胡鼎培
(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092)
南京南站綜合樞紐花神廟立交、雙龍街立交方案設計
胡鼎培
(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司,上海市200092)
通過南京南站綜合樞紐花神廟立交、雙龍街立交在集疏運系統中的地位分析,結合節點現狀分析及控制條件、交通量預測結果、軌道交通布置等條件,采用設置集散車道的斷面布置形式,在確保骨干路網直行交通不受影響的前提下,合理布置匝道,有效避免了立交間距近,無法設置加減速車道和交織段的問題,為南站樞紐交通提供了便捷的服務。
綜合樞紐;道路集疏運系統;互通立交;集散車道
南京南站綜合樞紐位于南京市主城區南部,江寧區與雨花區交匯處,是以鐵路客運為核心的城市客運綜合交通樞紐,是京滬高鐵5大始發站之一。南京南站綜合樞紐是集鐵路客運、公路客運、城市軌道交通、公交車、出租車、社會車輛等多種交通運輸方式于一體的“無縫”、“連續”、“零換乘”集疏運綜合樞紐。該樞紐建成后將成為規模位居亞洲前列的綜合交通主樞紐站。
南京南站道路集疏運系統工程是南京南站綜合樞紐的重要市政配套項目,包括“南京南站綜合樞紐快速環線工程”、“南京南站綜合樞紐高架平臺聯絡道工程”和“南京南站綜合樞紐站東路、站西路工程”三個子項。快速環線工程中花神廟立交、雙龍街立交是南京南站樞紐客運交通向整個集疏運系統轉換的重要節點,立交節點的實施將有效地轉換和疏解綜合樞紐區域的客運交通,完善骨干路網間的銜接,優化城市空間結構,帶動周邊地區發展。
2.1立交在綜合樞紐集疏運系統中的地位
根據《南京市城市總體規劃》、《鐵路南京南站地區控制性詳細規劃》,南京南站綜合樞紐集疏運系統的快速路網由繞城公路、機場高速、寧溧路和宏運大道4條骨干道路組成,承擔著連接主城區、貫通新市區、銜接省內交通的重任。
樞紐西側的機場高速、北側的繞城公路和東側的寧溧路3條骨干道路的相交節點規劃設置了花神廟立交和雙龍街立交,立交節點與骨干路網一起,共同構成南京南站及其周邊開發區的機動車交通保護殼,及時地將南站樞紐區域的出租車、社會車輛、公交車、長途車等客運交通向快速交通轉換,起到了截流外圍過境流量,滿足地區集疏交通,減輕區域內部交通壓力,均衡路網流量的重要作用。
2.2相交道路和立交節點現狀
機場高速建于1997年,是連接南京主城至南京祿口國際機場的高速公路,有“省門第一路”之稱,設計速度為120 km/h,雙向4車道,路基寬度26 m。
寧溧路是江寧快速到達南京主城的一條快速通道,主城段快速化改造后是南京市“井字外環”快速路網的組成部分,主線設計速度為80 km/h,雙向6車道,輔路設計速度為60 km/h,雙向6車道。
繞城公路又稱繞越高速,是南京市區的一環道路,全長約166 km,設計速度為100 km/h,雙向6車道,承擔了大量的城市外圍過境交通。
繞城公路與機場高速、寧溧路的交叉處均設置了互通式立交,即現狀的花神廟立交和雙龍街立交(見圖1、圖2)。花神廟立交為兩層式雙喇叭互通式立交,機場高速主線上跨繞城公路,雙喇叭間的匝道為交織段,現狀高峰小時流量較大,通行能力較低。雙龍街立交為苜蓿葉形互通式立交,寧溧路主線上跨繞城公路,各向交通通過環形匝道和右轉匝道進行轉向。由于相鄰環形匝道出入口交織段比較短,同時右轉匝道進出口處存在非機動車的干擾,通行能力滿足不了交通現狀的需求。

圖1 花神廟立交現狀

圖2 雙龍街立交現狀
2.3立交節點設計的控制條件
(1)繞城公路分別與機場高速、寧溧路相交,兩相交節點立交間距僅2.37 km,兩立交節點間尚有南站綜合樞紐的玉蘭路(站前大道)與繞城公路相交,布設了不完全互通立交,3個立交間中心間距分別為1.14 km和1.23 km,較小的間距給加減速車道的設置及交織段長度的設置帶來了困難。
(2)機場高速和寧溧路為南京市南站區域的骨干道路,南站綜合樞紐的建設不但要對各自上跨繞城公路的結構予以利用,同時須維持現有交通的通行。
(3)花神廟立交西北、西南側為居住小區和商住小區,立交設計時需予以避讓。
(4)雙龍街立交西北側為軍事用地和麥德龍超市,東南側為居住小區,也需予以合理避讓。
(5)雙龍街立交范圍內尚有規劃地鐵3號線、6號線,立交匝道的布墩尚需綜合考慮對軌道交通的合理避讓。
3.1集疏運系統路網布置
根據南京南站區域綜合規劃,機場高速、繞城公路、寧溧路和宏遠大道4條高、快速路構成集疏運系統的“井字形”骨干路網,相交節點均規劃了立交。南站樞紐的區域交通通過高架聯絡道、高架落客平臺以及南北向的站西路、站東路與骨干路網相銜接(見圖3)。

