重庆主城至永川区快速通道方案研究.pdf

第1期（总第232期）2024 年 2 月CHINA MUNICIPAL ENGINEERINGN o.1 (S e r i a l N o.2 3 2)F e d.2 0 2 419重庆主城至永川区快速通道方案研究莫 仕 宁（重庆市设计院有限公司，重庆 400015）摘要：永川区是重庆主城都市区战略支点城市，目前重庆主城至永川区仅靠高速公路或低等级公路连接，缺乏高等级市政道路的衔接。该文分析重庆主城至永川区快速通道的功能定位和建设意义，重点研究项目通道走廊、起终点衔接、互通立交等关键节点方案，并通过采用 BIM、倾斜摄影等新技术解决工程重点和难点。方案研究对类似通道建设具有一定的借鉴意义。关键词：快速通道；建设意义；方案研究；新技术中图分类号：U491.12 文献标志码：A 文章编号：1004-4655（2024）01-0019-05收稿日期：2023-05-11作者简介：莫仕宁（1991），男，工程师，本科，主要从事交通规划和道路设计工作。DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2024.01.005重庆市城市基础设施建设“十四五”规划提出：“着力推进主城都市区快速通道体系建设。梯次推进同城化发展先行区、支点城市、桥头堡城市至中心城区的主城都市区快速通道建设。积极开展中心城区至涪陵、永川、合川、南川等主城新区快速通道前期研究工作”1。本文为重庆中心城区至永川区快速通道方案研究。1 工程概况与建设条件永川区位于长江上游北岸、重庆西部。东邻江津区和璧山区，北界铜梁区，西接荣昌区，南与四川省合江县、泸县接壤。永川区定位为成渝地区双城经济圈枢纽节点2、重庆主城都市区战略支点3、重庆智能化制造业基地、区域综合交通物流枢纽、区域综合服务中心、区域创新创业人才高地4，其在重庆市的地位十分重要。当前，连接主城区与永川区的道路均为高速公路或低等级公路，尚无直接联系的市政道路。现有连接通道主要为成渝高速和九永高速，成渝高速为双向 4 车道高速公路，以服务过境交通为主，全日交通量约为 12 000 辆，常态化饱和，高峰期常年拥堵且拥堵情况严重；九永高速为双向 6 车道高速公路，联系西部城区南侧；因九永高速规划未过长江，目前在长江西侧为尽端式道路，通行能力受限。现有道路已不满足主城与永川区都市区一体化发展及重庆向西发展的需求，迫切需要建设 1 条便捷的快速通道。1.1 工程概况重庆主城至永川区快速通道道路等级为城市快速路，设计速度 80 km/h，标准路幅宽度 36 m,双向 8 车道，路线长 26.3 km。项目地理位置图见图 1。荣昌永川江津长江九永高速成渝高速重庆科学城华岩隧道铜梁大足双桥璧山重庆主城至永川区快速通道北图 1 项目地理位置图1）功能定位。项目定位为组团间的中、长距离交通联系,兼具服务地方经济功能的城市快速路。2）建设意义。项目建设将推进重庆主城都市区同城化发展建设，加快构建双核引领、区域联动新格局，为双城经济圈高质量发展注入强大动力；202024 年第 1 期莫仕宁：重庆主城至永川区快速通道方案研究构建主城都市区西部快速骨架路网，串联璧山、永川，将极大提高渝西片区内及与主城之间的出行效率，加快“一日生活圈”、“一小时通勤圈”目标实现；构建第二机场枢纽客货运快速集疏运通道体系，加快新机场枢纽建设；串联重庆西部科学城、璧山区国家级高新区、重庆第二机场枢纽、永川大安机场、永川高新区等渝西各区主要产业园区和枢纽，促进各区经济产业规模发展；将缩短主城与永川区间通行距离约 15 km，减少了通行时间，在提高道路通行效率的同时，降低了物流成本，社会经济效益明显。该项目建设具有重要的政治、经济、社会和现实意义。3）交通预测与车道规模。基于重庆大都市区综合交通模型和主城区综合交通模型，采用“四阶段”法进行交通量预测。快速通道设计速度为80 km/h，综合考虑相关规范及项目的实际特征，1条车道的设计通行能力采用 1 500 pcu/h。根据交通量预测及单车道通行能力，主线交通量预测结果及需求车道数见表 1。表 1 交通量预测结果及需求车道数路段名称2045 年预测交通量/（pcu.h-1）单车道设计通行能力/（pcu.h-1）车道数计算值建议车道数黛山立交-丹凤立交段5 0391 5003.44丹凤立交-合璧津立交段4 7041 5003.14合璧津立交-大安北立交段4 6131 5003.14大安北立交-兴业立交段3 3971 5002.33由表 1 可看出，黛山立交-大安北立交段采用双向 8 车道能够满足目标年内交通需求，大安北立交-兴业立交段采用双向 6 车道能够满足目标年内交通需求。目标年（2045 年）饱和度为 0.630.76，服务水平为三级。1.2 建设条件1）项目途经缙云山、云雾山、箕山三大山脉，应充分利用现有通道或地形优势通过，减小规模。2）项目与成渝高速、九永高速、成渝客专铁路共走廊，应处理好相互关系，减少相互干扰。3）项目沿线途经多处村镇，应做好连接，并充分避让拆迁。4）项目与璧山规划快速路、合璧津高速、永荣快速通道、兴业大道等道路相交，应做好立交节点选型和立交选址。5）项目途经第二机场北侧，应做好进出机场通道预留。2 工程方案2.1 通道走廊比选研究相关资料后，在 GIS 系统中导入生态红线、基本农田、发件红线等控制条件数据，结合卫星地图构建 BIM 模型进行通道选线，提出北线、南线 2个通道走廊方案进行比选分析，见图 2。成渝客专南线兴业大道永江大道新增隧道九江隧道九永高速成渝高速合壁津高速金凤隧道华福隧道永川二环路黛山大道槽谷江津区永川区高新区箕山缙云山云雾山蛮子坡云雾山缙云山璧山区北北线图 2 总体线位比选图1）北线方案。起于璧山区金凤隧道与黛山大道节点，起点接金凤隧道西延伸段，向西延伸，从规划第二机场北侧经过，穿越合璧津高速，止于永川区兴业大道，终点接入大安机场东侧的永川区规划二环路。路线布设于云雾山、缙云山、箕山三大山脉间的槽谷地带，槽谷主要位于璧山区内，东侧地形较为平缓,向西进入蛮子坡后地形起伏较大。