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新型有轨电车交叉口一体化设计
发布日期:2018-09-20 11:48:20

姬     霖
( 广州地铁设计研究院有限公司, 广州 510010)

 
摘    要: 新型有轨电车系统多采用地面敷设,交叉口是设计的关键节点,需要各专业密切配合,进行一体化设 计。 以广州海珠新型有轨电车试验段为例,从工程设计、交通工程设计、交通秩序管理和安全设施等方面提出 目前交叉口设计中应注意的相关问题。 在工程设计方面,需考虑线路与道路、轨道等各专业的协调配合,实现 工程的合理可行性;在交通工程设计方面,以尽量减少对既有交通的影响为原则,综合考虑路口渠化、交通控 制、交通组织等方案,提高路口的通行能力;在路口交通秩序管理和安全设施方面,应重点考虑人行过街设施、 设置相应的标志标线等,保证交通的有序及安全。 只有通过上述 3 个方面的系统化设计,才能实现交叉路口 功能最优化。
关键词: 有轨电车; 道路; 路基; 工程设计; 交通控制; 交通秩序管理; 安全设施
中图分类号: U231         文献标志码: A      文章编号: 1672 -6073(2017)06-  0117- 06
 

IntegratedDesignofIntersectionforNewTrams
JI   Lin
( Guangzhou MetroDesign &Research InstituteCo., Ltd., Guangzhou 510010)

Abstract: Asnewtramsaremostly laid on theground, theintersection isthekey nodein thedesign.Theintersection design re- quiresprofessionalcooperation with each otherin orderto reach an integrated design.Thispapertakesthetestsection ofthenew trolley in Guangzhou asan example, and putsforward therelevantproblemsin thedesign ofintersectionsfromtheaspectsofen- gineering design, trafficengineering design, trafficordermanagementand safety facilities.In theengineering design, itisim- portantto considerthecoordination among railsand roads, tracksand otherprofessionalsystemsto achievetherationalfeasibili- ty  oftheproject; in termsoftrafficengineering design, itisadvised to minimizetheimpacton theexisting trafficasaprinciple, and takeinto accounttheintersection ofchannelization, trafficcontrol, trafficorganization  and  otherprogramsto  improvethe capacity ofthejunction; in theintersection oftrafficordermanagementand security, focusshould begiven to pedestrian cross- ing facilities, setting oftrafficmarkingsand signs, etc., to ensuretheorderly and safetransportation.Theintersection function isexpected to beoptimized by way ofsystemicdesign in linewith theimprovementin theabove-mentioned areas.
Keywords: trams; roads; embankment; engineering design; trafficcontrol; trafficordermanagement; safety facilities


      中低运量公交系统是城市公共交通的重要组成部 分,新型有轨电车系统是中低运量轨道交通的一种制 式。 有轨电车主要在地面行驶,与道路系统共享资源, 交叉口是车流、人流最大的冲突点,对有轨电车的运营 效率有重要影响[1凹 ,是设计的关键节点,需要线路、道 路工程、交通工程、轨道、排水等各专业密切配合、协同 设计。 本文以广州海珠新型有轨电车试验段为例,对 有轨电车交叉口一体化设计进行深入研究。
 
1     广州海珠新型有轨电车试验段概况
      海珠新型有轨电车试验段( 以下简称海珠试验段) 为广州市第 1 条有轨电车线路,已于 2014 年 12 月 31 日开通运营。 项目东起于万胜围站,西止于广州塔站, 长约 7.7 km,设 11 座车站,1 座停车场。 图 1 标注出了海珠试验段与道路相交的 4 处节点。

2     主程设计方案
2.1  路口竖向设计

      有轨电车线路主要为地面敷设,对沿线道路及路 口的影响较大,尤其以转弯通过交叉口时,相互间的干 扰最大。  线路设计应综合考虑地形、地物、交通条件和 环境配合,从平面、纵断面和横断面 3 个方面与道路线 形进行三维空间尺度协调[2] 。
      设计中大多存在以下问题:有轨电车线路与周边 道路的纵断面控制标准差异大,存在高程不匹配、跳车 的问题;地面标高的定测数据量及精度不能满足线路 设计要求[3] ,使交叉口段的线路设计与既有道路的标 高符合度不够,增大了道路填挖方的工程量。
      海珠试验段设计此部分的主要思路是:将线路与 道路设计结合起来,按照一个有机的整体来考虑交叉 口设计,由道路专业首先完成交叉口的竖向设计,并以 此为地面数据基础,与线路、排水等专业进行多次的互 动,实现交叉口的协调设计。
      具体流程如下:线路布设平面后,应由交通工程专 业进行路口渠化设计;再由道路专业根据路口实测的 地面数据,做交叉口的竖向设计,提供给线路专业。在交叉口竖向设计图中,应根据等高线的体形和疏密清 晰地表达交叉口的坡度大小、流水方向及其变化情况。图 2 为交叉口线路与道路的竖向设计配合图,其中,竖向设计加密了地面数据,便于线路专业进行纵断面设 计。  线路专业完成纵断面设计之后,提供给道路及排 水专业,由其根据线路的标高重新进行竖向设计和排 水井设置。  3 个专业间的反复互动,有助于合理确定线 路及道路的变坡点和布置好雨水口,顺接既有道路,减 小交叉口的填挖方量,降低工程造价,找到道路与线路 都较优化的方案。