圖3 集疏運路網布置示意圖
3.2相交道路斷面布置方案
根據節點設計控制條件和集疏運系統的路網布置,通過綜合方案比較,相交道路斷面布置方案采用主線+集散車道的布置形式;根據規劃改建或拓建主線滿足中、長距離過境交通的需求,主線兩側分別新建集散車道,滿足南站樞紐區域交通集散的需求,主線和集散車道的交通在立交節點附近進行交通轉換。
(1)機場高速:利用現有機場高速路基將主線由雙向4車道拓寬為雙向6車道,滿足主城區與祿口機場過境交通的需求;兩側新建雙向6車道的集散車道,服務南站樞紐集散交通和南站地區的交通;集散車道分別于立交的南側和北側進出主線,進行交通轉換。
(2)寧溧路:利用現有主線雙向6車道的高架,滿足主城區與東山新市區聯系的交通需求,改建高架兩側的地面輔路為雙向6車道,滿足南站樞紐集散交通和南站地區的交通需求;地面輔路分別于立交的南側和北側進出主線,進行交通轉換。
(3)繞城公路:主線維持現有雙向6車道(預留遠期拓建為雙向8車道)的空間,滿足城市環線和過境交通需求;兩側按公路標準新建雙向6車道的集散車道,滿足南站樞紐區域交通的需求;集散車道向西、向東分別穿過機場高速和寧溧路后接入主線。
3.3交通量預測結果
南站樞紐位于主城區的南部,為此交通需求分析將樞紐周邊地區也納入整個南京市區,同時對整個集疏運路網的交通量進行了預測。
2032年樞紐周邊主要道路高峰小時交通量預測結果如圖4~圖6所示。

圖4 主要道路交通量(單位:pcu/h)

圖5 主要道路過境交通量(單位:pcu/h)

圖6 主要道路集散交通量(單位:pcu/h)
2032年樞紐立交節點高峰小時交通量預測結果如圖7、圖8所示。

圖7 2032年花神廟立交高峰小時交通量(單位:pcu/h)

圖8 2032年雙龍街立交高峰小時交通量(單位:pcu/h)
機場高速、寧溧路、繞城公路交通量由樞紐體本身集散交通量、周邊土地利用產生交通量和過境交通量3部分組成,3條道路路段交通量預測結果和分析見表1。

表1 2032年高峰小時道路路段交通量預測與分析
從表1可以看出:機場高速交通量中約16%為南站集散量,所占比例較低,這主要因為機場高速與南站地區用地聯系較弱,所有集散量均通過繞城公路或宏運大道進入;寧溧路是南北向快速路,交通量中約31%為南站集散量,是江寧新市區與主城最為便捷的聯系通道;繞城公路交通量中約30%為南站集散量,從預測結果來看,這部分集散量主要是進入南站樞紐體,而進入周邊用地較少。
花神廟立交高峰小時交通量中,第一等級:直行交通的量,各向直行交通單向流量為700~1 600 pcu/h;第二等級:北—東(NE)和西—北(WN)左轉交通,單向流量為400~700 pcu/h;第三等級:東—南(ES)和南—西(SW)轉向交通,單向流量為200~350 pcu/h。
雙龍街立交高峰小時交通量中,第一等級:南北向寧溧路的直行交通的量,各向直行交通單向流量為2 300~3 500 pcu/h;第二等級:東西向的直行交通,單向流量為800~1 000 pcu/h;第三等級:西—北(WN)和東—南(ES)左轉交通,單向最大流量為500~800 pcu/h;第四等級:北—東(NE)和南—西(SW)的左轉交通,單向流量為100 pcu/h左右。
4.1總體布置的考慮
由于相鄰節點間距的限制,立交設計時,機場高速和繞城公路總體斷面布置均采用“主線+集散車道”的標準橫斷面形式。
為降低立交匝道設置的復雜度,花神廟立交、雙龍街立交和西南側的龍西立交進行組合設計。機場高速和繞城公路均保留直行功能,立交的轉向交通通過集散車道來實現,即花神廟立交實際上是機場高速集散車道與繞城公路集散車道立交,雙龍街立交實際上是繞城公路集散車道與寧溧路的立交。
4.2花神廟立交總體設計
根據總體布置的考慮,有以下兩種設計方案。
立交方案一:“環形+迂回式定向匝道”互通立交(見圖9)。

圖9 花神廟立交方案一
繞城公路主線保留現有地面道路,為地面第一層;根據總體設計要求,保留現有機場高速上跨繞城公路跨線橋,位于第二層。由于西北和西南兩個象限均有控制性建筑,結合遠期交通量預測結果,由西向北的WN匝道左轉交通采用環形匝道,其余3個左轉交通(ES、NE、SE)均采用迂回式定向匝道跨越或下穿主線道路后,與右轉定向匝道相銜接。
立交方案二:“雙喇叭+定向匝道”互通立交(見圖10)。

