黃曉君
(上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司,上海市 200092)
上海市松江區玉陽大道工程是松江南部大型居住社區先期建設的配套道路。項目建設將完善基地內部市政道路,建設基本的干路路網框架,滿足用戶入住的基本交通需求。但是,根據現場調查與規劃研究分析,南部大居內部現狀交通存在如下問題:
(1)系統凌亂。周邊干線公路網相對完善,但內部道路缺乏;道路完備但體系較差,公路形態的道路不能適應城市的發展要求。
(2)銜接不佳。因滬杭鐵路和軌交9號線兩條鐵路線的分割,區域內橫穿鐵路及軌交通道不足,造成穿越交通繞行較多。
(3)屏障重重。高速公路、鐵路和通航河道等的屏障限制,區域分割嚴重,路網連通性較差,跨越通道規模有限。
該項目的建設貫通,將改善大居內部現狀交通,緩解上述矛盾。因此,本次方案研究結合上位規劃,利用先進的科技手段(如無人機、BIM、新材料及新工藝等),并針對上述問題進行全面、充分的方案研究,完成了一條融合多種元素的道路設計。
對內,玉陽大道沿南站大居形成東西向地區性公共服務軸連接兩個片區,服務兩側片區用戶交通出行及聯絡,并與多條主要干道相交,形成區域內主要路網框架;對外,該項目貫通整個南站大居,向西延伸至沉塔路接松江科技園區,向東延伸至江川路接工業園區、車墩鎮及閔行區,是區域與區域的聯絡通道,通達性好,交通功能強,是整個路網結構中的主要交通干道。因此,該工程的功能定位是“內部主要通道功能兼具外部干道銜接功能”,主要服務于道路兩側用戶的交通出行兼具對周邊片區的聯絡。
(1)道路等級:城市主干路;(2)設計速度:50 km/h;(3)紅線寬度:50 m;
(4)最小凈高:一般路段機動車道最小凈高4.5 m,有軌電車(預留)最小凈高5 m,下穿鐵路機動車道最小凈高5 m,人非最小凈高2.5 m。
(1)汽車荷載:城-A級;(2)橋梁設計使用年限:大橋100 a,小橋50 a;(3)抗震要求:地震基本烈度7度,地震動加速度按0.1 g,橋梁抗震設防類別為丁類。
設計暴雨重現期,南部新城采用P=5 a,其余片區取P=3 a。
玉陽大道研究范圍西起玉樹路,東至車亭公路,路線全長約9.17 km。沿線穿越軌道交通9號線、滬杭高速鐵路、沈海高速等主要節點,并跨越大張涇、洞涇港和北泖涇等多條通航河道,設置橋梁10座(見圖1)。
由于大居內部系統凌亂,周邊干線公路網雖相對完善,但內部道路缺乏。道路完備但體系較差,公路形態的道路不能適應城市的發展要求。故方案研究:通過交通流量預測,準確定位道路等級及建設規模,滿足交通需求及使用功能,并與有軌電車規劃線位相結合,打造一條低碳生態大道。
方案研究在社區總體交通流量預測及《松江南站大型居住社區道路專項規劃》中流量預測的基礎上,針對玉陽大道按照設計年限進行交通流量預測,預測至設計年限末2039年。預測結果見表1。
根據表1可知,該工程按雙向6車道設置,在2039年設計年限末,道路飽和度0.74~0.80,服務水平為D級,道路通行能力處于穩定交通流的臨界狀態,可以滿足交通增長需求和《城市道路設計規程》(DGJ08-2106-2012,J12100-2012)[2]中的要求,資源利用合理。通過以上對交通量預測結果的分析,從經濟、適用的角度出發,該工程采用雙向6車道的建設規模是合理的。同時,結合松江區有軌電車線位規劃,在設計研究過程中對其充分考慮,方案研究中對其建設型式、斷面布置等進行綜合比選,最終在道路南側預留有軌電車8 m空間,交叉口預留站臺位置,使有軌電車遠期建設過程對現狀道路無影響,避免工程浪費。圖2為標準橫斷面設計圖。

表1 路段服務水平評價表

圖1 玉陽大道線位走向一覽圖
因滬杭鐵路和軌交9號線兩條鐵路線的分割,大居區域內橫穿鐵路及軌交通道不足,造成穿越交通繞行較多。該項目的建設將緩解上述問題。為解決上述兩個主要節點問題,進行以下方案研究。
4.3.1 滬杭高鐵節點
該工程與現狀滬杭高鐵立體交叉。高鐵設計橋位為滬杭客運專線松江特大橋處,鐵路橋梁為跨徑32 m+48 m+48 m+32 m連續梁結構。該項目道路分為兩幅,分別從滬杭客運專線松江特大橋118#和119#、119#和120#橋墩之間下穿。為避免對既有高鐵樁基產生附加壓力,影響高鐵樁基沉降及水平變形,從而進一步危及高鐵運營安全,下穿滬杭客專U型槽結構需采用鉆孔樁基礎。同時,為解決下穿鐵路段排水問題,配套設置雨水泵站,雨水經泵站就近排入河道。圖3為下穿滬杭高鐵節點圖。