2.2  轨道与路基设计
      有轨电车在交叉口内为共享路权,为了和交叉口 拟合,即使线路存在曲线,转弯处也基本不设置超高。 部分城市在有轨电车轨道与沥青混凝土接缝处,用沥 青混凝土直接包裹钢轨,导致轨道的支承刚度大大提 高,使轨道失去弹性,从图 3 可以看到,钢轨两侧因列 车运行振动,致使路面开裂、下陷。
      图 4 为海珠试验段在钢轨两侧及轨底设置的双块 式钢轨护套,这种阻尼减振材料,一方面起到隔离路面 混凝土作用,另一方面,阻尼材料本身也能起到一定的 减振降噪效果。  同时,减振材料上方设置轨顶密封胶,使 钢轨护套各部分与钢轨、轨腰护块与沥青混凝土路面站 结紧密,提高轨道结构的弹性,减少路口的路面开裂。

3       交通主程设计
3.1  交通工程设计原则

      城市道路的通行能力受控于平面交叉口,而有轨 电车的引人,加大了对交叉口通行能力的影响。
      在交叉 口 的 规 划 设 计 中, 应 遵 循 的 主 要 原 则: 1)  与现状交叉口的交通组织综合考虑,尽量减少对现 状交通组织的改变。  2 )  根据各路口交通流特点和地 形特点,优化路口的渠化模式,合理引导各交通流向。 3)  对道路时空资源合理分配, 提高交叉口的通行能 力、减少延误、组织行人安全通过交叉口。


3.2  路口渠化
      有轨电车线路沿线会存在较多的相交路口,在做 路口渠化时,应充分结合道路交通的实际情况,采取系 统化的理念,对各要素进行全面细致的考虑[4] 。

      以海珠试验段万胜围站站前交叉口为例,路口的规划宽度与现状实施宽度不同,因此设计路口渠化时,应综合考虑道路近远期结合的问题。  如图 5 所示,与新港东路相交的小路近期仅 14  m宽,远期宽度规划为70  m,万盛围站靠近路口设置,近期行人通过斑马线过 街或进出车站,远期将通过预留的地下通道与地铁站接驳出人。
      虽然南北向的规划路为远期实施,但有轨电车的站 位需要根据远期路口扩宽的位置进行设置;近期行人过 街和进站的斑马线、停车线、信号灯等,也需根据远期过 街通道的位置而布设,以减少未来改造的工程量。

3.3  交通组织方案
      由于有轨电车的引人,使机动车在沿线部分相交 的交叉口被限制左转,影响较大。  应结合路网交通功 能和需求,整体考虑各交通方式的组织,在禁止左转的 同时,在附近区域内选择新的车辆调头位,在提高有轨 电车优先性的同时,减少对机动车流的影响。  图 6 为 阅江东路与琶讪塔路交叉口设计的调头及左转车流的 交通流线图。  图中显示,路口禁止转左,但是机动车可 以利用西侧科前路口和东侧路口实现调头和左转,虽 然有一定绕行,但是能从整体路网交通组织方面考虑, 尽量减少对现状交通组织的影响,保证区域内交通功 能的完整。

 3.4  交通控制

      地面线路与市政道路的平交口是有轨电车通行的关键节点,因此信号控制策略和相位设计是交叉口研 究的重要因素[5] 。
      为提高有轨电车的运行速度和旅行速度,多采用道 口信号优先。  但是应根据道路等级、功能定位、现状及规 划的交通流量、路口既有的交通控制系统及交警的相关意见,决定交叉口采用绝对优先还是相对优先[6] 。
      试验段新港东路与琶讪塔路口,新港东路现状为 城市主干路,远期规划为城市快速路( 近期设计速度为 50 kmIh );琶讪塔路现状为城市次干路(40 kmIh );根据客流预测及对有轨电车建成后的交通运行模拟分析与评价,当有轨电车引人后,交叉口服务水平为 B级, 对道路交通的影响较小,因此在交叉口实行绝对优先。 在距离交叉口一定距离的位置埋设信标,通过信标检测列车是否接近交叉口,对交通信号灯进行相位切换,保证列车可以不停车,安全、高效通过交叉口。
      此外,有轨电车交叉口还需根据路口的交通流向和流量,做好相位设计,合理调整交通信号控制配时方案,优化信号灯控路口的动态交通组织。主要确定列 车通过路口的行车距离、速度、耗时,进而确定有轨电 车所需的信号周期与相位时长。
      以试验段新港东路与琶讪塔路口为例,考虑列车 转向受线路曲线限速的影响,转向通过速度应为曲线 限速与道路限速的最小值。  表 1 列出了在该路口有轨电车通行相位的计算和取值。  参考道路设计规范[7]及地铁设计规范[8] 等,并通过牵引计算模拟,列车以 20  kmIh速度转弯通过路口,长度约 160  m,耗时 30  s。 有轨电车通过路口前需要进行交通信号响应及转换、 平交路口出清车辆及行人( 两者共耗时 13  s) 、有轨电 车司机的反应时间( 按 2  s考虑) ,因此,列车通过试验 段该类型路口所需相位时间为 45  s[9  10] 。

