104國道湖州五一大橋改建方案淺析

梁 戰，丁武全，李 靚，吳金蓮，邊 迪

(浙江省交通規劃設計研究院有限公司，杭州 310000)

104國道湖州段為南北走向，其中五一大橋段是湖州向南的重要通道，素有湖州南大門之稱，承擔國家干線公路和城市道路的雙重功能，交通繁忙，特別是隨著社會經濟發展，國道過境交通與城市交通混行局面進一步加劇，五一大橋段成了104國道浙北地區最為擁擠的路段之一，日均交通量已超過 40 000 pcu/d。該路段雖然經過幾次車道擴建，但平面交叉多、非機動車和行人混行等情況使路段通行能力難以提升。五一大橋為上跨長(興)湖(州)申(上海)線Ⅲ級航道，沿線運輸船舶近萬艘，年貨運量已超過9 000多萬t，貨物日均流量超過25萬t，被譽為“黃金水道”。五一大橋原按五級航道標準建設，隨著長湖申線(長興—湖州—上海)提升為三級航道改造，該橋已不能滿足擴建后的航道要求，成為水路運輸的一大瓶頸，制約了水運經濟的發展。為此，104國道湖州五一大橋改建勢在必行，且對提升湖州陸上和水上交通通行能力、助力城市開發建設、促進地方經濟社會發展具有重要意義。項目地理位置如圖1所示。

圖1 104國道湖州五一大橋改建工程地理位置

1 建設條件及流量分析

1.1 地形地物

老104國道沿線街道化嚴重，兩側單位眾多。

1) 車站路與環城南路之間:104國道(杭長中路)東側臨街房屋建筑密集，為控制性地物，104國道西側為沿河綠化。

2) 環城南路與定安街之間:104國道(杭長南路)東側為解放軍九八醫院、碧浪湖住宅小區，臨街建筑為控制性地物；104國道(杭長南路)西側為湖州絲綢城。

3) 定安街與環莊路之間:104國道東側目前剛完成拆遷，該地塊已出讓，擬建住宅小區；西側為已出讓土地，目前空置，肛腸醫院規劃用地。兩側為控制性地塊。

4) 長湖申航線與二環南路之間:104國道東側有公路管理處機械廠，西側有城區教師培訓中心宿舍樓，東西兩側均有大量居民住宅，較為密集。經前期調查，可結合城郊結合部改造拆遷。

5) 二環南路以南：104國道東側為道場鄉人民政府、城南村村委會、江南橡塑制品有限公司、湖州市社會福利院等；104國道西側為湖州公路運輸管理處、湖州交通專修學院、湖州紅衛汽車工貿有限公司、加油站等。

沿線兩側建筑物對五一大橋改建的路線走廊帶構成了制約，如圖2所示。

圖2 地形地物及控制因素

1.2 交通流向

基于城市路網結構和交通出行需求分析，交通量預測如圖3所示。五一大橋改建工程需解決以下幾點功能：

1) 104國道兩側地塊小區的交通出行。

2) 104國道與二環南路的交通轉換。

3) 沿線非機動車、行人的過河進出城和出行。

圖3 104國道交通量示意

2 主要技術標準

根據JTG B01—2003《公路工程技術標準》，按雙向6車道一級公路技術標準設計[1]，兼顧城市道路功能，設計速度為60 km/h。五一大橋主跨128 m，一跨過河跨越三級航道，橋寬53 m，其中輔道橋寬12 m，主、輔道橋凈距寬2×2 m，主車道橋寬2×18.5 m[2]。

1) 道路等級

104國道：一級公路(兼顧城市道路功能)。

2) 荷載等級。

主橋為公路-I級，輔道橋為城-B級；其余橋梁為公路-I級。

3) 凈空標準

104國道：≥5.0 m；匝道：≥5.0 m。

4) 橫斷面

104國道：32 m；匝道：8.5 m；輔道：14.5 m。

5) 匝道

主要技術指標見表1、表2。

表1 主線技術指標

3 方案設計

104國道湖州五一大橋改建工程起點位于104國道(杭長路)車站路交叉口，起點樁號K0+000，路線沿老路向南延伸，經環城南路(港南路)后，起坡上跨絲綢路(定安街)、南華路(環莊路)、長湖申航道、二環南路后落地接老路，終于道場鄉附近，路線全長2.15 km。