圖3 下穿滬杭高鐵節點圖
4.3.2 軌交9號線節點
經征詢上海地鐵圍護保障單位意見,為減少對地鐵產生擾動,本方案采用空心板橋型式跨越軌交9號線,跨徑組合13 m+13 m+22 m。橋梁的樁基采用永久性長鋼護筒護壁措施,鋼護筒埋設標高必須伸入盾構下面2 m以上。為確保鋼護筒施工過程不影響地鐵盾構的穩定,本次鋼護筒的設計采用CG型全套管沖抓成孔施工工藝進行鋼護筒埋設,以套管代替永久性護筒使用。雨水管選用HDPE雙壁纏繞管,從紅線外北側穿越地鐵上方排入向陽河,溝槽開挖深度約3 m,采用橫列板式支護方式施工。圖4為跨越軌交9號線節點圖。

圖4 跨越軌交9號線節點圖
南部大居因沈海高速及大張涇等多條通航河道的屏障限制,區域分割嚴重,路網連通性差,屏障重重。玉陽大道作為貫通整個大居的東西向主要交通干道,必須擊碎上述重重屏障,滿足項目功能定位的要求,故對上述難點進行研究。
4.4.1 沈海高速等主要節點
通過對節點方案的研究并與公路管理部門溝通協調,綜合分析推薦采用上跨G15主線、下穿其匝道的方案跨越本節點。同時,采用巧妙的平面設計布線手法,在滿足凈空和橋梁結構高度的條件下進行穿越。根據測量資料,G15上匝道立柱間凈距約18 m,主線只設置機動車和非機動車橋跨越高速,在主線南側紅線范圍內單獨設置一座人行橋。沈海高速跨線橋主橋跨徑布置為30 m+27 m+27 m+30 m,西側設置7跨30 m,東側設置11跨30 m。為減小對高速路正常通行的影響,采用預制裝配式小箱梁,預制吊裝,全線梁高為1.6 m。圖5為跨G15主線節點圖。

圖5 跨G15主線節點圖
4.4.2 大張涇橋節點
根據規劃,梅園埭路與玉陽大道平交,考慮到梅園埭路距離大張涇(六級航道)僅30 m,為控制交叉口范圍內豎向設計抬升過高,方案研究采用梁高較薄的下承式系桿拱橋,縱坡按2.5%考慮。工程方案中:主橋跨徑單跨80 m,主梁斷面全寬42.5 m,標準梁高為2.8 m;采用外部簡支體系,拱肋為鋼箱結構,拱軸線為二次拋物線,采用2片肋,設置在機非分隔帶內;拱肋構造一致,橋面結構受力明確,施工便捷。圖6為大張涇橋節點圖。

圖6 大張涇橋節點圖
本次方案研究在主要節點和難點上利用先進的科技手段,如無人機、BIM、新材料及新工藝,協助完成了方案的優化和研究。
(1)工程項目采用無人機航拍技術+后期視頻制作手法,協助項目前期方案研究,精確定位主要節點的現場控制因素。
工程前期研究通過無人機航拍技術,精準地記錄下擬建場地內現狀。設計人員可通過現場航拍視頻直觀地、便捷地掌握現場的主要控制因素,協助設計人員更準確、更有效地進行方案研究(見圖7)。同時,通過視頻后期制作,將調查研究的設計成果在視頻中合二為一呈現出來,在方案研究中能更深入淺出地讓讀者理解,充分體現出科技以人為本的設計理念。

圖7 無人機航拍現場直觀圖
(2)BIM技術在設計階段的應用。
該項目在復雜節點(穿越A30高速節點)采用BIM技術建立信息模型,對設計圖紙進行校核,給各專業決策提供依據,利用BIM集成各專業設計方案,進行協同設計,整體同步推進設計,并整合設計成果。
(3)新材料新工藝的應用。
該項目受規劃因素影響,路網間距既短又密,方案研究中跨越大張涇等通航河道后橋后填土高度將在3.5~4 m,采用常規水泥攪拌樁,二灰換填等方案處理不能滿足沉降要求。因此,方案研究考慮采用新材料“泡沫輕質土”進行填筑。由于發泡輕質土具有容重比土體輕(通常容重5~12 kN/m3,為常規土體容重的1/3)、強度比土體大的性能,作為路基填料替代土體、砂礫和碎石,能有效減小路基荷載對地基產生的附加應力,減小橋后路基的總沉降量。故這類新型材料在本次方案研究中得到青睞。
玉陽大道全線總投資約37.84億元,是松江南部大型居住社區先期建設的配套道路,項目的建設將緩解大居現狀交通的系統凌亂、銜接不佳、屏障重重、交通不暢的窘境,同時也是推進大型居住社區建設的需要,是完善地區市政路網、促進地區經濟發展、方便即將建設的住宅小區居民交通出行的需要。本文通過對從玉陽大道總體方案的研究,細致地分析了項目的工程概況、功能定位及大居內部目前的交通狀況,通過巧妙的設計手法和先進的科技手段解決了關鍵節點的設計難點,并提出了合理可行的方案設計,希望為今后同類工程提供一定的參考。
[1]CJJ 37-2012,城市道路工程設計規范[S].
[2]DGJ 08-2106-2012,J12100-2012,城市道路設計規程[S].