武漢白沙洲公鐵大橋接線(xiàn)工程總體設(shè)計(jì)

胡 程，肖海亮

（上海市政交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 200030）

0 引 言

現(xiàn)狀白沙洲大橋是武漢市三環(huán)線(xiàn)快速路的重要組成部分，也是主城南部地區(qū)的主要過(guò)江通道之一，但常年擁堵，主要原因有三點(diǎn)：一是大橋主橋與兩岸接線(xiàn)車(chē)道規(guī)模不匹配，過(guò)江通道與兩岸干路網(wǎng)絡(luò)銜接薄弱，導(dǎo)致白沙洲大橋同時(shí)承擔(dān)快速過(guò)境交通與兩岸中短距離聯(lián)系交通，功能復(fù)合，壓力大；二是兩岸接線(xiàn)系統(tǒng)疏解功能弱，主線(xiàn)出入口設(shè)置不合理，區(qū)域過(guò)江交通需遠(yuǎn)距離繞行，交通過(guò)度集中于梅子立交、鸚鵡立交、青菱立交等出入口，節(jié)點(diǎn)交通壓力大；三是現(xiàn)狀白沙洲大橋因早期技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、超載貨車(chē)多、流量遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)預(yù)期，過(guò)高的維修頻率制約過(guò)江通道功能的正常發(fā)揮，現(xiàn)有大橋難以滿(mǎn)足快速環(huán)線(xiàn)高效暢通的功能要求。項(xiàng)目地理位置見(jiàn)圖1[1]。

圖1 項(xiàng)目地理位置圖

武漢緊抓武西高鐵過(guò)江通道的建設(shè)契機(jī)，結(jié)合鐵路過(guò)江通道復(fù)合建設(shè)車(chē)行過(guò)江通道，即在現(xiàn)狀白沙洲大橋上游新建白沙洲公鐵橋，以高效利用過(guò)江通道戰(zhàn)略資源，增加主城過(guò)江交通容量，同時(shí)以新建公鐵大橋替代老橋承擔(dān)三環(huán)線(xiàn)快速過(guò)江功能，減少老橋荷載和交通量，同步優(yōu)化兩岸接線(xiàn)方案和區(qū)域環(huán)射路網(wǎng)體系，消除路網(wǎng)堵點(diǎn)，全面提高區(qū)域路網(wǎng)的整體通行能力和交通疏解效率。基于此背景開(kāi)展本項(xiàng)目的研究工作。

1 建設(shè)條件

本工程研究范圍西起漢陽(yáng)岸江城大道梅子立交，東至武昌岸白沙洲大道青菱立交，全長(zhǎng)7.7 km。漢陽(yáng)岸現(xiàn)狀接線(xiàn)為“高架主線(xiàn)6 車(chē)道+地面輔道6 車(chē)道”，武昌岸現(xiàn)狀接線(xiàn)為“地面主線(xiàn)6 車(chē)道+外側(cè)輔道4 車(chē)道”，白沙洲大橋?yàn)殡p向6 車(chē)道規(guī)模。

規(guī)劃三環(huán)線(xiàn)沿線(xiàn)兩側(cè)為50～100 m 綠化控制帶，現(xiàn)狀以河流和綠地為主。外圍區(qū)域規(guī)劃以居住用地為主。道路南側(cè)綠化控制帶內(nèi)規(guī)劃有50-60 m 武西高鐵控制走廊，見(jiàn)圖2。

圖2 沿線(xiàn)規(guī)劃用地圖

三環(huán)線(xiàn)工程范圍內(nèi)主要與10 條現(xiàn)狀或規(guī)劃道路相交，平均道路間距約460 m（不含跨江段）。工程范圍內(nèi)已形成4 處互通立交，平均間距1.75 km。其中，武金堤立交現(xiàn)狀為半互通立交，其余3 座均按全互通立交建成，見(jiàn)圖3。

圖3 沿線(xiàn)主要相交道路布局圖

2 功能定位及建設(shè)規(guī)模

2.1 功能定位

（1）現(xiàn)狀白沙洲大橋：服務(wù)兩岸地塊的到發(fā)交通，以及兩岸地塊之間的跨江交通聯(lián)系。通道調(diào)整為主干路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度60 km/h。

（2）白沙洲公鐵大橋：承擔(dān)環(huán)線(xiàn)快速交通功能，服務(wù)中長(zhǎng)距離快速過(guò)境交通。通道按快速路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度80 km/h[2]。

2.2 建設(shè)規(guī)模論證

根據(jù)交通需求分析，科學(xué)地確定車(chē)道數(shù)規(guī)模，對(duì)遠(yuǎn)期特征年2045 年的特征路段交通量進(jìn)行通行能力適應(yīng)性分析，分別按雙向4 車(chē)道、6 車(chē)道、8 車(chē)道規(guī)模進(jìn)行測(cè)算[3]，結(jié)果見(jiàn)表1 和表2。