路线长 26.3 km，新增蛮子坡穿山隧道 1 座（1.56 km），工程费用约 46.4 亿元。2）南线方案。起于江津区九江大道，向西穿越缙云山、云雾山，止于永川区永江大道。路线长27.4 km，新增缙云山隧道 1 座（2.7 km）、云雾山隧道 1 座（2.4 km），工程费用约 55.6 亿元。经比选，北线方案接金凤隧道，用地条件较好，更经济，工期较短；南线方案接现状九江大道，须新建云雾山隧道、缙云山隧道，且路线东侧的现状华福路和华福隧道需扩容，技术难度更高、投入更大。因此，推荐北线方案。2.2 关键节点方案研究本次针对推荐的北线方案关键节点进行重点研究。项目沿线与璧山规划主干路、合璧津高速、永荣快速通道、兴业大道相交，设置互通立交 4 座（黛山立交、丹凤立交、合璧津立交、兴业立交），见图 3。212024 年第 1 期莫仕宁：重庆主城至永川区快速通道方案研究1）起点接线方案。北线方案起点位于在建的金凤隧道西延伸段（见图 4），处于黛山立交西侧，金凤隧道西延伸段车道规模为主 6+辅 4，黛山立交为主辅形式立交（见图 5），主线为双向 8 车道，车道规模匹配。通道向东可接金凤隧道，通达性好。黛山大道金凤隧道科学城璧山站成渝客专永川黛山立交缙云山北线方案璧山起点北图 4 起点接线方案科学城黛山大道永川成渝客专起点北图 5 黛山立交平面图2）丹凤立交。分析如下。（1）立交功能分析：快速通道主线在璧山区丹凤镇与规划双向 8 车道主干路相交，该主干路北至渝蓉高速，南至成渝高速，是璧山区内重要的南北向骨干道路之一。立交节点可实现主城、永川区与璧山区的快速联系。（2）立交布置：比选方案采用“涡轮”形立交（见图 6），该立交规模较大，工程费用高。根据立交交通预测结果及场地条件，推荐采用“8”字形全互通立交（见图 7），主线上跨规划主干路，环形匝道设置在第一、第三象限，2 条左转半定向匝道的功能分别为东向南和西向北的左转，该立交方案与交通预测结果匹配度更好，立交规模也较小，立交布置总体更为合理。成渝客专成渝客专永川永川科学城科学城主线主线北北规划主干路规划主干路图 6 丹凤立交比选方案平面 图 7 丹凤立交推荐方案平面3）合璧津立交。分析如下。（1）立交功能分析：快速通道主线在璧山区正兴镇与合璧津高速相交，合璧津高速为双向 4 车道，高速已预留了立交（正兴互通）和收费站。该节点作为快速路与高速公路的转换立交，承担了沟通快速通道与合璧津高速公路之间的支撑功能，为永川、璧山区内部道路快速连接市域高速公路系统提供了便捷的集散通道，又兼顾高速公路、快速路与周边乡镇的联系。（2）立交布置：比选方案在快速通道一侧采用“Y”形立交与高速预留立交形成带收费站的组合枢纽型立交，该方案桥隧结构较为复杂，工程费用较高。根据立交交通分析结果及场地条件，推荐采用 科学城金凤隧道规划主干路黛山大道璧山成渝客专黄岭鹭类自然保护区丁家街道蛮子坡隧道1 560 m成渝高速九永高速大安镇永川正兴镇大安机场合璧津高速永川南站规划二环线项目设计起点项目设计终点黛山立交丹凤立交合璧津立交兴业立交永荣快速通道说明：1.平面图比例 1:100000，尺寸单位均以米计。2.纵断面图横向比例 1:80000，纵向比例 1:8000。图例：路基段桥梁段隧道段图 3 总体平面布置图222024 年第 1 期“单喇叭”形立交，与高速预留立交形成带收费站的组合枢纽型立交（见图 8），该方案能满足交通需要，工程投资更经济，立交布置总体更为合理。成渝客专科学城永川北线方案合壁津高速合璧津立交北正兴互通收费站江津合川图 8 合璧津立交推荐方案平面4）与重庆第二机场枢纽衔接方案。本项目同时承担机场枢纽的集疏运通道功能。重庆第二国际机场规划选址于璧山区正兴镇，成渝高速和九永高速之间，目前机场内部设计方案尚未稳定。本次设计的快速通道位于机场北侧，通过控制该段主线平纵指标，预留与机场出入通道相接立交的设置条件（见图 9），接线立交建议采用“Y”形（见图 10），可待机场设计方案稳定后与机场路一起实施。成渝客专预留立交本项目北成渝客速改线已建成渝客速货运区 预留立交本项目机场路北图 9 与重庆第二国际机场衔接方案 图 10 预留立交方案平面5）大安北立交。分析如下。（1）立交功能分析：推荐方案主线在永川区大安镇北侧分叉，是本项目与荣昌快速通道（双向 6车道）设置的立交节点。立交以东为双向 8 车道快速路主线，往南为双向 6 车道永川入城接线。大安北立交可实现荣昌快速通道与本项目快速通道的交通转换。（2）立交布置：比选方案采用单“喇叭”形立交（见图 11），该方案交通功能较弱，不能满足主线快速分流的需要。根据立交交通预测结果及场地条件分析，推荐采用“Y”形立交（见图 12），本项目快速通道与荣昌快速通道分、合流采用主线分叉形式，主线下穿永川连接线桥梁，满足主线速度80 km/h 的设计标准。成渝客专永川科学城北永荣快速通道北线方案荣昌 科学城成渝客专永川南北永荣快速通道北线方案荣昌图11 大安北立交比选方案平面 图12 大安北立交推荐方案平面6）兴业立交。分析如下。（1）立交功能分析：位于永川区大安镇，是本项目与兴业大道相交节点，亦为本项目终点节点。兴业大道为九永高速入永川城区东部通道，是永川区内重要的东西向骨干道路和门户道路，道路等级为主干路，建设规模为双向 10 车道。该立交可实现永川东部城区路网骨架道路与快速通道的联系，同时九永高速、成渝高速可经立交与永川快速通道转换。（2）立交布置：比选方案采用定向部分互通立交（见图 13），在 2 层菱形立交的基础上设置 1 对往兴业大道西方向的匝道及 1 条兴业大道西往永川南方向的匝道，但该方案仅能满足近期主要交通转向需要，交通功能较弱。根据立交交通预测结果及场地条件，推荐采用“8”字形全互通立交（见图14）。立交布置于大安机场西侧，主线上跨兴业大道，环形设置在第一、第三象限，2 条左转半定向匝道的功能分别为东向南和西向北的左转。推荐方案增设了永川南往西进城、北往东上九永高速的转向匝道，交通功能更齐全。