第一篇:苏嘉杭高速公路监控系统综述
苏嘉杭高速公路监控系统综述
南京亿阳交通工程有限公司
李源孰
众所周知,沪宁高速公路的建成通车大大缓解了东西向交通压力。由于苏州境内南北方向干线目前仅有S205省道,其日平均交通量逐年呈上升趋势。从未来增长趋势来看,南北方向较东西方向增长快。分析其原因如下:一方面由于近几年苏北、浙江境内南北方向干线公路的改善,吸引了南北方向车流的东移;从大交通角度分析,苏州在东西方向的干线属于以上海为中心的射线,南北方向的干线属环线;从经济角度分析,江浙二省由于受上海浦东经济发展的辐射,社会经济高速度的发展在地域分布沿上海周边密集而均衡,各个方向的交通需求均很密切。在东西方向射线交通量连续多年增长后,仍然会出现各射线之间车流转换,因此环线方向交通量增长很快,特别是浙北、苏北路网的日趋完善,沿海经济的发展,使南北向交通量增长较为迅速,导致位于杭州湾和太湖之间的苏浙通道车流量增长较快。因此,苏嘉杭高速公路的建设,对于进一步呼应浦东开发开放,加强江浙两省的经济社会联系,改善整个长江三角洲区域的交通条件,改善苏州的投资环境,有着十分重要的战略意义。
苏嘉杭高速公路起自常熟市董浜镇西北,与沿江高速公路交叉,向北与苏通长江大桥相接,往南经常熟和苏州市境内,通过苏州工业园与苏州市区的预留走廊带,止于江浙两省界河(大溪河),接乍嘉苏高速公路浙江段,全长约100公里,是连接苏杭的“天堂之路”。同时也是江苏省“四纵四横四联”和苏州市“一纵三横一环五射”高速公路网的重要部分,是苏州市一条极为重要的南北向高速通道。它沟通沿江高速公路、沪宁高速公路、沪杭高速公路和规划实施的沪苏浙皖高速公路,也是江苏和浙江高速公路网连接的第一条高速公路。该路南段由苏州市区至吴江市,与浙江嘉兴境内的高速公路连接,全长54.4公里。北段由苏州市区至常熟董浜,与苏通长江大桥连接,全长45.6公里。
苏嘉杭高速公路双向四车道,设计时速120公里,全段总投资45亿元。这项工程经过全国软基最复杂的地区,河网密布,全线建造桥梁170座,其中8.5公里长的苏州高架桥省内第一、国内罕见。苏嘉杭高速公路装备的数字化传输、全程监控的技术水平全国领先。其建设的现代化的监控系统目的就是运用先进的技术和设备,通过实时采集高速公路运行现场的各类交通数据和信息,并加以综合分析判断,以实现对交通运行管理作出最优决策,从而最大程度地发挥高速公路地运行效益,减少各类交通事故隐患地发生。
一.监控系统的功能和构成:
苏嘉杭监控系统结构图
1.系统构成
苏嘉杭高速公路监控系统主要由其6大子系统构成。1.1监控中心
监控中心主要有地图板(含大屏投影及室内LED屏)、计算机系统、紧急电话中心、CCTV控制中心、电力监控控制中心等设备。
苏嘉杭监控中心实景
地图板的作用在于可全面直观地显示道路全况,并可动态地显示设备运行状况。
地图板设在监控中心内,由显示板和驱动器构成。地图板的尺寸为16.5×4.2m,为全国高速公路监控系统中地图板之最。地图板的控制是通过以微计算机为基础的控制器来完成的,控制器与监控中心计算机系统中的通信单元进行通信,并对信息进行实时修改。
计算机系统、紧急电话系统和CCTV控制中心均安放在一个大型控制台上。计算机系统由服务器、交通控制计算机、彩色图型计算机等组成,此系统的主要功能为:
① 收集车辆检测数据、交通流、占有率、气象状况、CCTV图像等。② 分析以上数据并可通过CCTV确认,向CMS、CWS发出命令,以完成实时控制。
③ 在地图板上显示道路与外场设备的状态、检测参数等。④ 在大屏幕投影仪上动态显示高速公路的曲线、运行状况等。⑤ 将公路上发生事故的时间、地点,损坏、处理方式等记录下来。⑥ 数据查询和统计报表,包括交通报告、事故与事件的报告、控制命令的报告、所有设备工作状况的报告。
⑦对系统的软、硬件、外设自检,若有故障发生,将报警并采取措施排障。
