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仙岳路与成功大道立交工程提升改造设计

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摘要:成功大道与仙岳路为厦门市岛内最重要的纵向和横向交通干道,近年来,随着城市机动车的迅速增长,岛内交通拥堵现象日益严重,特别是成功大道与仙岳路交叉节点处的交通拥堵最为突出,该节点处的交通瓶颈大大降低了这两条岛内最重要交通干道的功能发挥,该处节点提升改造已刻不容缓。本文针对于仙岳路与成功大道立交提升改造工程进行了分析和研究,希望通过本文的探讨,能够为以后城市道路提升改造提供参考。

关键词:仙岳路;立交工程;提升改造

中图分类号:S611文献标识码: A

1 工程概述

仙岳路为城市快速路,位于厦门本岛的中部,西起海沧大桥,东至翔安隧道,自西向东贯穿整个厦门岛,全长10.1km,是厦门岛连接海沧、翔安辅城的重要通道。仙岳路与成功大道交叉处是两条快速路进行交通转换的重要节点,该节点尽管已采用全互通立体交叉的形式进行衔接,但匝道均是与仙岳路的辅道衔接,受鹰厦铁路位置及现场条件影响,这些匝道在仙岳路辅道上的进出口布置存在诸多不足,在成功大道与仙岳路的转换交通流量很大的情况下,转换车流和辅道车流交织严重,已不能满通增长的需求,形成岛内东西向的交通瓶颈,因而需要对其进行相应的改造。

2 设计思路

2.1 道路现状

仙岳路西段(湖滨中路-台湾街)已全线高架(于2011年通车),高架桥终点位于江头建材城处,高架落地后下穿鹰厦铁路及成功大道,并沿地面前行,之后再上跨金尚路。仙岳路与成功大道交叉处是两条快速路进行交通转换的重要节点,该节点尽管已采用全互通立体交叉的形式进行衔接,但匝道均是与仙岳路的辅道衔接,受鹰厦铁路位置及现场条件影响,这些匝道在仙岳路辅道上的进出口布置存在诸多不足,在成功大道与仙岳路的转换交通流量很大的情况下,转换车流和辅道车流交织严重;同时,仙岳路沿线支路开口较多,辅道车流与片区出入车流也存在严重交织;此外,2010年4月份翔安隧道建成通车后,本岛、海沧、漳州方向车流大部分通过仙岳路―翔安隧道―沈海高速通行,仙岳路过境交通量激增进一步加剧了其交通压力。上述种种情况直接导致节点处及节点所在路段(台湾街~金尚路段)交通拥堵日趋严重,已不能满通增长的需求,形成岛内东西向的交通瓶颈。

鉴于上述问题,为了有效提高仙岳路该节点及节点所在的台湾街~金尚路段的通行能力,减少拥堵和交通安全隐患,完善仙岳路的城市快速路功能,增强仙岳路及成功大道之间的交通转换效率,同时缓解岛内轨道交通和第二西通道建设给厦门市区带来的交通压力,对其进行改造迫在眉睫。

2.2 重要节点改造设计

2.2.1起点仙岳路与台湾街交叉口处既有桥

本次改造设计主线全线高架,且须满足高架桥下地面道路行车的净空要求,因此须对既有仙岳路上跨台湾街的桥梁进行顶升改造以利衔接。既有桥顶升改造涉及到36+45+36米钢箱梁,针对钢箱梁不同的顶升改造工艺,本次提出两个方案进行比较:

方案一

对既有钢箱梁进行切割后再顶升,该方案对路线的纵面设计无特殊要求,路线纵面线形指标较高。(具体如图2所示)

图2 起点顶升改造前、后桥面示意图

方案二

保持第三联既有钢箱梁结构完整(不切割),通过顶升和旋转钢箱梁及前后混凝土梁形成新的路线纵断面,并与新建桥梁衔接。综合考虑路线最小坡长限制及曲线半径拟合要求(按局部降为60km/h时速,最小坡长为150m),得到改造前后桥面示意如图3所示。

图3原福厦路高架桥第五联(本工程第一联)顶升改造高差示意图

图4 原福厦路高架桥第六联(本工程第二联)顶升改造高差示意图

方案比较

方案一通过切割钢箱梁适应路线纵坡变化,混凝土梁仅需顶升即可利用,顶升范围短,工期较短,路线纵断面线形顺畅,但切割顶升焊接过程中需要在台湾街路口钢箱梁下搭设八处支架,对路通影响相对较大。方案二不切割钢箱梁,对上述四联箱梁进行顶升和旋转以适应路线纵坡要求,支架仅需搭设在各桥墩附近,对路口和辅道交通影响相对较小,但其顶升范围过长(比A方案长288米),且须对部分混凝土梁进行加固,工期较长,施工难度加大且投资相对较高[2]。同时,路线纵断面增设变坡点也降低了设计标准,其最小坡长为151.469m,纵面线形指标较低(最小坡长只能满足设计速度60Km/h),路线局部要进行限速;此外,该方案桥梁顶升高度比方案一大,顶升联数也比方案一要多顶升2联。因此,综合比选后采用方案一。

