青岛市新机场高速连接线（双埠—夏庄段）工程总体方案设计

魏艳波

[上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092]

1 研究背景

青岛市是国家沿海重要中心城市和滨海度假旅游城市，同时也是国际性港口城市和国家历史文化名城。根据上位规划，青岛将打造“三城联动、组团发展”海湾型中心城区，发展潜力巨大。

根据综合交通规划，新机场高速连接线（双埠—夏庄段）规划为东岸城区“三纵四横”快速路网最北侧的“一横”，西接胶州湾高速，东至青银高速，全长约9.8 km，与胶州湾高速（湾底段）共同构成中心城区重要的东西向通道，是中心城区“承接东西，辐射南北”的湾底横向交通中枢，也是加强东岸和北岸城区交通联系的重要通道。

胶东国际机场位于青岛市所辖胶州市，距青岛市中心约50 km。机场定位为区域性门户枢纽机场、面向日韩的门户机场、环渤海地区重要的航空货运枢纽、货运集散地和快件处理中心，未来发展成为区域性国际机场。机场计划2021 年下半年转场运营。根据预测，近期2025 年陆侧交通规模19.3 万人次/d（双向），远期2045 年陆侧交通规模28 万人次/d（双向），其中与东岸主城区的交通联系约占机场交通总量的43%。新机场高速连接线（双埠—夏庄段）作为东岸城区与新机场最短、最快捷的联系通道，建成后将成为中心城区进出机场的重要保障通道，急需尽快完成建设。图1 为项目地理位置图。

图1 项目地理位置图

2 建设必要性及功能定位

2.1 建设必要性

该项目建设的必要性主要有以下几方面：

（1）工程建设符合城市总体规划，是推动“全域统筹、三城联动”城市空间发展战略的需要。

（2）工程建设符合城市综合交通规划，是完善中心城区快速路网、加强城间交通联系、优化功能布局、促进经济持续快速发展的需要。

（3）工程建设符合胶东国际机场交通专项规划，是新机场交通高速、快速双模式疏解的关键环节，是联系东岸城区与新机场最短、最快捷的路径。

（4）工程建设能突破铁路、机场等东西向交通阻隔现状，优化路网和交通系统，加强中心城区间东西向交通联系。

（5）工程是进出市区主要南北向通道的横向联系和交通转换中枢，工程的建设是优化和均衡交通分布、缓解城市交通拥堵、实现交通发展战略的需要。

2.2 功能定位

综合考虑相关上位规划，结合道路和交通系统条件，新机场高速连接线（双埠—夏庄段）作为东岸城区与北岸城区衔接的交通动脉，对于联系两大中心城区、疏解机场交通、优化区域路网布局、服务周边对外交通出行等均具有非常重要的意义。根据地理区位和路网特点，其功能定位如下：

（1）作为新机场高速连接线的重要组成部分，承担机场客流快速集疏散功能。

（2）作为城市规划“三纵四横”快速系统的重要“一横”，承担城区之间中长距离的过境交通出行功能。

（3）作为衔接高速的快速通道，承担中心城区对外交通出行功能。

（4）作为区域内部重要的东西向服务通道，承担周边片区中短距离到发交通出行功能。

考虑该项目近、中期作为青银高速和胶州湾高速两条高速公路连接线，建议高架主路采用高速公路全封闭的运行管理模式。同时，由于该通道还是快速路网的一部分，周边区域城市到发集散交通需求较大，因此还要考虑快速路功能需求。由于现状穿越铁路通道规模受限，迫切需要新增穿越铁路通道，因此设置高架辅路作为城市快速路使用。该通道采用高架主、辅路+ 地面辅路的建设模式，同时兼顾高速公路和快速路的功能。

近、中期，高架主路作为高速公路采用全封闭的管理模式，高架辅路作为城市快速路为周边区域交通服务。远期，高架主路改为快速路后，由于沿线进出口匝道较多，因此高架辅路作为快速路辅助车道或集散车道使用。

