京广快速路二期工程总体设计方案探讨

京广快速路二期工程总体设计方案探讨
1 工程概况
图1
京广快速路二期工程为京广快速路一期工程的延长线，分南北两段。

其中南段南起绕城高速，向北跨越中州大道、南四环，接南水北调大桥，全长5.073公里；北段南起北三环，接现状京广快速路，向北跨越京广铁路、贾鲁河、连霍高速，至石苏路以南落地，全长约4.493km。

两段皆为高架桥，桥上双向6车道；桥下辅道为双向8车道。

2 总体要求
2.1 建设目标
郑州中心城区空间布局从原有单中心结构向“两轴八片多中心”发展，郑州新区的发展进一步强化了多中心发展的趋势。

为支撑城市空间布局调整，在现有单中心环加放射状道路的基础上，强化东西延伸、南北放射，最终形成棋盘式路网格局。

城市三环内快速路系统规划总体布局为“一环三横两纵”，“一环”指北三环—西三环—南三环—中州大道；“三横”指陇海路快速路、建设路—金水路快速路、农业路快速路；“两纵”指京广快速路和花园路-紫荆山路快速路。

本工程正是郑州快速路网的重要组成部分，按照“快捷、高效、安全、绿色”的现代化城市交通运输体系设计建设的，将实现本市道路的“双15”目标，即中心城区任意一点到达快速路的时间不超过15分钟、快速路上任意一点到达城外高速的时间不超过15分钟。

2.2 设计理念
快速路在设计理念上运用系统工程概念，提出快速路系统的建设不单纯为道路系统的建设，应为5大系统的建设，即道路工程系统、快速公交系统、智能交通系统、生态景观系统和生态服务系统，真正体现“低碳环保、以人为本”的设计理念。

道路设计体现“人、环境、交通、发展”的和谐统一，在总结京广快速路一期工程设计、施工和管理经验的基础上，妥善处理好快速路建设与环境、交通换乘、居民出行的关系，在符合城市路网布局、交通和经济协调发展的前提下，重点研究路网衔接性、交通适应性、出入口布置，使京广快速路二期工程有利于城市交通的集散和疏解、有利于均衡路网流量、有利于发挥路网整体效率、有利于两侧地块的开发利用。

2.3 设计原则
（1）绿色交通，在保证主线快速通行的前提下，合理利用快速路辅道，充分考虑慢行交通的交通组织规划设置以及行人过街设置等；
（2）全面考虑城市综合交通的要求，满足交通性主干路及城市快速路系统交通快速通行要求，区域交通运转顺适流畅；
（3）合理选择高架桥的形式，道路功能能够满足城市未来交通发展的要求；
（4）严格控制出入口，加强重要节点处设计，保证快速路的中长距离快速通达性能；
（5）尽量避开大型基础设施，减少对新建建筑及成规模建筑群的拆迁量；
（6）提高京广快速路的综合服务能力，满足区域用地开发改造的需要。

并尽量降低综合造价；
（7）道路设计应符合城市总体规划确定的道路类别、级别、红线宽度、横断面类别，按道路等级、设计年限、交通量等确定路面结构；
（8）道路设计应处理好近期与远期、新建与改建、局部与整体的关系；
（9）由于城市道路埋设地下管线较多，道路设计应照顾到各管线专业的规划与设计，统一安排；
（10）设计应综合考虑道路的建设投资、运输经济与养护费用等关系；
（11）应根据交通工程要求，处理好人、车、路、环境之间的关系；
（12）道路、桥隧的平面、纵断面、横断面应相互协调。