规划二环线规划二环线科学城科学城永川南站永川南站兴业大道兴业大道本项目本项目兴业立交终点兴业大道终点北北图 13 兴业立交比选方案平面 图 14 兴业立交推荐方案平面莫仕宁：重庆主城至永川区快速通道方案研究232024 年第 1 期3 新技术应用1）BIM+GIS 技术。项目主要位于城镇开发边界外，涉及较大面积的基本农田、生态红线和林业用地。设计过程中采用 BIM 技术+GIS 信息系统协同设计，充分避让永久基本农田、生态红线和林业用地，提升可视化设计和方案表现能力，提高生产效率，节约生产成本。经测算，采用 BIM 技术+GIS 信息系统协同设计，较 2D 设计阶段，工程费用节省 8.5%，用地规模节省 10.2%，基本农田占用减少 16.8%。2）航拍及倾斜摄影技术。本次设计利用航拍技术和全线倾斜摄影，配合 BIM 技术构建了项目通道走廊全线实景模型（见图 15），展示本项目与周边村庄、高速、铁路、电力、河流、水库等控制条件的复杂关系，实现实景建模及全场景复原，最大限度的保证了设计工作的高效推进。图 15 蛮子坡隧道出口 BIM 模型3）桥梁装配式结构、智慧道路设计。主要为桥梁下部结构和上部结构的部分或全部构件，通过在预制构件厂加工成型后，运输至施工现场吊装拼接成桥梁主体。智慧道路设计在本工程主要体现为交通监控设备与路灯灯杆多杆合一。本方案研究阶段提出采用，后期在可行性研究、初设、施工图阶段中继续深化。4 结语联系中心城区和周边区县的中、长距离城都市区快速通道不同于一般的城市快速路，路线布置在城镇开发边界外，建设条件复杂，且充满未知性。重庆主城至永川快速通道研究起初并无上位规划，为所在项目组解读成渝双城经济圈政策，挖掘永川区与主城区的交通需求后，提出并开展方案研究。项目沿线控制条件复杂,通过应用 BIM、GIS、倾斜摄影等新技术，设计因地制宜、灵活选线、多方案比选，实现了技术可行、经济合理、节约用地的目标。目前，本方案研究已通过重庆市规划和自然资源局审查，纳入了重庆市国土空间总体规划（20212035 年），并启动了建设计划。参考文献：1 重庆市城市基础设施建设“十四五”规划（20212025 年）R.20222 成渝地区双城经济圈建设规划纲要 R.20213 重庆市国土空间总体规划（20212035 年）R.20224 重庆市永川区国土空间分区规划（20212035 年）（公示版）R.2023莫仕宁：重庆主城至永川区快速通道方案研究驶习惯不符，地方交通容易误入高速立交系统。由于方案一同时保证了直行与转换功能，与交通需求更匹配，推荐采用方案一。6 条匝道均为半直连匝道，设计速度为60 km/h，按交通量分单车道、双车道 2 种，单车道标准路基宽 8.5 m，双车道标准路基宽 12 m；收费站设于主线跨线桥两侧的匝道桥上，实现集中收费。5 结语本文介绍了白云机场北进场道路的建设背景，阐述了项目总体设计方案与要点。在选线上，结合限制因素对重点路段进行多方案比选，提出优选线位，减少拆迁与投资；在断面选择上，充分考虑功能、需求及近远期结合的需要，选择合适的断面形式；在立交方案上，进行多方案比选，提出了优选方案，其中对花都大道立交提出近、远期实施计划，花狮大道立交与接高速立交复合布置，同时解决与城市道路、高速公路的转换需求。目前项目正在建设中，计划 2024 年建成通车，打通该疏港交通关键节点后，将平衡白云机场南北出入口的交通量，提升空港集疏运能力，助力临港产业发展。参考文献：1 潘虹.广州白云国际机场综合交通枢纽规划设计研究 D.广州:华南理工大学,20132 廖文周.广州机场高速公路交通拥堵改善对策研究 J.广东公路交通,2015(1):41-45.3 刘晓娟.广州机场高速公路交通拥堵原因分析及改善对策 J.交通与运输,2019,35(2):10-13.（上接第 14 页）150ABSTRACTSnetwork.The connection of the north approach road to the expressway will greatly enhance the transportation capacity of the airport north entrance and promote the development of the airport economic zone.Combined with relevant planning of the airport economic zone,analyze the functional positioning and technical standards of the project,systematically introduce the overall design principles and design schemes of the project,mainly including route scheme,section scheme,vertical design scheme,interchange node scheme,etc.Combine with land use conditions to study and compare the route scheme of key sections,and optimize the scheme with less demolition,reasonable standards and easy implementation;Combine planning and demand to compare multiple schemes for interchange nodes,and propose the preferred scheme;fully consider traffic demand,propose a near-term and long-term implementation plan for Huadu Avenue