表1 主線(xiàn)建設(shè)規(guī)模分析表

表2 輔道建設(shè)規(guī)模分析表

綜合考慮交通需求、建設(shè)條件及建設(shè)成本，三環(huán)線(xiàn)主線(xiàn)采用雙向6 車(chē)道的建設(shè)規(guī)模。

綜合考慮交通需求、建設(shè)條件及建設(shè)成本，三環(huán)線(xiàn)輔道采用雙向6 車(chē)道的建設(shè)規(guī)模。

3 總體方案比選論證

3.2 總體方案一

從高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)過(guò)江通道、完善快速路網(wǎng)格局的角度，提出方案一。

（1）總體布置

白沙洲公鐵橋：漢陽(yáng)岸三環(huán)線(xiàn)高架在連通港路東側(cè)改造對(duì)接新橋，過(guò)江后以高架方式跨過(guò)白沙洲大道、接現(xiàn)狀三環(huán)線(xiàn)高架；白沙洲大道高架與武咸高架銜接地面段改造為高架，青菱立交改造為四層高接高全互通立交。

現(xiàn)狀白沙洲大橋：漢陽(yáng)岸在國(guó)博大道鸚鵡立交西側(cè)落地，銜接現(xiàn)狀6 車(chē)道輔路；武昌岸落地段維持現(xiàn)狀、對(duì)接三環(huán)線(xiàn)地面道路，與白沙洲大道地面層形成燈控路口。

全線(xiàn)新建高架7.2 km，其中過(guò)江大橋段2.4 km，漢陽(yáng)岸接線(xiàn)新建高架2.2 km，武昌岸接線(xiàn)新建高架2.6 km，見(jiàn)圖4。

圖4 方案一總體布置圖

（2）交通組織

新橋交通疏解：新橋兩端與江城大道、白沙洲大道通過(guò)梅子立交、青菱立交高標(biāo)準(zhǔn)互通、服務(wù)長(zhǎng)距離快速過(guò)境交通。

老橋交通疏解：老橋兩端落地銜接地面路網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快-主路網(wǎng)銜接，改善過(guò)江聯(lián)系。

新老橋快速交通轉(zhuǎn)換：增設(shè)連通港東路、南郊路2 對(duì)匝道，實(shí)現(xiàn)新老橋快速對(duì)接。國(guó)博大道經(jīng)鸚鵡立交和連通港路平行匝道、武金堤路經(jīng)南郊路平行匝道均可實(shí)現(xiàn)與三環(huán)主線(xiàn)連續(xù)、快速的銜接，見(jiàn)圖5。

圖5 方案一交通組織示意圖

（3）方案評(píng)價(jià)

a. 方案優(yōu)勢(shì)：主輔系統(tǒng)完全分離，新老橋功能定位清晰，兩岸接線(xiàn)交通疏解能力較強(qiáng)，同時(shí)能有效消除青菱立交交通瓶頸點(diǎn)。

b. 方案存在問(wèn)題：對(duì)現(xiàn)狀立交、三環(huán)線(xiàn)主線(xiàn)改造體量相對(duì)較大，需做好施工期間交通組織。

3.3 總體方案二

從保證過(guò)江功能、減少對(duì)現(xiàn)狀立交改造的角度，提出方案二。

（1）總體布置

白沙洲公鐵橋：漢陽(yáng)岸三環(huán)線(xiàn)（江城大道- 連通港路）綁寬為雙向10 車(chē)道，外側(cè)6 車(chē)道向東銜接新橋，過(guò)江跨過(guò)武金堤立交后公鐵分離，通過(guò)1.7 km高架接現(xiàn)狀青菱立交。

白沙洲大橋：漢陽(yáng)岸銜接方式不變，過(guò)國(guó)博大道鸚鵡立交后接現(xiàn)狀高架，向東過(guò)江跨武金堤立交后對(duì)接地面輔道。

全線(xiàn)新建高架6.3 km，其中過(guò)江大橋段2.4 km，漢陽(yáng)岸接線(xiàn)新建高架2.2 km，武昌岸接線(xiàn)新建高架1.7 km，見(jiàn)圖6。

圖6 方案二總體布置圖

（2）交通組織

新橋快速過(guò)境功能基本實(shí)現(xiàn)，但漢陽(yáng)岸現(xiàn)狀三環(huán)主線(xiàn)與新橋僅通過(guò)匝道銜接，交通轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)偏低，過(guò)境與到發(fā)功能重疊。在武昌岸青菱立交仍存在交通瓶頸。此外，老橋與白沙洲大道地面道路只能右進(jìn)右出銜接，對(duì)白沙地區(qū)服務(wù)功能較弱，見(jiàn)圖7。

