9层的多层住宅，建筑之间净距约19.6 m。博学路红线宽度为30 m，设置双向六车道，如图3所示；沿线与渭惠路、博学路平交，道路东侧为西北农林科技大学，西侧为多个住宅小区，小区临博学路一侧有高层住宅楼。渭惠路与博学路交叉口西南角有一栋5层砖砌结构建筑，以及毗邻的2层砖砌结构平房。

图2 农科路现状(长乐路以南小区)

图3 博学路现状(南视)

连通区域内的陇海铁路段为双线铁路，路基基本与地面平齐，铁路用地界范围为18 m宽。

渭惠路南侧紧靠渭惠渠，后者为明渠，仅与渭惠路斜交段为暗渠，是杨凌区重要的灌溉水利设施。

2 总体设计方案

总体设计分为2个阶段，分别确定跨越陇海铁路的形式和确定平纵横设计原则。总体线形方案如图4所示。

图4 总体线形方案示意

2.1 跨越形式

根据道路、铁路等级，按照相关规范，不得采用平交形式。主要有2种以立交形式跨越铁路的方案，即下穿隧道或上跨桥梁。根据现场情况，影响方案比选的因素如下。

(1)工程位于城市建成区，地上建筑物、地下管线状况复杂。

(2)渭惠渠是杨凌区重要的水利设施，避开该设施会导致项目规模增大。

(3)陇海铁路是铁路干线，对施工过程中的沉降控制要求很高。

由于上跨桥梁方案可以合理避开地下管线、暗渠，同时有效控制铁路沉降，因此选择上跨桥梁作为连接道路的跨越形式。

2.2 平纵横设计原则

上跨桥梁拟采用S形曲线接顺2条道路轴线。平面线形以现状道路轴线、高层建筑作为控制；采取尽量绕避多层建筑的原则，但对于影响项目实施的建筑，仍需要有选择地拆除。纵断面采用现状道路高程及纵坡、道路交叉口高程、陇海铁路轨道面高程，结合各级道路、铁路的净空要求作为控制。由于旧城区场地的限制，横断面将充分利用科秦小区、鑫科花园2个小区多层住宅楼之间的19.6 m走廊带，避免在小区产生拆迁。

3 重要节点设计

方案设计平纵横指标应满足相关规范的要求，本文不再赘述基本指标，只针对制约设计的重要节点展开讨论。

3.1 上跨陇海铁路

上跨陇海铁路是本项目的核心节点，与项目规模、平纵线形设计直接相关。

3.1.1 对平纵线形的影响

根据《城市道路路线设计规范》(CJJ 193—2012)中的第10.2.6条，桥跨长度、净高应满足《标准轨距铁路建筑限界》(GB 146.2—1983)的要求。

平面上，上跨铁路路段为缓和曲线，总体与铁路正交，可以帮助控制桥跨规模。

纵断面上，保证铁路红线范围内的净空满足要求。铁路建筑界限为6.55 m，但在实际设计中需要考虑电气化铁路的接触网的净空预留[3-4]。一般情况下，考虑建筑物沉降，电气化铁路净空不小于6.97 m[5]。为满足施工及铁路运行安全要求，按8 m净空考虑，并及时征询铁路主管部门的意见。

3.1.2 对桥梁结构的影响

陇海线是铁路干线，本项目设计应充分考虑施工对铁路正常运行的干扰。主梁采用钢箱梁，因为自重比混凝土梁更小，且现场焊接、拼接较迅速，有助于加快施工进度[6]。考虑该段铁路的宽度，结合全线桥梁的布跨原则，上跨铁路段桥梁跨径确定为50 m。对跨铁路的30 m段采用顶推法施工[7-8]，并在陇海线上方设置防落架，保证施工期间不会有落物干扰铁路的正常运行。

3.2 穿越小区路段

3.2.1 对横断面设计的影响

交通组织采用主辅分离的形式，主线上跨陇海铁路，辅道沿线各交叉口及小区等出入口按平面交叉设计，必要的大型交叉路口以信号灯控制。

主线高架横断面设置双向四车道，标准横断面为0.50 m(防撞墙)+7.25 m(机动车道)+0.50 m(中央分隔墩)+7.25 m(机动车道)+0.50 m(防撞墙)=16.00 m。

辅道布置利用主线上跨陇海铁路的桥下净空，在主梁悬挑下，桥墩采用花瓶墩，墩纵向长度1.8 m，横向宽度1.6 m，大幅节约横向空间。横断面设计和透视效果见图5、6。

图5 过小区路段横断面设计

图6 过小区路段透视效果

在具体实施方案时，考虑到桥梁基础施工可能会造成小区建筑物沉降，应保证桥梁基础与小区建筑物基础之间的安全距离满足《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)的要求，见表1。

小区内多为6层混凝土建筑，按照规范计算，其L/Hf值约为1.82，初步拟定的桥梁承台边缘距离建筑物基础最小为6.28 m，参考类似工程的经验和规范条文，可以在施工过程中采取必要的工程措施控制相邻建筑物的沉降，保持建筑物的安全稳定[9-10]。

表1 相邻建筑物基础之间的净距

3.2.2 桥梁声屏障设计

考虑到桥梁建成之后，车辆通行产生的噪音对小区居民有较大影响，而高架桥常用的隔音屏降噪效果一般，故采用全封闭式隔音屏障，长约190 m，高4 m，布置在高架桥两侧。其隔音效果应满足《民用建筑隔声设计规范》(GB 50118—2010)的要求。

3.3 征地拆迁

对高层建筑，应严格绕避，且高层建筑与桥梁结构物的距离按高层建筑与现状道路的建筑退缩距离考虑；对多层建筑，原则上尽量绕避，只有当建筑侵入道路红线范围或与道路重要结构物冲突，导致方案无法实施时，才予以拆除；对于平房，可以整体拆迁，在优先保证主体结构施工、运营安全的情况下，再考虑保留有价值的部分。

本项目最大限度缩小征地拆迁规模，拆迁范围主要是南侧路口西南角的临街多层建筑以及少量沿线临街商铺。征地拆迁方案如图7所示。

图7 征地拆迁方案

4 结 语

(1)对于跨越铁路的案例，应根据铁路及道路等级、管线、结构物，综合考虑上跨或下穿方案。本案例考虑地下管线、暗渠、控制铁路沉降等因素，采用上跨方案更加合理。

(2)上跨铁路节点，平面上宜采用正交，以便控制工程规模；除了建筑限界要求外，铁路净空还应该考虑电气化铁路接触网、桥梁施工的需求，适当增加桥下净空，本方案采用8 m；桥跨结构为钢箱梁，施工工法为顶推法，可以减轻自重和便于施工，有利于维护铁路在施工期间的正常运行。

(3)通过小区节点，充分利用桥下净空布置辅道，立体化布置横断面，节约用地，解决旧城区征地拆迁和建设项目的矛盾，减少拆迁对项目实施的影响。通过为小区路段桥梁增设声屏障，可以减小对沿线小区居民的噪音干扰。