圖10 花神廟立交方案二
繞城公路主線及其集散車道布置與路段上保持一致,為地面第一層;機場高速主線及其集散車道布置與路段上保持一致,上跨繞城公路,位于第二層。保留現狀雙喇叭立交形式,但需進行局部改造與集散車道進行連通。為保證市區方向與南站北廣場的快捷聯系,新增迂回定向式NE左轉匝道上跨機場高速,與右邊喇叭形立交右轉匝道合并后進入繞城公路集散車道至南站,立交匝道設計速度40~50 km/h。
通過綜合方案比較(見表2),花神廟立交推薦采用方案一,即“環形+迂回式定向匝道”的互通立交方案。

表2 花神廟立交方案比較
4.3雙龍街立交總體設計
立交方案一:“苜蓿葉+迂回定向匝道”互通立交(見圖11)。

圖11 雙龍街立交方案一
繞城公路主線及其集散車道布置與路段上保持一致,為地面一層;寧溧路現有上跨繞城公路的跨線橋橋梁結構予以利用,位于第二層。二層跨線橋向北與現有寧溧路高架相銜接,向南跨過繞城公路及其輔道落地后,以地面道路形式下穿鐵路橋梁結構。NE、SW左轉交通采用對稱苜蓿葉的匝道形式,WN、ES左轉交通采用迂回定向匝道形式跨越寧溧路和繞城公路。
為了方便麥德龍超市和周邊地區車輛進入繞城公路,在西北角象限增加一條通道接入NW匝道,在東南角象限增加一條通道接入SE匝道。同時由于征地拆遷的限制,WS、EN匝道分別采用了較多橋梁結構形式。
立交范圍內規劃有地鐵3號線、6號線,匝道線形布置和橋梁結構墩位的布置與地鐵設計部門進行了反復協商,相互進行了有效的避讓。
立交方案二:“苜蓿葉+定向匝道”互通立交(見圖12)。
繞城公路主線及集散車道、寧溧路主線及輔路、NE、SW左轉匝道的設置與方案一保持一致,WN、ES左轉匝道采用定向形式跨越寧溧路和繞城公路。

圖12 雙龍街立交方案二
由于WN、ES左轉匝道跨越寧溧路和繞城公路斜交角度較大,引起橋梁跨徑的增大和鋼結構的增加。與方案一相比,方案二橋梁跨徑組合和結構更為復雜,在立交西南象限,ES左轉匝道與寧溧路西側輔路地道重疊,要求設置大跨徑門架墩,造成較大施工難度。
通過綜合方案比較(見表3),在總造價相差不多的情況下,從降低施工難度的角度出發,雙龍街立交推薦采用方案一,即“苜蓿葉+迂回定向匝道”的互通立交方案。

表3 雙龍街立交方案比較
4.4交通服務水平分析
4.4.1路段服務水平分析
方案設計中,機場高速、繞城公路均為高速公路,寧溧路為一級公路兼城市快速路。由于公路和城市道路交通性質有差異,交通服務水平評價方法及分級也有差異。本次方案設計對服務水平評價進行了統一處理。根據美國通行能力手冊(HCM),按照道路飽和度將服務水平分為A、B、C、D、E、F六個等級,相交道路遠景年高峰時路段交通服務水平評價結果見表4。

表4 2032年路段高峰時段交通服務水平等級
從遠期路段飽和度分布來看,總體服務水平較好,均能滿足遠期交通量通行需求。
4.4.2立交節點服務水平分析
2032年立交節點高峰時段交通服務水平評價結果見表5。

表5 2032年高峰時段重要節點匝道服務水平等級
從遠期節點服務水平評價結果來看,總體服務水平較好,均能滿足遠期交通量通行要求,但少數匝道出現D級服務水平,出現輕微擁堵。
花神廟立交:該節點匝道服務水平較好,高峰時段南、西進口集散車道直行出現C級服務水平。
雙龍街立交:該節點匝道服務水平較好,其中,南北向直行交通量較大,高峰期間出現D級服務水平。
南京南站綜合樞紐集疏運系統全線通車至今將近4年,花神廟立交和雙龍街立交的交通一直比較順暢,在均衡路網流量、集散樞紐交通上起到了重要的作用。
實踐證明,大型集散交通綜合樞紐建設時,骨干路網相鄰節點間通過設置互通立交來集散樞紐交通顯得尤為必要。立交設計時,根據交通特點,在確保主線快速交通的情況下,通過設置集散車道,進行各向交通的轉向,有效避免了加減速車道和交織段長度不足的問題,滿足了遠期交通的需求。城市立交設計時,怎樣利用已有道路結構,合理避讓現有地物,通過交通分析合理布置匝道,值得每個道路設計師交流和學習。
U412.35+2
B
1009-7716(2016)06-0013-06
2016-04-07
胡鼎培(1964-),男,上海人,高級工程師,從事道路設計和研究工作。