2.2.2终点处既有金尚路高架桥

本次改造终点位于仙岳路与金尚路交叉口附近,需与设置于仙岳路主线上并上跨金尚路的既有金尚路高架桥对接。既有金尚路高架桥分左、右两幅布置,其孔跨布置均为(5×30)+(2×30+40+2×30)+(3×30)m,共三联,均采用等高度预应力混凝土连续箱梁。桥梁纵断面位于人字坡凸形竖曲线上,变坡点位于第二联主跨跨中金尚路口,左线变坡点桩号为ZK5+580.12,前坡度为1.46%上坡,后坡度为2.61%下坡,竖曲线半径R=3000m。右线变坡点桩号为YK5+580.31,前坡度为1.46%上坡,后坡度为2.59%下坡,竖曲线半径R=3000m。本次改造提出两种方案与既有金尚路高架桥进行衔接:

方案一:

对既有金尚路高架桥第一联5×30预应力砼连续箱梁进行顶升改造,第二联2×30+40+2×30m 预应力砼连续箱梁只进行加铺改造。为了满足第二联不顶升而只是加铺改造的标高要求,路线纵面与既有纵面高差不能太大,需尽量增大第一联所处竖曲线半径,导致ZK5+150~ZK 5+362、YK5+150~YK 5+365段主线桥(第十四、第十五联)桥下地面辅道的净空不足,需对该段的地面辅道进行下挖改造,最大挖深1.5m。具体如图5,图6所示。

图5 既有金尚路高架桥第一联箱梁顶升改造高差示意图

图 6既有金尚路高架桥箱梁改造前、后结构位置关系示意图

方案二

对既有仙岳路上跨金尚路的跨线桥直接利用,不进行顶升改造。此方案要求主线纵面在既有跨线桥处的标高不变,需将主线桥第十四联、第十五联以及金尚路高架桥第一联范围(K5+160~K5~410段)地面辅道标高降低,从而需将既有辅道下挖,下挖最大深度3.0m;同时,此方案也须将金尚路高架桥0号桥台背墙拆除,台身改造为桥墩,按此方案改造,则既有桥台承台露出改造后地面约1.0m,须增设基桩后,将两边约3m范围承台切除。具体如图7所示。

图7 终点处既有金尚路高架桥基础改造示意图

方案比较

方案一通过设置较大半径属曲线(R=12814),可以使得顶升改造后的金尚路高架桥上构仅通过顶升后铺装调整即可满足结构受力和线形要求,为确保桥下车道通行净空,地面辅道下挖深度最大约1.5。主线纵面线形较好。方案二考虑保持既有金尚路高架桥线形,不进行顶升改造,致使主线地面辅道(K5+160~K5~410)范围须下挖最大约3m。且由于辅道开挖深度大,辅道保通难度较A方案大。改造完成后主线纵断面竖曲线半径小,线形较差。综合考虑,为确保既有金尚路高架桥的顶升改造经济合理,建议采用方案一。

2.2.3成功大道立交

根据交通量调查结果,仙岳路与成功大道转换车流量较大,进出匝道车流与辅道、沿线支路车流交织冲突严重,时常拥堵,导致既有互通交通转换效率低下,因此,需要对其进行改造,设计的两个方案如下:

方案一

维持既有匝道功能不变,在转换交通需求较大的五个方向增设增设A(成功大道北往西)、EF(成功大道南往东)、J(仙岳路东往南)、I(仙岳路东往北)4条匝道连接仙岳路高架层与成功大道,具体如图8所示。

图8 成功大道立交改造方案一平面示意图

方案二

取消方案一中的I、J匝道,只设置A、EF匝道连接仙岳路高架层与成功大道,成功大道上的既有B匝道汇入成功大道的入口及成功大道去往吕岭路的出口维持现状,具体如图9所示。

图9 成功大道立交改造方案二平面示意图

方案比选

对于方案一而言,尽管其投资相对要高,且新增J匝道并入成功大道的入口与成功大道去往吕岭路的出口之间的距离较小, 目前J匝道的并入对成功大道主线车流有一定影响,但由于仙岳路高架层与成功大道的功能定位都是城市快速路,两条快速路在交通转换需求较大的方向设置匝道连接是很有必要的,可很大的分流原成功大道与仙岳路地面层的转换车流,大大减小仙岳路地面层的交通压力,有效消除地面层交通拥堵的问题。方案二取消I、J匝道尽管可节省部分投资(建安费比方案一少约1.1亿元),但由于I、J匝道方向均为仙岳路与成功大道交通转换需求较大的方向,取消I、J匝道、仅靠目前的地面层匝道进行转换不仅造成匝道与辅道衔接路段的交通压力过大,没有解决中医院路段目前的地面交通拥堵问题,而且难以满足远期交通增长情况下两方向交通转换的需求。综合考虑,推荐采用方案一。

结论

本文针对于仙岳路与成功大道立交工程提升改造设计进行了具体的分析和研究,通过本文的探讨,我们了解到,在既有项目的改造过程中,尽量采用一些新的工艺和技术对既有的结构进行改造利用,在新建项目中应具有一定的超前性,减少项目的重复改造。

参考文献:

[1] 崔健球. 中环线道路(浦西段)工程总体方案设计[J]. 城市道桥与防洪. 2011(04)

[2] 郑全,王志巍. 上中路越江隧道浦西出入通组织设计方案[J]. 地下工程与隧道. 2012(01)