2.4 主要技术标准
（1）道路等级：城市快速路；
（2）设计速度：主线80km/h；辅道50km/h；匝道30～40km/h；
（3）设计荷载：汽车：城-A级、人群：q人=4.5kN/m2；
（4）路面结构标准轴载：BZZ-100型标准车；
（5）桥下净空：主干路净空≥5.0m，其它道路净空≥4.5m，铁路净空≥8.5m；
（6）纵坡度：桥梁、地道≤4.0%；
（7）平曲线半径：主线：R≥300m；匝道：R≥70m；
（8）竖曲线半径：主线凸曲线半径：R≥4500m；主线凹曲线半径：R≥2700m；匝道竖曲线半径：R≥400m；
（9）路面横坡度：均为1.5%；
（10）地震动峰值加速度：0.15g。

3 工程方案
3.1 平面布置
工程南段在跨越南水北调干渠后，向南依次跨越渠南路、贾寨北街、贾寨路、汇泉路、杏贾路、侯贾路，跨越南四环后，再向南依次跨越百姓路、芦庄路、豫一路，与中州大道连接后，再和南绕城高速衔接，全长5.073km。

工程北段接京广快速路一期工程，向北跨越福利院路、南阳寨街、安泰路、京广铁路、邮运南路、邮运北路、宏达路、长庆路、长柳路、新村西路、贾鲁河、三全路、新龙路、连霍高速、江山路、贾河路、坡阳路，在石苏路以南落地，桥梁全长约4.493km。

3.2 纵断面布置
主桥纵断面设计需综合考虑以下因素：
（1）桥下净空
由于高架桥下布置有地面机动车道，因此桥下净空按不小于5米控制。

（2）起点高程
南段工程起点为南水北调大桥，需要与大桥纵断进行统一设计；北段工程起点为京广快速路一期工程，需要与其顺接，起点高程即为断头桥终点高程。

（3）既有匝道
北段主桥需要下穿既有北三环与京广路的东向南的左转匝道，匝道的桥面高程为115米左右；为保证净空，交叉处的主桥高程不高于108米。

（4）铁路
南段需要下穿郑西高速铁路，必须保证5.5米以上净空；北段纵断设计上需
考虑上跨京广铁路，该处净空至少为8.5米。

（5）河流
南段需要跨越西干渠，北段需要跨越贾鲁河。

桥梁跨越河流时都要委托水务部门做防洪评价，然后以防洪评价报告提供的百年一遇洪水位确定该处控制高程。

（6）高速公路
工程两段的终点都是高速公路，南段的终点为郑州绕城高速，北段的终点为连霍高速。

因此，纵断面设计必须考虑与高速公路的衔接。

根据高速产权单位要求，桥梁跨越高速时需至少留有5.5米净空。

除以上因素外，还需综合考虑排水、匝道连接、被交路净空等因素，最大纵坡按不大于4%控制，最小纵坡不小于0.3%，以利排水。

3.3 横断面布置
标准段红线宽度为60m，匝道段红线宽70m，桥上双向6车道，全宽25.5m；地面层双向8车道。

图2 标准段断面图
图3 匝道段断面图
3.4 平行匝道布置
（1）匝道布置思路
为充分发挥京广快速路在快速路网中的作用，匝道布设时应注意匝道的总量、匝道布设位置的选择、匝道间距的确定、起坡及落坡到地面交叉口的距离、加减速车道设置等问题。

（2）匝道间距、数量
主线出入口包括地面快速路的进出口和高架快速路的匝道，出入口的布置与快速路的功能和区域路网有关。

出入口应保证主线的直行交通不受干扰，并使分合流交通安全、迅速。

根据出入口对主线车流运行的影响分析，出入口的最小间距除满足变速车道的长度、转换车道长度、入口和出口的渐变段，出入口车辆与主线车流的交织段长度以及诱导标志距离外，还应考虑合流区与分流区交通紊流的影响范围，采用合理的布置间距。