表2 互通式立交匝道技術指標

3.1 方案1

長湖申航道北側主線橋梁兩側設輔道溝通環城南路(港南路)，以滿足沿線社區出行需求。南華路(環莊路)緊鄰航道，凈空為5 m；絲綢路(定安街)位于主橋第3孔，凈空為3.5 m，可滿足小汽車、非機動車和行人通行。

二環南路位于長湖申航道南側約220 m，若采用常規平行匝道，長度短、縱坡大，無法落地。利用濱河地塊設置一對環形匝道展線落地，如圖4(a)所示，同時在二環南路以南主線兩側設置平行匝道，構成菱形互通，以滿足104國道與二環南路的交通轉換和沿線社區出行需求。

總體上，方案1通過巧妙構思，104國道跨越長湖申航道時將主線左右幅拉開，采用分離式路基，將非機動車道、人行橋布置在主線2幅橋中間，可減少用地拆遷、降低工程造價。非機動車道充分利用主橋橋下空間進行展線降坡，克服高差，北岸非機動車道接入南華路，南岸非機動車道接入二環南路。

這一構思將機動車與非機動車、行人從空間上分離，避免交織，提高了出行安全。非機動車道采用系鋼拱[4]，相對于主橋鋼混凝土連續梁橋梁高低，引橋可縮短，降低了造價；同時整體造型對稱美觀，成為湖州南大門的標志性建筑。左右幅機動車橋采用鋼混凝土組合連續梁[5]，中間的非機動車橋、人行橋采用提籃式系桿拱，橋梁結構型式顯得對稱、美觀，項目總體效果如圖4(b)所示。

(a) 平面

(b) 效果圖

匝道設計速度采用40 km/h，最小圓曲線半徑50 m，最小凸形豎曲線半徑2 611.465 m，最小凹形豎曲線半徑3 000 m，最大縱坡3.8%，匝道全長約 1 817.512 m。A、B匝道橫斷面采用單車道匝道，路基寬度8.5 m。C、D匝道兩側沿線單位較多，具有集散功能[6]，結合城市道路功能采用雙車道(2×3.5 m)+非機動車道(5 m)[7]，路基寬度14.5 m。A匝道減速車道與漸變段長度為301.363 m+70 m，B匝道加速車道與漸變段長度為301.439 m+70 m，C匝道加速車道與漸變段長度為160 m+60 m，D匝道減速車道與漸變段長度[8]為110 m+70 m。項目建成后如圖5所示。

3.2 方案2

該方案主線為整體式斷面，非機動車橋、人行橋與機動車橋各自分離，設置于主橋西側，利用航道沿河綠地進行展線降坡[9]，占地、拆遷稍大，非機動車橋布置與沿河景觀帶規劃不吻合，如圖6所示。

(a) 二環南路立交匝道 (b) 非機動車道展線降坡 (c) 非機動車專用橋

(a) 平面

(b) 效果圖

3.3 方案3

該方案主線為分離式斷面，非機動車橋與行人橋設置于主橋2幅中間，利用橋下空間展線降坡。航道南側采用苜蓿葉形匝道展線，在二環南路上增設2處T型平交口[10]，如圖7所示，降低了二環南路的通行能力。本項目與二環南路的交通轉換中，由北往東、由西往北的左轉需經過3處平交口，繞行距離較大，交通組織不盡理想，且東西兩側平交口位于2.8%、3%的縱坡上，不利于交叉口行車安全。

圖7 方案3

3.4 方案4

本方案為常規的布置方法，非機動車與行人隨著主線橋走，布置于主橋行車道外側，如圖8所示，這樣展線存在以下幾個問題：

圖8 方案4非機動車過河的交通組織

1) 北岸非機動車道3.3%縱坡，約210 m坡長，到港南路平交口，與地面輔道左轉、直行等進入交叉口的機動車交叉，而非機動車經過長距離大縱坡后往往剎不住車，還要跟主線右轉、輔道直行的機動車產生交織，存在很大的安全隱患。

高架橋上非機動車與A匝道出口、B匝道入口各產生一處沖突點，非機動車需橫向穿過出口匝道的機動車，存在很大的安全隱患。

主線跨過二環南路后落地，非機動車經過3.4%縱坡，約260 m的坡長，根據CJJ 193—2012《城市道路路線設計規范》[11]，非機動車道縱坡為3.5%時，最大限制坡長為150 m，見表3，非機動車落地后需走到外側，而地面輔道的機動車需匯合到內側主線，因此非機動車道與輔道的機動車又存在一個平面沖突點，這對非機動車存在很大的安全隱患。