圖7 方案二交通組織示意圖

（3）方案評(píng)價(jià)

a. 方案優(yōu)勢(shì)

相比方案一，方案二不改造國(guó)博大道鸚鵡立交，青菱立交僅需改造兩條匝道及主線(xiàn)的落地段即可實(shí)現(xiàn)與新橋的銜接；白沙洲大道通過(guò)主輔分離改造擴(kuò)容，可以在一定程度上增加交通容量、提高交通疏解能力。

b. 方案存在問(wèn)題

漢陽(yáng)岸現(xiàn)狀三環(huán)線(xiàn)與新橋之間僅按匝道標(biāo)準(zhǔn)銜接，運(yùn)行效率較低；武昌岸白沙洲大道地面段的交通瓶頸未消除，青菱立交的交通壓力進(jìn)一步增大，加劇環(huán)射路網(wǎng)的瓶頸效應(yīng)。

3.4 總體方案三

從保證主要交通轉(zhuǎn)換功能、降低工程投資的角度，提出方案三。

（1）總體布置（見(jiàn)圖8）

圖8 方案三總體布置圖

白沙洲公鐵橋：公鐵橋主線(xiàn)兩端過(guò)堤防后迅速對(duì)接現(xiàn)狀三環(huán)線(xiàn)，其中漢陽(yáng)岸通過(guò)環(huán)形匝道展線(xiàn)，在國(guó)博大道鸚鵡立交東側(cè)接入主線(xiàn)，武昌岸過(guò)武金堤路后主線(xiàn)落地對(duì)接現(xiàn)狀三環(huán)主線(xiàn)，同步建設(shè)南郊路南北直行高架。

白沙洲大橋：維持現(xiàn)狀。

道路全線(xiàn)新建高架4.9 km，其中公鐵合建段2.3 km，漢陽(yáng)岸環(huán)形匝道及綁寬段1.6 km，武昌岸接線(xiàn)新建高架1 km。

（2）交通組織（見(jiàn)圖9）

圖9 方案三交通組織示意圖

新橋僅起到“副橋”擴(kuò)容功能，漢陽(yáng)岸新老橋之間的銜接存在400 m 的短距離交織，且交織段臨近鸚鵡立交，導(dǎo)致車(chē)道變換頻繁，主線(xiàn)的快速交通效率無(wú)法保證。青菱立交南北向、東向直行均存在交通擁堵。此外，新老過(guò)江通道與兩岸濱江道路仍未實(shí)現(xiàn)直接銜接，短距離過(guò)江交通功能缺失的問(wèn)題未得到改善。

（3）方案評(píng)價(jià)

a. 方案優(yōu)勢(shì)

工程量小，對(duì)現(xiàn)狀快速路系統(tǒng)的改造少，造價(jià)低。

b. 方案存在問(wèn)題

交通功能：過(guò)江通道通行能力受兩端接線(xiàn)、立交通行能力的制約，功能難以充分發(fā)揮，長(zhǎng)距離過(guò)境交通與短距離跨江交通未實(shí)現(xiàn)分離。堤防影響：西端環(huán)形匝道在江灘和堤防保護(hù)線(xiàn)范圍內(nèi)立墩約75 處，距現(xiàn)狀堤防坡腳線(xiàn)最近處約45 m，方案實(shí)施難度大。

3.5 綜合比選

對(duì)上述三個(gè)總體方案進(jìn)行綜合比選，見(jiàn)表3。

表3 總體方案綜合比選分析表

經(jīng)過(guò)綜合比選，方案一在交通系統(tǒng)功能上具有明顯優(yōu)勢(shì)，作為推薦方案。

4 重要節(jié)點(diǎn)方案

4.1 鸚鵡立交節(jié)點(diǎn)

新三環(huán)主線(xiàn)向西過(guò)國(guó)博大道鸚鵡立交后接入現(xiàn)狀三環(huán)線(xiàn)主線(xiàn)，鸚鵡立交需進(jìn)行局部改造。

（1）高架系統(tǒng)

a. 需拆除現(xiàn)狀高架約900 m，地面輔道保留；b. 連通港路東側(cè)新建一對(duì)上下匝道，對(duì)接國(guó)博大道與白沙洲大橋。

（2）輔道系統(tǒng)

現(xiàn)狀鸚鵡立交向西接三環(huán)線(xiàn)高架，本次改造后調(diào)整為接地面輔道后，需改造一對(duì)西向右轉(zhuǎn)匝道匝道和一對(duì)苜蓿葉左轉(zhuǎn)匝道，同時(shí)原三環(huán)高架主線(xiàn)改為主線(xiàn)落地接地面輔道，立交改造部分見(jiàn)圖10。