2.3 服务对象

近、中期：高架主路采用高速公路全封闭管理模式，主要服务客货运交通；高架辅路作为城市快速路主要服务客运交通。

远期：高架主辅路作为城市快速路，其服务以客运交通为主。

地面辅路主要服务客货运交通。

3 总体布置方案

新机场高速连接线（双埠—夏庄段）工程西接胶州湾高速女姑口大桥，东至青银高速，全长约9.8 km。

3.1 主要技术标准

该工程设计标准应与其功能定位、服务对象和交通需求相适应[1]，同时考虑远期交通发展的不确定性适度冗余设计。

（1）道路等级

高架主路：近、中期，作为城市快速路（采用高速公路全封闭运行管理模式）；远期作为城市快速路。

高架辅路：城市快速路。

地面辅路：城市主干路。

（2）设计速度

高架道路：近、中期，高架主路100 km/h，高架辅路80 km/h；远期，城市快速路80 km/h。

快速路出入口匝道：40 km/h。

互通立交匝道：35～60 km/h。

地面辅路：60 km/h。

（3）车道和路缘带宽度

高架主路：小客车3.5m/车道，大小混行3.75m/车道。

匝道：3.5 m/车道。

主路路缘带：0.75 m（含0.25 m 侧向安全带）。

辅路路缘带：0.5 m。

交叉口渠化进口道：2.8～3.25 m/ 车道，不设置路缘带。

公交停靠车道：3.0 m。

（4）净空高度

快速路主路、匝道：不小于5 m。

地面辅路：不小于5 m 。

非机动车道和人行道：不小于2.5 m。

（5）荷载等级

路面结构计算荷载：BZZ-100 型标准车。

桥梁：汽车荷载按城-A 级取值。

（6）桥梁设计基准期：100 a。

3.2 交通量预测及规模论证

交通流量预测及评价是快速路设计的重要环节，对于快速路的车道规模、匝道布设、交通组织等具有重要意义。根据路网规划及周边用地规划，采用四阶段法，利用青岛市既有的需求预测模型（EMME仿真软件），细化该项目区域路网及节点方案，结合工程总体方案，分别针对高架主路、高架辅路、地面辅路进行交通量预测。

根据流量预测，远期2040 年高架主路高峰小时双向交通量6 053～7 516 pcu/h，高架辅路高峰小时双向交通量2 509～2 742 pcu/h，地面辅路高峰小时双向交通量2 958～3 521 pcu/h。经对不同车道规模下各路段服务水平进行评价，确定该项目车道规模如下：高架主路近中期高速公路管理采用双向4 车道规模，远期快速路采用双向6 车道规模；高架辅路采用双向4 车道规模；地面辅路采用双向6 车道规模，出入口匝道采用单向1～2 车道规模。

3.3 敷设形式

快速路常见敷设形式有地面快速路、高架快速路和地下快速路三种形式[2]，适应情况不同。快速路敷设形式不仅需要与城市规划用地相契合，同时也需要与城市规划路网、建设条件、其他市政基础设施相协调。

该项目位于既有建成区，规划路网较密，相交道路间距较小，两侧用地以住宅和工厂为主，同时需要穿越现状客运铁路、河流等，需要与横向快速路、高速公路进行交通转换。对高架、地道和地面快速路三种敷设形式进行充分比选（见表1），综合考虑道路功能定位、两侧用地开发和工程造价，推荐采用以高架为主的敷设形式。

表1 全线高架、地道、地面方案对比表

3.4 标准横断面

快速路横断面布置方案需要满足通道功能要求，在功能、景观上取得平衡，同时需结合现状情况，在满足交通功能的基础上，进行横断面方案设计。另外，还要综合考虑周围生态环境、道路功能，确定道路车道数及非机动车道、绿化带、人行道宽度。

该工程规划红线宽度60 m，红线外侧还规划有绿化带，道路建设条件较好。下文介绍全线标准横断面布置。

（1）仙山支路、天康路至黑龙江路段标准横断面

高架主路近、中期采用高速公路管理运行模式，远期高速公路改为城市快速路，考虑到近远期结合，高架主路采用远期双向6 车道规模建设，近、中期采用双向4 车道+ 应急停车带的高速公路管理模式。高架桥宽26.6 m，地面道路双向6 车道规模，总宽43 m。图2、图3 分别为仙山支路、天康路至黑龙江路段近期、远期标准横断面。