⑧与收费系统进行数据通信,可收集、统计各个收费站的每种车型的车流量、收费金额以及交通总量、收费总额等数据,并打印成报表。
紧急电话控制中心用来为公路用户在发生故障或抛锚情况下提供路边通信服务,中心可控制本区域内的所有紧急电话。中心设备有计算机、通信终端、自动录音与放音机等。中心与路边的紧急电话进行双工式免提通话,即中心和路边的紧急电话均可进行呼叫。当某个紧急电话发出呼叫时,中心计算机会显示发出呼叫的该电话的信息,操作员即可通过控制台与之通话,并可进入数据库提供诸如医院、警察、加油站等信息以援助呼叫者,通话内容将被自动录音。1.2数据采集子系统
本系统的目的主要是监视和控制交通状况,所以需要大量的交通数据、气象数据等。这些数据的采集主要靠车辆检测器系统、气象站、能见度检测器等设备来完成。
车辆检测器系统通过检测高速公路不同地段车辆密度、类型、车流量等因素,可作出管理方面的最优决策;通过对各地段交通流的检测和监视来判断事故的发生。苏嘉杭高速公路共有20套车辆检测器控制器、24组4通道检测器、72组感应线圈以及1套视频车辆检测器控制器、4组8车道视频摄像机。它们被安装在高架桥和路上不同的断面上,以便收集各种交通参数。交通检测器把它们的数据传输到远端外站,在一定的时间周期内,远端外站中的车辆检测控制模块可将编制完的数据传输给中心,每个检测器控制模块均以微处理器为核心,按Hioce算法检测超负荷占有率(排队、事故等等),均带2个通信接口、16个检测输入端,足以完成各种数据检测的任务。
气象检测器由Vaiscla生产的DM31道路气象站和FD12能见度检测器组成,其检测到的数据通过远端外站送到监控中心。中心收到气象信息后,可通过MS、CSLS显示出来提醒驾驶员。
气象检测器DM31
能见度检测器FD12
气象检测系统主要有气象检测器、气象站及中心的前端计算机组成,数据以1200bps的速率,在点对点的同步串行线上传至最近的通讯站,通讯再通过环路载波通信系统传送到中心,中心可有规律地对气象站及能见度检测器查询。1.3数据分析子系统
各种检测器检测到的数据量相当大,要经过一定的分析、计算、归纳等过程才能给管理人员。因此,在本系统中数据须由远端外站先对检测器不断送来的数据进行统计和整理,再周期性地向中心发送。中心也可随时要远端外站上传数据。简单地说,远端外站系统用于完成沿公路布设的各种设备:车辆检测器、CMS、CSLS、气象站与中心的通信。中心的基本目的是将常用的命令存贮在远端外站的存贮单元内,它的二级操作使监控中的远端外站的轮询有序。检测器控制模块、气象站与远端站的通信也是按二级模式工作的。1.4信息发布子系统
监控管理人员要根据公路上的情况及时向驾驶员提供各种信息以控制交通状况,这就需要监控系统能随时在高速公路上发布信息。本系统中的可变情报板和可变限速标志就可实现相应的功能。
可变情报板(CMS)是,亮度可自动调节,能见度约300m,与监控中心的通信采用接入网的音频通道通过光缆传输,具有抗干扰性强、传输距离远、速度快等优点。通过此系统可向驾驶员提供天气情况、道路交通状况及新发生的事故等。CMS按模块化设计,可显示已有内容,也可显示实时编辑的内容,其信息由监控中心发送出来。
可变情报板CMS
在公路上事故发生时,可变限速标志(CSLS)可向驾驶员提供交通运行状况及相应的推荐速度。CSLS也由高强度的发光二极管组成,其优点是高亮度、低功耗、无眩光、易维护、可视性好。CSLS也是通过通讯站与监控中心通信的。
可变限速标志CSLS
1.5 CCTV子系统