圖10 鸚鵡立交節(jié)點(diǎn)改造方案布置圖

4.2 青菱立交節(jié)點(diǎn)

（1）現(xiàn)狀條件及存在問(wèn)題

現(xiàn)狀青菱立交為三層“苜蓿葉+ 半定向”立交，立交最高點(diǎn)高程為33 m。

由于立交區(qū)主線(xiàn)與輔道系統(tǒng)未分離，現(xiàn)狀立交同時(shí)承擔(dān)快速過(guò)境交通與周邊區(qū)域到發(fā)交通，功能混雜，交通壓力大，節(jié)點(diǎn)通行能力不足；同時(shí)人非交通與機(jī)動(dòng)車(chē)混行，交通秩序混亂，進(jìn)一步降低立交疏解效率，并存在安全隱患。具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)狀青菱立交具有以下交通特征：a. 立交整體接近飽和，（V/C：0.82）。b. 白沙洲大道：方向南北進(jìn)口道高峰流量均接近6 000 pcu/h，交織嚴(yán)重導(dǎo)致?lián)矶隆. 三環(huán)線(xiàn)：方向過(guò)江能力不足，擁堵向東、南蔓延。d. 環(huán)射銜接：轉(zhuǎn)向交通占40%。e. 2 條環(huán)形匝道高峰超過(guò)11 00 pcu/h，出城（西向南）單車(chē)道匝道高峰流量1 324 pcu/h，均存在擁堵。f. 立交節(jié)點(diǎn)交通轉(zhuǎn)換需求量：預(yù)計(jì)公鐵橋建成年達(dá)到20 160 pcu/h；2035 年（新總規(guī)末年）達(dá)到24 480 pcu/h。

總體上，現(xiàn)狀青菱立交（見(jiàn)圖11）已無(wú)法滿(mǎn)足近遠(yuǎn)期交通需求，成為制約公鐵橋武昌岸接線(xiàn)交通疏解能力的瓶頸點(diǎn)，亟待改造。主要改造思路為提效擴(kuò)能、規(guī)范秩序，滿(mǎn)足公鐵橋接線(xiàn)的交通疏解需求。

圖11 現(xiàn)狀青菱立交航拍圖

（2）改造方案

a. 總體方案（見(jiàn)圖12）

圖12 青菱立交改造方案總體布置圖

現(xiàn)狀立交全部拆除，在原立交用地范圍內(nèi)新建三環(huán)線(xiàn)主線(xiàn)高架與白沙洲大道高架形成的四層“渦輪式（迂回半定向式）立交”，東側(cè)一對(duì)平行匝道與立交合并設(shè)置，并與地面輔道平交燈控。新建青菱立交方案：地面層為地面輔道（平交燈控），二層為白沙洲大道主線(xiàn)、匝道，三層為轉(zhuǎn)向匝道，四層為三環(huán)主線(xiàn)+匝道（最高43 m），最高層為武西高鐵（軌面53 m）。

b. 方案評(píng)價(jià)

方案優(yōu)點(diǎn)：立交匝道均為半定向匝道，標(biāo)準(zhǔn)高；主輔分離，系統(tǒng)層次明晰，可同時(shí)兼顧快速交通疏解功能與沿線(xiàn)地塊集散功能，節(jié)點(diǎn)疏解能力強(qiáng)；地面輔道為平交燈控，人非交通出行便利，且人非和機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)分離，交通秩序好，安全隱患大大降低。

存在問(wèn)題：現(xiàn)狀立交全部廢除，廢棄量大，存在一定社會(huì)影響。

青菱立交系統(tǒng)功能層次分析見(jiàn)圖13。

圖13 青菱立交系統(tǒng)功能層次分析圖

5 結(jié) 語(yǔ)

武漢白沙洲大橋過(guò)江通道是三環(huán)線(xiàn)快速路的重要組成部分，也是主城南部地區(qū)重要的過(guò)江通道之一。現(xiàn)狀白沙洲大橋通行能力不足、可靠性低，兩岸接線(xiàn)交通問(wèn)題突出，疏解效率低，制約過(guò)江通道功能的發(fā)揮。因此有必要抓住武西高鐵過(guò)江通道建設(shè)的契機(jī)，復(fù)合建設(shè)車(chē)行過(guò)江通道，優(yōu)化兩岸接線(xiàn)方案和區(qū)域環(huán)射路網(wǎng)體系，消除路網(wǎng)堵，改善區(qū)域交通環(huán)境。本文從功能定位、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)規(guī)模以及建設(shè)條件的分析出發(fā)，詳細(xì)介紹了本項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)方案和立交節(jié)點(diǎn)的比選方案，為其他城市類(lèi)似快速路復(fù)線(xiàn)過(guò)江通道的總體方案設(shè)計(jì)提供參考。