大同南中环快速化改造工程总体设计

2021-06-13麻乐

城市道桥与防洪 2021年5期

麻乐

[同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海市200092]

0 引言

随着城市的发展，大同市御东新区功能及设施逐步完善，御东与御西片区的沟通加强，南中环地面道路难以满足城市东西向交通需求。大同南中环快速化改造工程将大同云冈机场、高铁南站、综合客运站及商业区串联起来，形成大同市东西向城市快速路。改造工程完成后，可提高交通枢纽的快速集散能力，也将城市东西向长远距离交通快速剥离出来，实现快慢分离，可提高大同市的城市综合竞争力，促进大同市经济繁荣发展。图1为项目地理位置图。

图1 项目地理位置图

1 现状建设条件

1.1 南中环道路现状

现状南中环分为御西段和御东段两段，均为地面城市主干路，双向8车道，设计速度为50km/h，红线宽50m，御西段中央分隔带宽5m，御东段中央分隔带宽9m（见图2、图3），现状道路路面状况较好（见图4）。

图2 南中环（御西段）现状道路断面（单位：m）

图3 南中环（御东段）现状道路断面（单位：m）

图4 南中环道路现状

1.2 南中环重要节点现状

（1）南中环开源桥

现状南中环开源桥为双向8车道跨河桥，桥梁宽41.5m，为人字型索塔斜拉桥，桥长276m。现状主桥施工完成。

（2）御河西路节点

南中环与御河西路设计为苜蓿叶全互通立交。现状御河西路西半幅立交匝道已施工完成，东侧立交匝道正在施工中。立交主线为双向8车道，匝道为单车道匝道。

（3）御河东路节点

南中环与御河东路设计为苜蓿叶全互通立交，现状立交施工完毕。立交主线为双向8车道，匝道为单车道匝道。

南中环开源桥及两侧现状见图5。

图5 南中环开源桥及两侧现状图

（4）大同高铁南站

大同高铁南站为规划高铁站，位于南中环太和路至文瀛南路之间的道路南侧，尚未开工建设。本次方案应考虑道路如何与高铁南站实现快速衔接，并同期设计施工。

1.3 南中环快速路规划

根据大同市快速路网深化研究，大同市快速路网规划为“一环一纵五射一联”。“一环”：G208→南中环→西环路→北环路。“一纵”：御河东路及延伸线。“五射”：南中环东延、魏都大道南延、同泉路、庆新路西延、北环路东延。“一联”：鸦房联络线。快速路网规划见图6。

图6 大同市快速路网规划图

大同市南中环快速路承担了串联大同市口泉片区、古城区、御东新区3个主城区的功能，可增强“两河三城”的快速沟通，并与大同市高铁南站快速衔接，满足了快速进出高铁站的交通需求。远期，南中环东延将与大同云岗机场连接，为实现空铁联运提供有力保障。南中环建成后将成为大同市东西向交通流量最大的快速通道。

2 交通分析

2.1 现状交通量

通过对大同市交通流量的调查，得到大同市现状路网交通流量图（见图7）。

图7 大同市现状路网交通流量图（单位：pcu/h）

目前，由于南中环开源桥尚未开通，现状南中环路段交通流量并不太大，但随着高铁南站的建设和南中环快速化改造，以及南中环-御河西路、南中环-御河东路互通立交的建设通车，南中环将是沟通大同市主要交通枢纽的重要通道，因此预测远期，南中环将是大同市一条流量巨大的重要的交通走廊。

2.2 交通预测

根据大同市快速路网规划及城市用地规划，对大同市全市交通需求进行预测及分析。图8为大同市交通小区划分及交通期望线图。

图8 大同市交通小区划分及交通期望线图

根据预测结果得出，南中环道路2019年断面高峰小时路段交通量为4432pcu/h，2029年断面高峰小时路段交通量为6353pcu/h，2039年断面高峰小时路段交通量为7073pcu/h。

根据《城市道路工程设计规范》（CJJ37—2012）有关规定，计算得出：

（1）南中环高架单向3车道通行能力为4550pcu/h，南中环地面单向4车道通行能力为4320pcu/h。

（2）南中环高架2019年v/c为0.49，2029年v/c为0.72，2039年v/c为0.81；南中环地面2019年v/c为0.50，2029年v/c为0.70，2039年v/c为0.79。

根据交通量预测及评价，大同南中环快速化改造按高架双向6车道、地面双向8车道建设，远期服务水平为D级，能够很好地满足交通需求。

3 技术标准及横断面设计

3.1 主要技术标准

（1）道路等级及设计速度[1]

主线高架：城市快速路，双向6车道，设计速度80km/h。

地面道路：城市主干路，双向8车道，设计速度50km/h。

主线高架平行匝道：设计速度40km/h。

高铁站立交匝道：设计速度30km/h。

（2）净空要求[1]