图2 仙山支路、天康路至黑龙江路段近期标准横断面（单位：m）

图3 仙山支路、天康路至黑龙江路段远期标准横断面（单位：m）

（2）重庆路至天康路标准横断面

此段高架主路采用高快结合断面，总桥宽45.8 m，近、中期高架主路采用双向4 车道+ 应急停车带的高速公路管理模式，高架辅路单向2 车道。地面道路双向6 车道规模，总宽50 m。远期由于快速路沿线立交及接地进出口匝道较多，高架辅路作为快速路的辅助车道或集散车道使用。图4、图5 分别为重庆路至天康路标准横断面。

（3）出入口匝道段

出入口匝道采用两车道宽度布置，匝道桥宽8.5 m，高架主路桥宽26.6 m，地面辅路总宽68.6 m。图6 为出入口匝道段标准断面图。

图6 出入口匝道段标准断面图（单位：m）

3.5 总体布置

该项目全长约9.8 km，自双埠收费站西侧，以高架形式接拟拓宽的女姑口大桥，向东于地面穿越双埠立交后，继续向东以高架跨越既有铁路线及沿线道路，然后接入青银高速。

近期实施青银高速1 座互通立交、双流高架匝道及重庆路西侧临时接地匝道，预留远期重庆路互通立交、黑龙江路匝道建设条件。

全线主路保障双向6 车道规模贯通，近、中期采用双向4 车道+ 应急停车带高速公路管理模式，设计速度100 km/h。其中南流路东侧至双流高架匝道段设置高架辅路，高架辅路设计速度80 km/h，单向2 车道。

地面辅路为城市主干路，设计车速为60 km/h，车道规模为双向6 车道。图7 为近期总体布置图。

图7 近期总体布置图

4 互通立交设计

4.1 设计原则

快速路的特点为全封闭、控制出入、连续交通，与沿线各等级道路相交处，均应采用立交形式。常见类型：高速公路出入口立交、枢纽互通式立交、一般互通立交、分离式立交[3]。立交设计一般遵循以下原则：

（1）快速路与高速公路、快速路相交，转换要求高，应设置枢纽互通式立交。

（2）快速路与部分主干路相交，应设置一般互通立交，即快速路主路与相交道路采用分离式立交，辅路与相交道路平面交叉，横向道路前后设置上下匝道或采用全互通式立交，以实现交通转换。

（3）快速路与部分主干路、次干路、支路相交时，采用分离式立交形式，交叉口无直接转换。

（4）相邻互通式立交的距离不应小于2 km，使匝道布置能满足与上下游其他匝道的距离要求，以确保快速路主路最小交织距离及分、合流距离的要求[4]。

4.2 立交方案

根据规划，远期重庆路规划为城市快速路，与该项目相交节点需要采用全互通立交衔接形式。在强化道路主体功能的同时，需要解决纵横向直行交通功能，尽可能避免拆迁。该节点交通功能突出，快快转换交通需求较大。此外，从地理区位上来看，该节点位于青岛东海岸的核心位置，对于立交的景观效果要求较高。综合考虑交通功能和景观需求，该节点互通立交应为枢纽型的全互通立交。图8 为互通立交区位图。

图8 互通立交区位图

4.2.1 交通量预测

根据调查，现状交叉口总交通量高达6 963 pcu/h，交叉口服务水平为四级，处于交通拥堵状态。重庆路作为南北向交通性干道，以南北向直行车流为主。图9 为现状交通流量图。

图9 现状交通流量图（单位：pcu/h）

预测远期重庆路快速路建成后，该节点交通量仍将有大幅提升，节点立交交通量将达到约12 870 pcu/h（超过12 000 pcu/h）。其中，西向北左转、南向西左转、东向南左转的交通量均较大，最高达1 150 pcu/h。图10 为规划交通流量图。

图10 规划交通流量图（单位：pcu/h）

因此，结合规范要求，建议该节点采用枢纽型全互通立交，且应保证主要转向运行畅通。

4.2.2 立交方案比选

（1）方案一：全定向枢纽互通立交

重庆路与新机场高速连接线（双埠—夏庄段）相交节点采用全定向互通立交形式，重庆路快速路主线上跨新机场高速连接线（双埠—夏庄段）主路，转向匝道均采用高标准定向匝道，立交最高点为第5层匝道，最高处离地面约35 m。

