受鐵路和用地制約的新舊城區連接道路方案設計

景立竹，劉冠沖，劉 江

(1.長安大學 特殊地區公路工程教育部重點實驗室，陜西 西安 710064；2.中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710065)

0 引 言

隨著中國工業化和城市化進程不斷加速，城鎮迅速擴張，原有城鎮的習慣邊界不斷被突破，新舊城區之間的空間聯系被割裂，可達性差、通勤成本高[1]。為了推動新舊城區聯動發展，途徑之一是建設大量連通城區的通道[2]。然而在建設過程中，舊城區由于歷史原因，征地拆遷問題突出，往往在用地上不能滿足建設項目的需求。

為研究鐵路和用地制約條件下的新舊城區連接道路方案設計，本文以楊凌區農科路與博學路連接道路穿越隴海鐵路方案為實例，從總體設計方案、重要節點設計兩方面進行詳細論述，為類似限制條件下的市政連接道路方案設計提供經驗參考。

1 工程概況及用地現狀

陜西楊凌農業高新技術產業示范區(以下簡稱“楊凌區”)是中國第一個國家級農業高新技術產業示范區，是西安市發展規劃的重要組成部分。隨著楊凌區的發展，城區不斷向南擴張，造成隴海鐵路從城區中間穿過，割裂新舊城區空間，也制約了鐵路以南的高新產業帶動舊城區發展。

1.1 工程概況

為了連通農科路和博學路，需要跨越隴海鐵路，如圖1所示。擬建道路整體呈南北走向，南側起點位于西北農林科技大學南校區西門北側約50 m處，北側終點位于農科路與康樂路交叉口；高架橋全長約0.9 km；按照規劃，采用城市次干路設計標準，設置雙向四車道，設計速度為40 km·h-1。

圖1 項目現狀衛星圖

1.2 用地現狀

農科路與常樂路交叉口以北路段紅線寬度為12 m，設置雙向兩車道；農科路與常樂路交叉口以南路段為小區內道路，僅6 m寬，如圖2所示，兩側分別有科秦小區、鑫科花園2個住宅小區，均為6～9層的多層住宅，建筑之間凈距約19.6 m。博學路紅線寬度為30 m，設置雙向六車道，如圖3所示；沿線與渭惠路、博學路平交，道路東側為西北農林科技大學，西側為多個住宅小區，小區臨博學路一側有高層住宅樓。渭惠路與博學路交叉口西南角有一棟5層磚砌結構建筑，以及毗鄰的2層磚砌結構平房。

圖2 農科路現狀(長樂路以南小區)

圖3 博學路現狀(南視)

連通區域內的隴海鐵路段為雙線鐵路，路基基本與地面平齊，鐵路用地界范圍為18 m寬。

渭惠路南側緊靠渭惠渠，后者為明渠，僅與渭惠路斜交段為暗渠，是楊凌區重要的灌溉水利設施。

2 總體設計方案

總體設計分為2個階段，分別確定跨越隴海鐵路的形式和確定平縱橫設計原則。總體線形方案如圖4所示。

圖4 總體線形方案示意

2.1 跨越形式

根據道路、鐵路等級，按照相關規范，不得采用平交形式。主要有2種以立交形式跨越鐵路的方案，即下穿隧道或上跨橋梁。根據現場情況，影響方案比選的因素如下。

(1)工程位于城市建成區，地上建筑物、地下管線狀況復雜。

(2)渭惠渠是楊凌區重要的水利設施，避開該設施會導致項目規模增大。

(3)隴海鐵路是鐵路干線，對施工過程中的沉降控制要求很高。

由于上跨橋梁方案可以合理避開地下管線、暗渠，同時有效控制鐵路沉降，因此選擇上跨橋梁作為連接道路的跨越形式。

2.2 平縱橫設計原則

上跨橋梁擬采用S形曲線接順2條道路軸線。平面線形以現狀道路軸線、高層建筑作為控制；采取盡量繞避多層建筑的原則，但對于影響項目實施的建筑，仍需要有選擇地拆除。縱斷面采用現狀道路高程及縱坡、道路交叉口高程、隴海鐵路軌道面高程，結合各級道路、鐵路的凈空要求作為控制。由于舊城區場地的限制，橫斷面將充分利用科秦小區、鑫科花園2個小區多層住宅樓之間的19.6 m走廊帶，避免在小區產生拆遷。

