鄭州北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程總體設(shè)計(jì)

陳鴻煒（同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海　200092）

鄭州北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程總體設(shè)計(jì)

陳鴻煒
（同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海200092）

北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程是鄭州市三環(huán)路快速化工程中的重要一部分。本文分析了該工程的功能定位，介紹了有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、總體設(shè)計(jì)方案以及重要節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案，可供同類高架快速路設(shè)計(jì)、建設(shè)參考。

鄭州；快速路；總體設(shè)計(jì)

1　概況

1.1項(xiàng)目背景

鄭州地處中原腹地，“雄峙中樞，控御險(xiǎn)要”，為全國重要的交通、通訊樞紐，是國家開放城市和歷史文化名城。根據(jù)鄭州市城市綜合交通建設(shè)規(guī)劃，由北三環(huán)、西三環(huán)、南三環(huán)和中州大道所組成的三環(huán)線即為“一環(huán)兩縱三橫”中關(guān)鍵的“一環(huán)”，是鄭州市區(qū)一條繞城的快速通道，并直接承擔(dān)城區(qū)內(nèi)部中遠(yuǎn)距離車輛出行及城市中心區(qū)對外的交通快速疏散功能。

北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程位于鄭州市鄭東新區(qū)西側(cè)，一期工程范圍南起豐產(chǎn)路，北至連霍高速雙喇叭立交南側(cè)，全長約6754m。二期南起連霍高速雙喇叭立交南側(cè)，北至花園口立交全長約4740m。

1.2功能定位及服務(wù)對象

在鄭州經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展的規(guī)劃背景之下，目前三環(huán)路的建設(shè)已經(jīng)展開。北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程規(guī)劃納為三環(huán)路快速化的延伸工程，為三環(huán)路中州大道南北快速通行的重要組成部分。

（1）全封閉控制出入的城市快速路；

（2）為鄭州市東部區(qū)域提供中長距離的南北方向的交通要道；

（3）服務(wù)對象：快速系統(tǒng)以快速通行為主，供客運(yùn)交通通行，限制貨運(yùn)通行；地面道路以交通功能為主，客運(yùn)交通通行。

1.3主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級：高架段為城市快速路，地面段為城市主干路。

（2）計(jì)算行車速度：主線快車道：80km/h

橋下地面道路：60km/h

兩側(cè)輔道：40km/h

匝道：40km/h。

（3）設(shè)計(jì)荷載：城—A級。

（4）凈空：高架橋行車道凈空≥5m，

地面道路行車道凈空≥4.5m，

人行天橋人行凈空≥2.5m。

（5）最大縱坡：高架橋、匝道縱坡≤4%。

（6）橋梁標(biāo)準(zhǔn)段：主線橋?qū)?2.5m，匝道橋?qū)?m。

1.4預(yù)測交通量

豐產(chǎn)路～連霍高速段交通量大，現(xiàn)狀為交通擁堵路段，預(yù)測2014年交通量為12292pcu/h，2033年交通量為17012pcu/h。

連霍高速～花園口段交通量較小，現(xiàn)狀交通較通暢，預(yù)測2014年交通量為8018pcu/h，2033年交通量為11098pcu/h。

1.5道路形式

北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程根據(jù)片區(qū)規(guī)劃、功能定位以及現(xiàn)狀道路，采用高架快速路+地面主干路+地面輔道的形式（圖1）。

圖1　工程總體斷面布置圖

2　總體設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)思想

以“安全、環(huán)保、舒適、和諧”為本項(xiàng)目總體目標(biāo)，貫徹“六個堅(jiān)持、六個樹立”的新理念，力爭把工程建設(shè)成“安全暢通、貼近自然、資源節(jié)約、兼顧發(fā)展”的綠色之路。

2.2總體布置方案

根據(jù)規(guī)劃及交通量預(yù)測分析，東風(fēng)路跨線橋北中州大道高架全線雙向8車道，采用整幅橋斷面，橋墩位于現(xiàn)狀中州大道中間位置，全線需要將現(xiàn)狀主道機(jī)動車道中間10米范圍路面挖除，設(shè)置為綠化帶，為高架立墩提供空間。地面道路為主路雙向8車道、輔路雙向4車道。

中州大道高架上下橋匝道采用8米寬單車道匝道，匝道盡量布置在現(xiàn)狀12米寬側(cè)分帶內(nèi)。

對道路兩側(cè)的側(cè)分隔帶、輔道、非機(jī)動車道及人行道盡量維持現(xiàn)狀。

圖2　北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程總體方案簡圖

3　工程方案設(shè)計(jì)

3.1上下匝道布置

3.1.1匝道布置原則

中州大道作為快速路，其對沿線區(qū)域的服務(wù)主要依賴匝道，因此匝道布置的合理與否對中州大道快速路功能的發(fā)揮至關(guān)重要，現(xiàn)以中州大道功能要求為依據(jù)，匝道布置的原則如下。