interchange,and reserve good long-term implementation conditions.Key words:Baiyun Airport;urban expressway;overall design;route design;cross section;interchangeSimulation Analysis of the Stress Performance of Key Nodes in Large-Span Low TowerCable-Stayed BridgesHUANGZhi-qiang1,3,ZHANG Bo 2(1.Ningbo Tongtu Investment and Development Co.,Ltd.,Ningbo 315010,China;2.Hongrun Construction Group Co.,Ltd.,Shanghai 200235,China;3.Ningbo Public Works Construction Center Co.,Ltd.,Ningbo,315042,China)Abstract:The Ningbo Zhongxing Bridge spans the Yongjiang River.Due to the height limit requirements of airport aviation,the main bridge adopts a design scheme of a large-span low tower cable-stayed bridge with a main span of 400 m.The main bridge adopts a V-shaped steel main tower,with the tower beams consolidated and supported on the main pier by large spherical steel bearings.After analysis,the anchorage zone of the cable tower and the consolidation point of the tower beam are the two key nodes in the design of the main bridge.The node construction design is complex and requires the use of 3D spatial finite element method to simulate and analyze its stress performance.Establish a 3D finite element simulation model of key nodes using ANSYS software,and compare it with the overall model results of MIDAS to verify the effectiveness of the simulation model.By using simulation models,the calculation results of spatial stress distribution at key nodes under adverse load conditions are obtained,providing reliable basis for the construction and design of key nodes.Key words:large-span low tower cable-stayed bridge;cable anchorage zone;at the consolidation point of pier&beam;3D simulation analysis;stress distributionResearch on the Fast Track Scheme from Chongqing Main City to Yongchuan DistrictMO Shi-nin(Chongqing Design Institute Co.,Ltd.,Chongqing 400015,China)Abstract:Yongchuan District is a strategic pivot city in the main urban area of Chongqing.Currently,the main city of Chongqing is only connected to Yongchuan District by highways or low-grade highways,lacking the connection of high-grade municipal roads.It analyzes the functional positioning and construction significance 151ABSTRACTSof the expressway from the main city of Chongqing to Yongchuan District,with a focus on researching key node schemes such as project corridor,starting and ending point connections,and interchanges.New technologies such as BIM and oblique photography are used to solve the key and difficult points of the project.The research on the plan has