营口互通式立交是营口市、老边区及大石桥市上下沈大高速公路的重要节点,沈大高速公路建设时该互通式立交采用单喇叭+T型互通方案与营大路相接,其中营大路侧为T型立交,沈大高速公路改扩建时,对沈大高速公路侧单喇叭互通式立交及收费站进行了改造,营大路侧的T型互通式立交维持原状使用。
2010年,营口市修建渤海大街,为使渤海大街与该互通式立交相接,在现有T型互通式立交的基础上,又修建了两条匝道连接高速公路收费站,实现渤海大街与沈大高速公路的连通。
由于渤海大街建成后,从营口去往大石桥方向的车辆经常行驶至高速公路收费站口前,在掉头从收费站至大石桥市匝道驶往大石桥方向,极易发生误行情况,同时大量车辆在收费站前横穿广场行驶,对正常行驶车辆影响很大,也存在较大的安全隐患。另外,本收费站在旅游季节通行车流量较大,经常存在拥堵现象,故计划同时对营口互通式立交收费站出口进行改造。
图1 营口互通式立交现状
营口互通式立交出口特征年份预测交通量如表1。
表1 营口互通式立交交通量(pcu/d)
年份进高速公路出高速公路营口老边大石桥营口老边大石桥营口往返大石桥20182157133829511856129135205227522720232726169137292346163244486781678120283326206345502862199154278360836020333895241753283352233263569758975820384432274960623814265372311104211042
预测高峰小时系数K=0.095、方向不均匀系数D=0.51,大中型货车(含集装箱车)占有率R=23.8%,计算高峰小时交通量如图2。
图2 高峰小时交通量(pcu/h)
依据地方对出行习惯、城市总体规划的要求及交通量预测结果,初拟改造方案如下：
(1)营口互通式立交收费站口门数维持为现状5进7出的规模,按期末预测交通量5进9出的标准进行预留；
(2)渤海大街与立交收费站直接对接；
(3)相应调整原营大线进入收费站的两条匝道,通过绕行后跨越渤海大街再进入立交收费站；
(4)保留立交收费站进入营大线的两条匝道；
(5)渤海大街与营大路之间外环路两侧设置辅道,满足渤海大街车辆与营大线车辆之间的相互转换。
图3 营口互通式立交初步改造方案图
营口互通立交收费站现状口门数为5进7出；预测2038年期末交通量为26942pcu/d,经计算,期末需设置的口门数为5进9出。
方案一：现状收费岛出口侧边缘距离管理楼16.7m,若压缩管理楼前区域,具备增设2条车道(2×5.4=10.8m)空间。该方案在现状出口外侧直接增加两条车道,不需对现有A匝道线形进行调整,线形较为顺畅,可保证车辆行驶的舒适便利；但目前该区域为管理楼停车场,压缩后会造成生活、工作不便；且该区域地下埋置多种管线,改造后管线需重新布设,对收费站正常收费等工作影响也较大；按照省内其它收费站改造的相关经验,也不宜在此处增加口门数；故不考虑在出口侧增加收费口门。
方案二：若不压缩管理楼前区域,需在原进口侧增加2条收费车道,同时将中心岛向进口侧偏移两条收费车道；偏移后,对现有岛、亭改造后尽量利用；改造A匝道线形,即收费站内侧60m长度范围内,完成偏移10.8m宽度渐变至原A匝道线位,渐变率为1/5.5,调整后,渐变段终点至原匝道分、合流鼻长度35～40m,可满足车辆行驶要求；收费站出口侧集合匝道改造布设线形,可保证二者顺势衔接。收费站处布置如图4。
图4 收费站加宽布置图
本方案可避免方案一存在的问题,对车辆行驶虽有一定的影响,但可保证行车安全。