CCTV系统用于监视交通状况、收费广场和其它相关情况,苏嘉杭高速公路共有39套彩色一体化压力球型摄像机。全线99km基本上2、3km一套,无死角,摄像机与监控中心的视频/控制信号通过光纤传输。CCTV系统的控制系统安放在监控中心,其设备包括视频、数字光端机,视频切换矩阵,录像机,闭路电视控制器等。当有紧急电话报警时,中心的计算机系统收到外设产生的报警信号后,向切换矩阵发出控制信号。该区域内摄像机的图像将锁定在中心的监视器上,录像机可自动录像,并进行数字、时间和摄像机编码的叠加。1.6电力监控子系统 电力监控子系统用于苏嘉杭高架桥外场设备及桥上景观照明、路灯照明的供电和控制。在高架桥5套箱式变压器处各设置一套NSA3103/NSA3001智能监测终端,不仅可以对变压器、温控器的工作状态进行监测,还可控制各个回路的低压主开关,包括苏州高架桥箱变供电的外场设备、沿线照明、枢纽互通的景观照明。智能终端与监控中心的数据通讯采用了先进的光纤环网技术,不仅节约了成本,还利于同时监测各个智能终端的实时状态。2.7网管子系统
监控系统的网管硬件由数据库服务器、采集服务器、磁盘阵列、网管终端构成。网管系统软件由数据采集模块、配置管理模块、性能管理模块、故障管理模块、安全管理模块及系统自身管理模块构成。2.系统功能
苏嘉杭高速公路监控系统的目的是综合使用高速公路现场的各种数据和信号,对道路进行控制和优化,以完成如下功能:
2.1交通信息采集
它是利用高速公路上布设的信息采集设备实时地采集变化着的道路交通状态信息,采集的信息主要包括以下几个方面: 1)交通流信息:如交通量、车辆速度、车辆占有率、行车方向、车辆运行画面等,这些数据均是实时的,交通流信息的采集设备主要是视频车辆检测器和车辆检测器;
2)气象及能见度信息:如风力、风向、温度、湿度、能见度等,气象及能见度信息的采集设备主要是气象检测器和能见度检测器;
3)收集监控系统内其它设备的信息:如摄像机画面、沿线箱式变电站电量检测值、路灯工作状态内容反馈、可变情报板和可变限速标志显示内容反馈等;
4)接收和记录告警或求援信息等异常事件信息。如交通事故、车辆抛锚、物品散落、道路设施损坏、道路施工现场情况等等。这些信息主要依靠紧急电话、闭路电视、巡逻车等设施进行搜集提供,也可通过交通流信息进行辅助分析判断。
信息的分析处理功能就是通过信息采集系统所获得的相关数据对交通运行状态正常与否进行判断;对交通异常事件严重程度进行确认;对交通异常状态进行预测;确定已经发生或可能发生的异常事件的处置方案等等。其主要内容包括以下几个方面: 1)交通信息数据的处理:
监控中心计算机对收集到的交通信息进行数据处理,以判断是否出现交通拥挤、阻塞或事故并通过相关界面报警。2)交通控制方案的生成:
对于不同的交通状态及状态的变化,确定监控系统中各种控制设备应发布的指令,如可变限速标志的限速值或相关图案、可变情报板的显示内容等。3)系统运行状态的判断:
即系统运行正常与否的实时自诊断功能。监控中心对系统运行状态的判断除了直接对各设备工作状态信息进行分析外,还可对其他信息的合理性进行综合分析,从而确定监控系统外场设备、传输线路甚至中心内设备等系统工作链路中各个环节是否正常工作。2.2信息显示 信息显示其一就是向行驶在高速公路上的司乘人员提供道路交通状况信息,对行驶车辆发出限制、诱导、建议性指令,向交通事故和其他异常事件的处理部门提供处置指令,对信息媒体或社会提供更多的高速公路交通信息。其二是在监控中心的地图板、大屏幕投影屏和计算机监视器上动态显示每一区段的交通运行状态、设备工作状态和报警位置及各种图表、报告等。该子系统主要包括以下几个方面: 1)向道路使用者提供建议或控制指令等信息。
如前方路段交通阻塞情况、事故告警、道路施工、最佳行驶路线、最佳限速情况等。这些情况通过高速公路上的可变情报板或可变限速标志来完成。2)向管理和救援服务部门提供信息。
在发生交通事件,如交通事故、车辆抛锚、道路设施损坏等,向消防、急救、服务区救援单位、道路养护工区等提供有关指令或信息。这些信息利用指令电话或业务电话提供。3)向社会提供信息。