3 重要節點設計

方案設計平縱橫指標應滿足相關規范的要求，本文不再贅述基本指標，只針對制約設計的重要節點展開討論。

3.1 上跨隴海鐵路

上跨隴海鐵路是本項目的核心節點，與項目規模、平縱線形設計直接相關。

3.1.1 對平縱線形的影響

根據《城市道路路線設計規范》(CJJ 193—2012)中的第10.2.6條，橋跨長度、凈高應滿足《標準軌距鐵路建筑限界》(GB 146.2—1983)的要求。

平面上，上跨鐵路路段為緩和曲線，總體與鐵路正交，可以幫助控制橋跨規模。

縱斷面上，保證鐵路紅線范圍內的凈空滿足要求。鐵路建筑界限為6.55 m，但在實際設計中需要考慮電氣化鐵路的接觸網的凈空預留[3-4]。一般情況下，考慮建筑物沉降，電氣化鐵路凈空不小于6.97 m[5]。為滿足施工及鐵路運行安全要求，按8 m凈空考慮，并及時征詢鐵路主管部門的意見。

3.1.2 對橋梁結構的影響

隴海線是鐵路干線，本項目設計應充分考慮施工對鐵路正常運行的干擾。主梁采用鋼箱梁，因為自重比混凝土梁更小，且現場焊接、拼接較迅速，有助于加快施工進度[6]。考慮該段鐵路的寬度，結合全線橋梁的布跨原則，上跨鐵路段橋梁跨徑確定為50 m。對跨鐵路的30 m段采用頂推法施工[7-8]，并在隴海線上方設置防落架，保證施工期間不會有落物干擾鐵路的正常運行。

3.2 穿越小區路段

3.2.1 對橫斷面設計的影響

交通組織采用主輔分離的形式，主線上跨隴海鐵路，輔道沿線各交叉口及小區等出入口按平面交叉設計，必要的大型交叉路口以信號燈控制。

主線高架橫斷面設置雙向四車道，標準橫斷面為0.50 m(防撞墻)+7.25 m(機動車道)+0.50 m(中央分隔墩)+7.25 m(機動車道)+0.50 m(防撞墻)=16.00 m。

輔道布置利用主線上跨隴海鐵路的橋下凈空，在主梁懸挑下，橋墩采用花瓶墩，墩縱向長度1.8 m，橫向寬度1.6 m，大幅節約橫向空間。橫斷面設計和透視效果見圖5、6。

圖5 過小區路段橫斷面設計

圖6 過小區路段透視效果

在具體實施方案時，考慮到橋梁基礎施工可能會造成小區建筑物沉降，應保證橋梁基礎與小區建筑物基礎之間的安全距離滿足《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2011)的要求，見表1。

小區內多為6層混凝土建筑，按照規范計算，其L/Hf值約為1.82，初步擬定的橋梁承臺邊緣距離建筑物基礎最小為6.28 m，參考類似工程的經驗和規范條文，可以在施工過程中采取必要的工程措施控制相鄰建筑物的沉降，保持建筑物的安全穩定[9-10]。

表1 相鄰建筑物基礎之間的凈距

3.2.2 橋梁聲屏障設計

考慮到橋梁建成之后，車輛通行產生的噪音對小區居民有較大影響，而高架橋常用的隔音屏降噪效果一般，故采用全封閉式隔音屏障，長約190 m，高4 m，布置在高架橋兩側。其隔音效果應滿足《民用建筑隔聲設計規范》(GB 50118—2010)的要求。

3.3 征地拆遷

對高層建筑，應嚴格繞避，且高層建筑與橋梁結構物的距離按高層建筑與現狀道路的建筑退縮距離考慮；對多層建筑，原則上盡量繞避，只有當建筑侵入道路紅線范圍或與道路重要結構物沖突，導致方案無法實施時，才予以拆除；對于平房，可以整體拆遷，在優先保證主體結構施工、運營安全的情況下，再考慮保留有價值的部分。

本項目最大限度縮小征地拆遷規模，拆遷范圍主要是南側路口西南角的臨街多層建筑以及少量沿線臨街商鋪。征地拆遷方案如圖7所示。

圖7 征地拆遷方案

4 結 語

(1)對于跨越鐵路的案例，應根據鐵路及道路等級、管線、結構物，綜合考慮上跨或下穿方案。本案例考慮地下管線、暗渠、控制鐵路沉降等因素，采用上跨方案更加合理。

(2)上跨鐵路節點，平面上宜采用正交，以便控制工程規模；除了建筑限界要求外，鐵路凈空還應該考慮電氣化鐵路接觸網、橋梁施工的需求，適當增加橋下凈空，本方案采用8 m；橋跨結構為鋼箱梁，施工工法為頂推法，可以減輕自重和便于施工，有利于維護鐵路在施工期間的正常運行。

(3)通過小區節點，充分利用橋下凈空布置輔道，立體化布置橫斷面，節約用地，解決舊城區征地拆遷和建設項目的矛盾，減少拆遷對項目實施的影響。通過為小區路段橋梁增設聲屏障，可以減小對沿線小區居民的噪音干擾。