主线：不小于4.5m。

地面道路：不小于4.5m。

相交道路主干路：不小于4.5m。

非机动车道和人行道：不小于2.5m。

3.2 横断面设计原则

横断面设计遵循以下原则：

（1）南中环现状线位线形指标较高，满足快速化改造要求，故道路设计平面线形利用南中环现状线形指标。

（2）根据规划、现状建设条件及交通量预测结果，南中环快速化改造工程采用高架快速路断面型式。

（3）横断面设计应最大化地利用现状断面宽度，减少对现状路面的破坏。

（4）道路标准段不突破现状红线宽度，减少征地拆迁面积。

3.3 横断面设计

根据规划及交通量预测结果，南中环快速化改造后，断面为高架双向6车道、地面双向8车道规模。

标准段设计横断面：利用南中环9m宽的现状中分带设置高架桥梁墩柱结构，从而减少对南中环现状路面的破坏，实现标准段高架双向6车道、地面双向8车道规模。南中环快速化改造设计横断面（标准段）见图9。

匝道段设计横断面：利用现状2.25m人行道宽度，3m非机动车道宽度，1.5m侧分带及1.75m现状最外侧车道宽度，将高架桥8.5m宽的平行匝道设置在现状地面道路外侧，并且在匝道外侧新增3m人行道和7m机非共板的辅道，从而实现匝道段设置要求。南中环快速化改造设计横断面（匝道段）见图10。

图9 南中环快速化改造设计横断面（标准段）（单位：m）

图10 南中环快速化改造设计横断面（匝道段）（单位：m）

4 总体方案布置

4.1 布置原则

总体方案布置原则：

（1）总体设计应减少对现状道路的破坏。

（2）匝道布置应与地面配套路网结合，利用路网层层疏解快速路与地面的交通转换流量。

（3）匝道布置型式应优先考虑先下后上（先出后进），减少因匝道车辆出入造成快速路主线交通交织、合流、分流的影响，保证主线交通的畅通。

（4）合理利用现状交通节点进行设计，减少对已有工程的改造。

（5）重要的交通枢纽节点应进行立体交叉设计，充分利用快速路功能，实现重要节点交通的快速转换。

4.2 现状地面道路梳理

高架快速路的匝道布设应充分考虑地面道路路网间距，结合地面横向高等级道路设置平行匝道，从而较好地疏解快速路与地面的交通转换流量。通过现场调研：现状南中环地面道路御西段主干路分布间距较大，平均间距约1.62km；御东段主干路分布间距较小，平均间距约1.2km。南中环现状地面道路布置见图11和表1。

4.3 匝道布设方案

图11 南中环现状地面道路布置图（单位：km）

表1 南中环现状地面相交道路调查表

根据《城市快速路设计规程》（CJJ129—2009）出入口设计章节要求，出入口间距应能保证主线交通不受分合流交通的干扰，并应为分合流交通加减速及转换车道提供安全、可靠的条件。设计速度80km/h的城市快速路，出入口间距应根据不同的形式满足表2的规定值[2]。

表2 快速路出入口间距表

南中环快速路的匝道布置：首先，考虑服务于地面主干路，从而保证快速路与地面道路交通流量的快速转换，并应在主干路两侧成对出现；其次，应根据高铁南站与南中环快速路互通立交的设置，调整匝道布设，兼顾快速路与交通枢纽的快速衔接和快速路与地面交通的转换。

南中环快速路总里程约15.4km，共设置14对平行匝道。平行匝道间距约1.1km。南中环快速路匝道布置见图12。

5 主要节点方案

5.1 御河西路立交节点

图12 南中环快速路匝道布置图（单位：km）

为了减少对现状道路及立交的改造，并且利用现状地形地势，设计方案设置了一段地面快速路。永泰南路为大同市老城区一条重要的南北向主干路，两侧地块以人流密集的商业与居住用地为主。南中环快速路主线高架上跨永泰南路，地面辅道与永泰南路平交，保证永泰南路的南北贯通。主线高架跨过永泰南路后落地，以地面快速路的形式衔接现状御河西路立交和开源桥，从而解决高架快速路与现状御河西路立交的衔接问题。图13、图14分别为御河西路节点总体方案平纵缩图和交通流线图。

图13 御河西路节点总体方案平纵缩图

图14 御河西路节点交通流线图

5.2 高铁南站节点

南中环（永安路—文瀛南路）南侧规划有大同市高铁南站，为保证南中环与高铁南站交通的快速转换，该节点设置为T型组合互通立交，其中南中环高架4条匝道与高铁南站二层落客平台衔接。高铁南站节点范围内（太和路—规划二路）南中环主线位于第三层，进出场匝道位于第二层。图15为大同高铁南站立交总体方案设计图。

图15 大同高铁南站立交总体方案设计图

由南中环快速路匝道总体设计方案可知，恒源路东侧与文瀛南路西侧分别设有1对上下匝道，设计加入高铁南站节点的立交系统后，恒源路东侧上匝道与主线的合流点距高铁南站西进场匝道分流点仅180m，交织距离太短，故将高铁南站西进场匝道分流点向西调整至恒源路以东约130m处，将原来的先进后出匝道出入口型式优化为先出后进，将匝道组合设置为“剪刀差”型式，减少分合流交通对南中环主线交通的干扰。图16为大同高铁南站匝道及平行匝道节点总体设计图。