方案一预留立交采用全定向，标准高、规模大。全定向互通立交比较适用于交通性要求极高的枢纽型互通立交节点。方案一立交层数为5 层，层数较多、体量大、造价高、占地较小。图11 为方案一平面布置图。

图11 方案一平面布置图

（2）方案二：环形匝道+半定向匝道枢纽互通立交

根据交通流量预测，北向东左转方向交通量较小，可利用立交西南象限空间设置由北向东的苜蓿叶匝道，其余左转方向设置半定向匝道，尽量减少占用东南象限汽车北站空间。

方案二立交占用汽车北站的用地较少，层数少，工程造价低。立交北向东左转方向的匝道标准较低，立交形态不够规整，占地面积较大。图12 为方案二平面布置图。

图12 方案二平面布置图

该立交为远期实施，综合考虑其交通流量、工程造价及实施难度，并从控制用地角度考虑，按用地规模大预留，以满足远期不同形态立交的设置条件，因此推荐方案二。

5 新技术应用

考虑到该工程对于景观和工期要求较高，因此在设计中还要考虑一些新技术的应用，从而提高施工效率和项目的整体美观度。

5.1 半倒T 隐形盖梁

该工程创新采用半倒T 隐形盖梁，既具有常规倒T 盖梁建筑高度低的优点，同时通过简支梁及盖梁的特殊构造处理后，盖梁倒T 部分可被简支梁遮挡，且桥面处仅剩一道间隙，相比常规倒T 盖梁，具有景观效果好、桥面连续施工简便、行车舒适性好的独特优势。图13 为桥型效果图。

图13 桥型效果图

半倒T 隐形盖梁主要具有以下优点：

（1）盖梁倒T 部分被两侧简支梁遮挡，达到隐形的景观效果。

（2）与常规倒T 盖梁不同的是，简支梁与倒T 盖梁之间的间隙无须处理，减少了施工现场工作量。

（3）桥面间隙由常规倒T 盖梁的两道减少至一道，性能更加可靠，工艺更加简单，行车舒适性更好。

（4）进行受力计算时发现，相比常规倒T 型盖梁，半倒T 隐形盖梁可免受温度梯度影响，提高了结构安全性。

同时该工程还考虑了桥梁预制化、BIM 技术的应用，以减少工期。图14 为桥梁断面示意图。

图14 桥梁断面示意图

5.2 多杆合一

路灯、交通标志牌、交通信号灯、电子警察、视频监控、交通信息发布屏均具备合杆条件，以“能合则合”为原则，协调各相关单位，尽量合杆，同时杆件上预留5G 微基站安装位置。

根据杆件搭载设施及其横臂长度的不同，该工程合杆杆件共分六大类37 小类，合并后的杆件数量为166 件，较合杆前的465 件减少299 件，杆件投资减少约650 万元。图15 为多杆合一示意图。

图15 多杆合一示意图

5.3 箱体入地

箱式变压器建议采用全地下式箱变，设置于高架桥桥墩之间，可解决常规箱变占地面积较大、环境美观较差的问题；配电箱、光缆交接箱也可通过在人行道上设置埋地式可翻转集中箱体，节约地面空间资源。图16 为箱体入地示意图。

图16 箱体入地示意图

5.4 海绵技术

该工程分别从“大海绵”和“小海绵”的视角，全面贯彻海绵理念。“大海绵”体现“蓄、净、用、排”，主要措施包括雨水削峰调蓄池、事故废水调蓄池和雨水回用池。“小海绵”体现“渗、滞、蓄、净、排”，主要措施包括雨水花园、旱溪、植草沟和透水铺装等。

6 结 语

青岛市新机场高速连接线（双埠—夏庄段）工程是中心城区东西向重要的快速通道。本文首先分析了项目建设的必要性及功能定位；然后，结合交通需求预测，确定建设规模；最后，对该工程的敷设形式、建设标准、总体方案及互通立交节点方案等进行综合比选分析，提出了合理的设计方案。文章以该工程为实例，系统介绍了快速路规划设计的详细过程以及相关新技术的应用，可供其他类似工程参考。