（3）匝道的设计原则
平行匝道是高架道路与地面路网联系的纽带，分为出口匝道（下匝道）和进
口匝道（上匝道），匝道设置位置是否合理将影响高架道路的功能和作用发挥。

总之，必须合理的进行匝道布设，实现匝道分流和集散交通的作用。

匝道布置与配套路网结构相结合，利用路网分节疏解交通，缓解对主干路交叉口的交通压力，最大限度满足快速路在道路网中担负的交通作用，适应主流向交通，发挥匝道的功能。

匝道设计与交通监控管理相结合，体现“建管并举、重在管理”思路。

（4）出入口布置间距
匝道出入口布置间距一般用快速路主线的匝道平均间距来表示，即相邻匝道在主线分岔点之间距离，匝道合理间距与快速路主线的功能和区域路网有关。

匝道布置的出入口应保证主线的直行交通不受干扰，并使分合流交通安全、迅速通行。

根据匝道对主线车流运行影响分析，匝道的最小间距除满足变速车道长度、转换车道长度、匝道入口和出口的渐变段、匝道出入车辆与主线车流的交织段长度以及诱导标志距离外，还应考虑合流区与分流区交通紊流的影响范围，采用合理的布置间距。

一般情况下，匝道加减速段和渐变段长度根据主线及匝道的计算行车速度和匝道车道数、主线平均纵坡等因素按照规范要求取值，必要时，还要根据主线和匝道具体的预测交通流量进行修正。

一般加速车道采用平行式，减速车道原则上采用直接式。

考虑蓄车功能，减速车道也推荐采用平行式。

（5）桥匝道与交叉口的距离
出口匝道坡脚与交叉口进口道停车线之间的距离由两部分组成，分别是衔接交叉口车辆排队长度和出口匝道车辆与地面道路车辆交织长度。

交叉口出口道圆切点处与入口匝道起点之间的距离应满足有关车辆交织运行的需要。

上匝道距离交叉口出口道最小距离为50-100m；下匝道距离交叉口进口道停车线为渠化展宽段长度加车道变换长度，一般控制140m以上，对于受到道路用地和拆迁的影响的，最小距离为100m。

（6）布置方案
按照上述原则，工程南段在贾寨北街与贾寨路之间设置1对上下高架桥的平行匝道，在芦庄路南侧和豫一路南侧各设置一对上下匝道。

工程北段在北三环与南阳寨街之间、在邮运北路与宏达路之间、宏达路与长柳路之间、三全路与新龙路之间共设置4对上下高架桥的平行匝道，以便于地面道路与高架桥之间的交通联系，更好的完善了高架桥的功能。

3.5 桥跨布置
由于该项目位于郑州市城市区，对桥梁美观要求较高，孔跨布置应考虑整个桥梁结构与周围环境的协调性，跨度过大时建筑高度大且工程造价高，跨度过小
时影响景观效果和桥下的通车能力。

另外，高架桥在总工程投资中所占比重较大，孔跨布置应结合地质条件、建设工期、施工环境和施工难易选用较经济的布置形式。

因此，通过对适用于城市高架桥的不同结构形式和常用孔跨布置从功能、经济、美观和施工等方面进行综合比选后，推荐主线主要采用30m的等高度预应力混凝土连续箱梁，三至四跨一联为主。

主线高架预应力混凝土箱梁采用斜腹板结合曲线段的箱梁外立面形式。

桥墩形式采用和主梁截面对应的结构形式。

主线匝道主要采用和主线对应跨径的等高度预应力混凝土连续箱梁，截面形式和主线相对应。

部分梁高有限制或对施工有特殊要求的区段可采用简支梁结构。

4 几点认识
（1）城市整体规划是城市建设的命脉，直接影响工程的规模和投资，应注重前期规划方案的论证。

（2）快速路应与其相交的道路进行交通系统化设计，理顺快速路与周边路网的衔接关系；同时细化完善辅道系统。

（3）快速路上公交车站的位置，应考虑不影响主路交通，建议设置专门的公交港湾。

【参考文献】
[1]王凌志，等.天津市快速环路工程总体设计方案[J].城市道桥与防洪，2007（5）.
[2]赵建新，等.中环线（浦西段）工程总体设计[C]//中国市政工程中环线论文集：设计与研究篇.
[3]王连红，等.北京阜石路高架桥设计[J].市政技术，2009（3）.。