（1）保證快速路主線流量均衡，充分發(fā)揮快速路通行能力；

（2）根據(jù)匝道與主線通行能力匹配要求，確定匝道數(shù)量和間距；

（3）根據(jù)重要節(jié)點(diǎn)位置和路網(wǎng)集散能力，確定匝道的位置與方向；

（4）體現(xiàn)功能差分原則，盡量區(qū)分已有道路與中州大道快速路的功能；

（5）根據(jù)工程實(shí)施可行性確定匝道布置方案。

3.1.2匝道總體布置方案（圖3）

（1）東風(fēng)路北側(cè)設(shè)置一對西進(jìn)東出的上下行匝道，匝道起坡點(diǎn)位于龍湖中環(huán)規(guī)劃路以南。

（2）龍湖中環(huán)北側(cè)設(shè)置一對西出東進(jìn)的上下行匝道，匝道起坡點(diǎn)位于規(guī)劃朝陽路以南。

（3）國基路南側(cè)設(shè)置一個東出的下行匝道，此匝道屬于北三環(huán)中州大道立交設(shè)計(jì)范圍。

（4）金牛路北側(cè)設(shè)置一對西進(jìn)東出的上下行匝道，匝道起坡點(diǎn)位于三全路以南。

3.2重要節(jié)點(diǎn)方案

東風(fēng)路跨線橋銜接.東風(fēng)路現(xiàn)狀橋于2008年8月1日建成通車，橋梁全長920米，依次跨越東風(fēng)路和農(nóng)業(yè)路，橋面寬35m，分上下行兩幅，單幅橋?qū)?7m，全橋共九聯(lián)，均為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。

實(shí)施中州大道高架工程研究應(yīng)在龍湖中環(huán)南側(cè)設(shè)置一對上下高架匝道，將會導(dǎo)致部分變速車道進(jìn)入舊橋范圍，有可能涉及到舊橋改造，故此節(jié)點(diǎn)在該工程中為一處重點(diǎn)控制節(jié)點(diǎn)。

該節(jié)點(diǎn)實(shí)施方案基本有如下三種思路：

（1）方案一：拆除現(xiàn)狀東風(fēng)路跨線橋北側(cè)兩聯(lián)（214m橋梁）。本方案實(shí)施后可按規(guī)范設(shè)置龍湖南側(cè)上下橋匝道的漸變段及加減速車道，主線鑫苑路處填高9.46m，受兩側(cè)匝道橋下凈空的影響，匝道鑫苑路處填高約6.4m，能保證鑫苑路3.5m凈空，人行及小汽車能夠通行。

該方案拆橋費(fèi)用高，需拆除東風(fēng)路跨線橋第一聯(lián)及第二聯(lián)，跨徑組合分別為（22+25.5+22+26.5）、（31+56+31），總長214m，其中第二聯(lián)為大跨變截面連續(xù)梁，拆除社會影響較大。并且本方案的匝道基礎(chǔ)與現(xiàn)有東風(fēng)渠上的地面輔道橋沖突，需對地面輔道橋進(jìn)行改造。因東風(fēng)路跨線橋第二聯(lián)處于豎曲線范圍內(nèi)，橋梁的頂升方案實(shí)施困難，故不采用。

（2）方案二：拆除現(xiàn)狀東風(fēng)路跨線橋北側(cè)一聯(lián)（96m橋梁）。本方案實(shí)施后無法按規(guī)范設(shè)置龍湖南側(cè)上下橋匝道的加減速車道，主線鑫苑路處填高5.74m，受兩側(cè)匝道橋下凈空的影響，匝道鑫苑路處填高約4.24m，通過采用鋼箱梁等結(jié)構(gòu)手段降低梁高，能夠保證鑫苑路2.5m凈空，可設(shè)置人行通道，車輛需采用右進(jìn)右出的交通組織方式。本方案拆橋費(fèi)用較高，拆除東風(fēng)路跨線橋第一聯(lián)，跨徑組合為（22+25.5+22+26.5），全長96m，并且本方案的匝道基礎(chǔ)與現(xiàn)有東風(fēng)渠上的地面輔道橋沖突，需對地面輔道橋進(jìn)行改造。

本方案為滿足鑫苑路凈空，東風(fēng)路北側(cè)坡長不足200m。

（3）方案三：現(xiàn)狀橋梁不改造，高架與舊橋在原橋臺處對接。

本方案無法按規(guī)范設(shè)置龍湖南側(cè)上下橋匝道的加減速車道，主線鑫苑路處填高2.35m，不能保證鑫苑路2.5m凈空，可保證龍湖中環(huán)路口的5m凈空。

本方案不涉及拆除橋梁的工程量僅改造擋墻段。

對鑫苑路東西向不能貫通，交通組織主要有以下兩種方法：

①鑫苑路右進(jìn)右出，因鑫苑路距東風(fēng)路188m，距龍湖中環(huán)316m，且鑫苑路為支路，交通量不太大，可以利用這兩個路口掉頭后實(shí)現(xiàn)直行需求。若此處鑫苑路也設(shè)置為信號燈控制的交叉口，則500m范圍內(nèi)為3個信號燈控制交叉口，嚴(yán)重影響地面交通。

②鑫苑路設(shè)置雙向4車道的下穿箱涵，僅保證小客車通過，凈空按3.5m控制，解決東西向的直行，轉(zhuǎn)向車輛右進(jìn)右出。此方案適用于遠(yuǎn)期東西交通量大，直行交通對東風(fēng)路及龍湖中環(huán)影響較大的情況。設(shè)置下穿箱涵約增加5864萬造價(jià)。

本次鑫苑路推薦現(xiàn)狀采用右進(jìn)右出的方案，遠(yuǎn)期交通量增加，考慮設(shè)置下穿箱涵。

4　結(jié)語

北三環(huán)中州大道立交南北延伸工程作為規(guī)劃路網(wǎng)中重要的南北向道路，具有規(guī)模大、投資高、工程復(fù)雜的特點(diǎn)。該工程于2013年4月開工，2014年5月完工。該工程的設(shè)計(jì)對類似城市高架快速的設(shè)計(jì)工作具有一定的借鑒意義。

圖3　匝道總體布置方案

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.085