包括对新闻媒介和行驶在其它道路的司乘人员提供本条高速公路的交通信息。这些信息的提供通过地方交通广播系统来实现。2.3统计查询 1)统计、查询及报表
a)可显示和打印各种报表,报表以中文形式显示和打印。
报表包括:
交通报表(能显示和打印1分钟、5分钟、15分
钟、1小时、日、周、月、季度、年的交通量、平
均车速、占有率报表)
气象报表(能显示和打印1分钟、5分钟、15分
钟、1小时、日、周、月、季度、年的气象、能见度报表)
各种事故、事件报表 发布命令报表
设备工作状态报表等。
b)可任意查询一年内系统运行的详细数据,并以上述报
表形式显示或打印。提供随机查询功能,以满足值班人员随机查询系统相关情况的需求。
2)数据档案存储
监控中心计算机能自动完成系统每日的备份及重要文件的存档,并带有时间记录,以便需要时可复制每日的数据或调出历史数据进行各种分析处理工作。2.4自检报警
具有对监控中心设备和外场设备的工作、运行状态进行自动检测和故障报警功能。1)外场设备监测
提供不间断地监测外场设备运行状况的功能。根据外场设备的反馈信息,检测、诊断出外场设备的非正常运行状态,并及时向操作员发出告警信息。2)监控中心设备监测
提供不间断地监测监控中心设备工作状态的功能,发现非正常运行状态时,设备监测功能可及时向操作员发出告警信息。二.苏嘉杭高速公路监控系统的特点 1.监控中心总统布设
三大系统全部布置在一个圆形的房间内。
我们将监控中心按功能进行分区,分为参观区和工作区;参观区和工作区之间采用玻璃进行分隔;参观区比工作区高450mm;这种布置方式既为参观人员提供了一个很好的参观视线,又不会影响监控工作人员的工作。
工作区内以综合显示屏为分界,在综合显示屏前部为三大系统监控区,在该区域布置综合显示屏和控制台;在综合显示屏后部布置三大系统的设备,将通信、监控、收费的设备分为三个区域,这样布置体现了三大系统既是一个整体,而工作时又互不干扰。
在综合显示屏上布置了一块目前国内高速公路监控系统中最大的LED屏,可以分区、动态显示各种信息。
通信、监控、收费各自使用自己的控制台,并且在布置时将通信和收费的控制台比监控的控制台高300mm。
上述总布置方案具有以下优点:
在国内首次将三大系统布置在一个监控中心内; 整体布局科学、合理、层次感强、装修档次高; 功能分区明确,既方便参观,又不影响工作; 操作、维护方便。
2.实现全程电视监控及视频数字化传输
在苏嘉杭监控系统中,结合道路的实际情况,按重点路段适当密布,其它路段适当疏布的原则,加密布设CCTV摄像机,基本实现了全程电视监控。摄像机采用彩色/黑白压力球形摄像机。我们采用了数字式光端机传输CCTV视频,与以往采用的模拟式光端机相比,提高了信噪比,从而提高了图象质量。3.视频联动功能 1)紧急电话呼叫时的现场实时视频查验:
在高速公路,凡是在摄像机能观察到的范围内,当紧急电话被使用时,摄像机会自动切换到该处,使管理人员能立即直观的看到打电话处的实时图像,便于他们迅速、直接地做出判断,加快对事件地处理; 2)可变情报板、限速标志信息发布时的实时视频确认: 当操作人员向某一情报板或限速标志发送信息时,摄像机会自动切换到该情报板或限速标志(如该区段内设置摄像机)处,使操作人员能直观地看到所发布的信息是否正确地显示在情报板或限速标志上;当操作人员需要了解沿线情报板或限速标志正在显示的内容时,他只需要在监控计算机三维软件界面上用鼠标点击情报板或限速标志图标,则该区段的摄像机会自动切换到该处,把实时图像直观地展现出来。3)高速公路沿线设施的实时视频浏览:
在正常情况下,对摄像机拍摄范围内的交通情况、构造物情况的实时图像监视。操作人员可用鼠标点击在电子地图上的桥梁、房屋等图标处,该处的摄像机也会自动地跟着联动,把这些地方的实时图象立即展现出来。