表3 非機動車道最大坡長[12]

綜上分析，方案4的交通組織方式，單向增加了3處機動車與非機動車的平面沖突點，雙向共有6個沖突點，存在很大的安全隱患，不利于非機動車的行車安全，是事故高發點。

2) 北岸南華路、環莊路附近小區的非機動車往南過河，需通過港南路交叉口上橋，繞行距離約800 m[13]。南岸小區以及交通學校、公路管理處、道場鄉政府等沿線居民出行，需至主線南岸坡腳點上橋，來回繞行距離約1.1 km，不便于沿線社區的出行。

3.5 方案比選

基于上述分析，方案4交通組織方式存在非機動車行駛有較大安全隱患、行人繞行距離大等問題，對該方案僅作定性分析，不再進行同深度工程數量比較。對方案1～3進行同深度比較，主要工程數量見表4。

方案1主線采用分離式，充分利用主線橋下空間布設非機動車道[14]，機非分離，避免交織，提高出行安全，整體布局對稱，造型美觀。方案2主線采用整體式，非機動車橋設置于主橋西側，利用沿河綠地進行展線降坡，占地、拆遷稍大，非機動車橋布置與沿河景觀帶規劃不吻合。方案3采用苜蓿葉形，二環南路上增加2處T型平交口，降低了通行能力，個別轉向交通繞行距離較大。綜合考慮交通組織[15]、景觀等各方面因素，并結合業主意見，推薦方案1。

表4 主要工程數量及造價比較

4 橋梁橋型方案

4.1 主橋

主橋橋梁配跨為左線5×22 m+5×22 m+4×18.5 m+(60+128+60)m+(3×17.7+18)m+3×19 m+(27+45+27)m+4×25 m+3×25 m；右線5×21.7 m+(5×21.6)m+(18.2+18.3+18.3+18.37)m+(60+128+60)m+(17.73+17.7+17.7)m+(18+19+19+15+15)m+(27+45+27)m+4×22.25 m+(24.7+24.6+24.5) m。主橋(60+128+60)m上部結構采用鋼-混凝土組合連續梁橋，下部結構采用板式實體墩、鉆孔灌注樁基礎；引橋上部結構采用現澆預應力混凝土連續箱梁，下部結構采用柱式墩、臺，鉆孔灌注樁基礎，主跨橋型布置如圖9所示。

4.2 非機動車橋

非機動車橋梁配跨為：5×21.85 m+3×18.45 m+(21.7+21.7+17.55+16.55)m+130 m+(20+19+20)m+3×17.7 m+(18+19+19)m。主跨上部結構采用提籃式系桿拱橋，下部結構采用板式實體墩、鉆孔灌注樁基礎；引橋上部結構采用現澆預應力混凝土連續箱梁，下部結構采用柱式墩、臺，鉆孔灌注樁基礎，主跨橋型布置如圖10所示。

單位：cm

(a) 非機動車橋、人行橋縱向橋型 (b) 非機動車橋、人行橋橫斷面

5 結束語

通過對本工程方案的比選，主要認識如下：

1) 本項目位于城郊結合部，具有橫向道路交叉多、距離航道距離近、用地條件受限較大、沿線單位出行多樣化的特點。總體設計構思巧妙，將非機動橋梁“藏于”2幅主橋中間，充分利用主橋橋下空間展線降坡，減少用地拆遷，降低工程造價。機動車與非機動車采用分離式斷面，從空間上分離，避免了兩者交織，提高了出行安全和效率。

2) 跨河、跨航道橋梁，因受通航凈空的限制，路線高程較高，無法與就近的道路進行銜接，可根據地形情況靈活采用環形展線的方式，增加降坡長度，減緩縱坡，實現就近接線并提高行車安全。

3) 上跨航道橋梁應盡量選擇施工中對航道通行影響小的橋型，同時需考慮好建設期的保通需求，可根據實際條件采用完全封閉施工(通過路網分流)或半幅通車半幅施工的方式，盡量減少施工期對道路運營的影響。

4) 位于城鄉交接的工程，景觀和美學也是一個重要的考慮因素，設計中要給予重視。