certain reference significance for the construction of similar channels.Key words:fast track;construction significance;plan research;new techniqueDesign&Research of Chuanyanghe Beam Arch Composite Bridge on Gebaini Road,ShanghaiCAI Liang(Shanghai Urban Construction Design&Research Institute Group Co.,Ltd.,Shanghai 200125,China)Abstract:The Gebaini Road-Chuanyang River Bridge is located in the Zhangjiang Hi-Tech Park in Pudong,Shanghai,spanning the Chuanyang River.Due to the constraints of planned land use and roads on both sides,the height of the main bridge is limited.The design scheme adopts a lateral suspension multiple beam arch combination system,which better solves the problems of vehicle and pedestrian crossing the river often encountered in urban bridge construction.Finite element software is used for static and dynamic analysis and refined analysis of key parts to verify the structural reliability.The construction process of longitudinal suspension casting+lateral assembly is proposed to achieve rapid construction and lightweight bridge components.This bridge type is the first application in China,which can guide design and construction,providing a reference for urban bridge construction.Key words:beam-arch combination;lateral suspension;multiple composite structure;lateral stabilityStructural Design of Prefabricated&Assembled Bridge Piers for Nairobi Expressway in KenyaLIU Heng-heng(CCCC Highway Consultants Co.,Ltd.,Beijing 100010,China)Abstract:Nairobi Expressway Project in Kenya is one of the important projects of the Belt and Road,and it is the first demonstration project in East Africa to adopt prefabricated pier design and construction.Based on the construction conditions and characteristics of the project,summarize the design ideas and key points suitable for prefabricated and assembled bridge piers of local urban elevated bridges,study and compare the connection methods of components,and compare the economic benefits of prefabricated and assembled bridge piers with traditional cast-in-place bridge piers.It has reference significance for the construction of urban elevated bridges in the East African region in the future.Key words:the Belt and Road;East Africa region;urban viaduct;prefabricated and assembled bridge piers;component connection;economic benefitsResearch on Vertical Collaborative Design of Roads&Trams within the Scope of IntersectionsGAO Bian(Shanghai Urban Construction Design&Research Institute Group Co.,Ltd.,Shanghai 200125,China)Abstract:The vertical design within the