当交通事件(故)发生或特殊气象条件下,摄像机会自动切换到相应区域内;使管理人员能立即直观的看到该处的交通状况或气象情况,事件或情况确认后,由管理人员提出控制方案,然后通过可变情报板和可变限速标志向道路使用者显示警告、限速、车道关闭甚至道路关闭等信息引导交通流。4)监控与收费CCTV视频联网功能
将监控与收费CCTV视频通过软件实现了联网,在监控中心实现了对全线监控、收费CCTV视频实时控制、切换,弥补了以往项目中监控中心对收费视频只能看,不能切换和控制的缺憾;同时,还增添了在电子地图上实现实时视频开窗、当班收费员工作情况实时视频查看等功能。5)公路路网信息查询及图形联动功能
我公司专门为苏嘉杭高速公路开发一套江苏省公路路网地理信息查询子系统。通过这个子系统,可以了解江苏省高速公路路网的各项相关情况(包括本路的相关情况),可为高速公路的各级管理部门提供更为丰富的相关信息,使管理部门在掌握这些信息后更好地管理各路段的交通,为司、乘人员提供更多的帮助与服务;同时,它也为路段交通控制逐渐过渡到通道交通控制做出了相应的信息准备,丰富了监控系统的功能。
4.首次在监控系统中设置了电力监控系统,用于对苏州高架桥上的路灯、景观照明和外场设备进行供电和控制。
监控中心的电力监控控制端不仅可对设置于苏州高架桥的5套箱式变压器供电的照明系统按定时控制要求进行全夜灯、半夜灯等开关控制,还可由现场的光电控制器自动来确定开关等操作的时间。同时,还可根据发布的控制命令及电力监控智能终端的命令反馈进行道路中照明的模拟演示。
由于将电力监控系统纳入监控系统的控制中,不仅能方便、全面地控制苏州高架桥上的路灯、景观照明和外场设备,更主要的是提高了监控系统的智能化和系统化。
5.首次实现了监控系统网管功能。
网管系统具有网络配置功能、设备管理功能、安全管理功能、系统备份和恢复功能及故障管理功能。不仅能够自动发现网络上的重要节点,支持多种网络结构,发现IP、IPX类设备,还能以图形方式显示所有网络节点的工作状态,对设备和链路运行状态进行监测,为监控系统的良好运行提供了有力的保证和支持。
自2002年12月8日苏嘉杭高速公路交通管理监控系统与高速公路同步建成开通以来,虽然其运行时间较短,但在高速公路交通运行管理中已发挥了重要作用。监控中心通过CCTV监视系统等及时发现并处理了高速公路上各类交通事件约上百起,大大减少了交通事故隐患,有力地保证了苏嘉杭高速公路的正常交通运行。随着时间的推移,监控系统在高速公路交通运行管理中的作用将愈加重要。如何更好的完善监控系统及如何发挥监控系统在苏嘉杭高速公路北段的作用,已经刻不容缓的摆在了我们的面前。
第二篇:苏嘉杭设计总结
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
一、概述
(一)项目背景及工程概况
苏嘉杭高速公路,是江苏省规划建设的公路主骨架“四纵、四横、四联”的重要组成部分,也是浙江省规划建设的公路主骨架“两纵、四横、五联”的重要组成部分,同时还是国家公路主干线“同三线”的分流线的组成部分。该高速公路是连接苏南经济区和杭嘉湖平原经济区的纽带,它的建成将与建成的沪宁高速公路、沪杭高速公路连成一个“A”字型的上海西翼经济区高速公路网,对地方工农业、旅游业的发展都起着十分重要的作用。
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段(简称为“苏嘉杭北段”),它北连规划中的苏通长江公路大桥,与规划中的沿江高速公路相交,南接苏嘉杭高速公路苏州至吴江段,为苏嘉杭高速公路的不可缺少的重要组成部分。
1995年6月和1996年4月,苏州市交通局委托江苏省交通科研所对本项目进行了前期工作,分别编制了“新沂~吴江省道主干线,苏州至王江泾段公路预可性研究报告”和“苏州工业园区苏虞疏港一级公路工程可行性研究报告”。1997年3月,苏州市政工程设计院编制了“虞苏嘉高速公路苏州段规划研究报告”,4月8日,苏州市规划局组织专家对报告进行了评审。