      相位设计应在既有交通相位的基础上设计。  图 7 为新港东路与琶讪塔路口的交通组织示意图。  图中显 示路口现状元左转车流, 只有直行和人行 2  个方向。 但有轨电车在路口为右转或者左转,需设置专用相位, 在不冲 突 的 基 础 上, 将 人 行 相 位 穿 插 在 相 位 中 ( 见 图 8)。  最后,考虑有轨电车在路口的运行时间、 信号响应时间、司机反应时间与车辆出清路口预留部分富 余等,综合确定各相位的时间比例。  表 2 为有轨电车 平交路口相位需求计算。  

4       路口交通秩序管理和安全设施设计
4.1  行人过轨设施

      有轨电车车站内的人行过轨区的设置要结合现状 人行过街通道、客流节点、重点区域与车站的位置等综 合考虑,同时考虑行人行走习惯,避免过轨区的间隔较 远。  当车站放在路口时,可以和人行斑马线合并设置, 但也要以人为本,根据路口具体情况灵活处理。
      图 9 为海珠试验段琶训塔路与新港东路交叉口的 人行系统设计图,图中显示过轨区与人行斑马线没有 合并设置。  因现状条件限制,琶训塔站不能移至路口 前,由于路口过街距车站较远,因此结合车站的过轨要 求,在站端再次设置人行过轨区。  经分析,两个过轨通 道如合并到站端,则停车线也需一并后移,拉大了交叉 口的范围,使机动车过路口的时间过长;如合并到路口, 则站内人流过轨的距离过远,因此,从以人为本的角度 考虑,在琶训塔路上设置了 2 个过轨区。  同时,这两个过轨区设置为相同相位,以减少对交叉口通行能力的影响。

4.2  标志标线设计
      交叉口的车流人流冲突较多,应补充设置有轨电 车专用的标志、标线和信号灯等交通设施,对有轨电车 车道进行明确指示,对其他各交通流向进行引导。  保 证增加有轨电车后,交叉口的通行仍然保持通畅。
      在设计时,需注意以下原则: 1 )  有轨电车的标志 标线需在市政道路的标志基础上进行合理修改,保证 既可对各车流起到指引的作用,同时又与既有标志标 线有一定区分,避免产生误导。  2 )  明确区分有轨电车 专用灯和机动车信号灯,避免有轨电车和社会车辆相 互干扰。  3)  本着以人为本的原则,人车分离,人行过 轨区应设置相应的指示和警示的标志标线,规范及引 导行人安全通过交叉口。
      在海珠试验段交叉口的设计中,改造了路口的标 志标线,并增设了专用的标志标线:图 10 为海珠试验 段在各交叉路口设置的电车专用信号灯,用于指示电 车运行,信号灯下设置了“ 电车专用” 辅助牌, 清晰明 确;图 11 为在交叉口前设置的有轨电车的指示标志, 提醒行人或社会车辆,注意前方有有轨电车通行;图 12为在交叉口位置,有轨电车通行区域涂划黄色网格线,提示有轨电车的运行范围,禁止社会车辆在此范围内停留。
      综上所述,在工程设计方面,需考虑线路与道路、 轨道等专业的协调配合,实现工程的合理性和可行性; 在交通工程方面,以尽量减少对既有交通的影响为原 则,综合考虑路口渠化、交通控制、交通组织等方案,提 高路口的通行能力;在路口交通秩序管理和安全设施 方面,应重点考虑人行过街设施、设置相应的标志标线 等,保证交通的有序及安全。  图 13 为各专业经过上述的协调设计后,最终形成的新港东路与琶讪塔路交叉 口的设计总图。

5   结语
      有轨电车地面线的引人影响,不是简单的在既有 道路上的叠加,要结合道路交叉口整体考虑,除了保障 自身的通畅运行外,尽量减少对现状交通组织的改变, 尤其对人行系统要从细节考虑,体现以人为本。只有 从工程设计、交通工程设计、交通秩序管理和安全设施 等方面进行因地制宜的系统化设计,才能保证交叉路 口功能最优化,从而通过有轨电车的建设,实现对沿线 道路交通的引导与整合。
 
 
 
收稿日期: 2017 05 02 修回日期: 2017 05 16
作者简介: 姬霖,女,硕士,高级工程师,从事交通规划、轨道交通线 路及市政设计,jilin@dtsjy.com

 

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