方案三：按特征年份预测交通量,目前口门数可满足15年后(即2033年)通行需求,若考虑ETC普及率提高,现状收费站部分口门改造为ETC收费车道后,服务年限可进一步延长。故建议本收费站口门数维持现状5进7出的标准,本次改造按方案二布设方式预征两条收费车道用地,日后根据实际交通量发展情况,择机修建后增加的两条车道。目前部分时间段车辆有拥堵,可通过合理安排收费人数、提高收费工作效率、推广车辆使用ETC通行等方式进行解决。
A、B匝道为连接收费站与渤海大街的匝道。渤海大街为双向八车道市政道路,路面净宽39m,中心设置双黄线,车道宽度均为3.75m,两侧各设置4.5m硬路肩兼非机动车道。布置如图5。
图5 渤海大街标准断面
渤海大街进入收费站需下穿已建哈大客专,下穿处哈大客专桥梁跨径32.7m,承台间净距21.7m,故考虑将渤海大街分幅设计,即原整体式路基渐变为A、B匝道,同时考虑A、B匝道交通量已被前方平交口分流,该段落交通量不大,以及考虑与C、D车道平衡,A、B匝道采用三车道断面,即：左侧路缘带0.75m+行车道3.75×3m+右侧硬路肩3.00m,如图6。
图6 A、B匝道标准断面
按上述断面实施后,匝道外缘至哈大客专桥梁承台的距离约2.0m,纵断高程可沿原地面设计,尽量少对客专桥梁承台产生附加应力,初步考虑采用路基下穿哈大客专桥梁的方案报铁路局审批。D匝道填土高约3.0m,路基全宽仅11m,同样考虑收坡后采用路基方案下穿哈大客专桥梁。
C匝道现状为净7.0m单向单车道匝道,CK0+192起设置10-13+(24+32+24)+5-13桥梁上跨营大线,并在营大线路中设薄壁墩,该桥2016年检定为3类桥；C匝道跨越后以5.0%纵坡下穿匝道；C匝道右侧为长大铁路支线,其用地界至C匝道现状边缘。
图7 C匝道现状
图8 跨越营大线
图9 右侧铁路
图10 部分桥梁病害
C匝道改造考虑采用单车道和双车道两个方案,即：C匝道采用现状单车道,下穿F匝道后进行改造；C匝道扩建为双车道,营大路至渤海大街方向增设匝道,如图11。
图11 C匝道改造方案二
若考虑增加营大路至渤海大街方向通行功能,因交通量增加,需对C匝道改造(路基加宽、桥梁重建),改造后主要存在以下问题：
(1)安全问题：改造后C匝道纵坡5.0%,不满足现行规范桥上纵坡不宜大于4.0%的要求；C匝道、D匝道分流鼻位于F匝道桥后40m,不满足规范不应小于150m的要求；加之二者叠加,急下坡后分流长度不足,存在安全隐患。
(2)误行问题：渤海大街与营大路往返线路不一致,易造成误行。
(3)施工、保通问题：C匝道桥现状为独柱墩,2016年检测为3类桥,该桥无法加宽,需拆除重建。受此影响C匝道改建存在占用长大铁路用地、哈大客专桥下施工(桥梁)、营大路施工期保通等问题。
综上,不设置大石桥至营口方向匝道,改为在营大路与外环路处设置平交口,实现营大路与渤海大街方向交通转换,或通过该处西侧平交口转向。
D、E匝道汇流前各按单向单车道设计,汇流后合成单向双车道。
为方便渤海大街车辆驶向营大路方向,沿外环
路东侧设置辅道,车辆在渤海大街现有平交口处左转,通过辅道再右转进入营大路,驶往大石桥方向,营大路需加宽设置加速车道。
(1)首先施工A匝道,施工期间局部封闭可保证各向交通通行；
(2)A匝道完成后暂分为双幅通行,进行B、D、E匝道施工；
(3)C匝道改造期间,大石桥进入高速车辆需通过老边方向平交口绕至渤海大街行驶；
(4)E匝道与原路衔接期间,车辆需绕行渤海大街进入高速。
目前上跨营大路两座匝道桥均为3类桥,各匝道路面总体良好,局部存在一定病害,路面平整无坑槽,主要病害形式为龟裂和纵缝。桥梁、路面可一并加固维修,以保证各匝道使用寿命大致相同。
(1)改造方案匝道下穿高速铁路,下穿铁路需铁路局审批。
(2)营大线边有油、气管各一条,外环边有燃气管一条,需动迁；D匝道外侧有油、气管各一条,距离线位较近,需协调通过可行性。
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