中交第二公路勘察设计研究院(以下简称“中交二公院”)在1997年至1999年,根据江苏省交通厅、苏州市人民政府和中交二公院签定的《苏(州)嘉(兴)杭(州)公路江苏段可行性研究合同》、《苏(州)嘉(兴)杭(州)高速公路常熟至苏州段初测、初步设计合同》,以及江苏省计经委关于《苏嘉杭高速公路江苏段项目建议书》的批复和关于《苏嘉杭高速公路常熟至苏州段可行性研究报告》的批复。开展苏嘉杭高速公路的预可、工可、初测、初勘及初步设计工作。工程预可行性研究报告于1997年11月完成后,于1998年1月22~23日由省交通厅组织了《预可报告》评审会议,成果通过评审。1998年12月24日,江苏省计划与经济委员会下发了“关于苏嘉杭公路常熟至苏州段项目建议书的批复”。本项目工程可行性研究报告于1999年5月完成,1999年10月27~28日江苏省计经委会同省交通厅于常熟市主持召开了工可报告审查会,江苏省计经委于2000年1月20日以“苏计经交发(2000)126号”文予以批复。
根据江苏省计经委关于《苏嘉杭高速公路江苏段项目建议书》的批复和关于《苏嘉杭高速公路常熟至苏州段可行性研究报告》的批复及其评审意见确定了建设规模、技术中交第二公路勘察设计研究院-1-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
标准和总投资。
2000年4月完成初步设计文件,2000年4月25日通过了初步设计评审,2000年6月27日江苏省建设厅以“苏建重(2000)231号”文对初步设计予以批复。
路线全长45.707km,全线设有互通式立交5处(董浜、常熟、沙家浜、湘城、太平),服务区(阳澄西湖)1处,分离式立交10处,并有完善的交通工程及沿线设施。
(二)设计依据及设计分工
苏(州)嘉(兴)杭(州)高速公路常熟至苏州段的初步设计和施工图设计,依据江苏省交通厅、苏州市人民政府和中交第二公路勘察设计研究院(以下简称“中交二公院”)签定的《苏(州)嘉(兴)杭(州)高速公路常熟至苏州段初测、初步设计合同》,苏州市苏嘉杭高速公路(江苏段)建设指挥部与“中交二公院”签订的 “苏嘉杭高速公路常熟至苏州段定测施工图设计勘察设计合同”,以及江苏省计经委关于《苏嘉杭高速公路江苏段项目建议书》的批复[苏计经发(1998)2574号]和关于《苏嘉杭高速公路常熟至苏州段可行性研究报告》的批复[苏交传(2000)126号]。江苏省建设委员会文件[苏建重(2000)231号] “关于苏嘉杭高速公路常熟至苏州段初步设计的批复”,苏嘉杭高速公路常熟至苏州段初步设计审查会会议纪要,苏嘉杭高速公路常熟至苏州段初步设计审查会专家组审查意见,苏嘉杭高速公路常熟至苏州段B1~B9标段详测汇报会议纪要,“中交二公院”苏嘉杭高速公路(江苏段)项目指挥组下发的 “苏嘉杭高速公路常熟至苏州段施工图设计要点”,省高指苏高计(1997)第130号“关于江苏省九五高速公路建设项目取土坑(场)布设原则”,江苏省交通厅苏交航(1997)13号“关于重申按航道技术等级标准建设临、跨、过河设施的通知”,交通部部颁有关标准、规范、规程及江苏省交通厅有关规定和要求等进行。
本项目主体工程初步设计和施工图设计由“中交二公院”完成。
交通工程及沿线设施中,监控系统、通信系统及收费系统三大系统的两阶段设计,由上海交通设计所完成;安全设施的两阶段设计,由“中交二公院”完成;管理与服务设施的房建工程初步设计及大部分工点的施工图设计,由省交设院完成。少部分工点的施工图设计,由苏嘉杭高指安排江苏省其他设计所、设计院完成。
(三)施工图设计任务完成时间及审查验收情况
鉴于本路段位于水网地带,河流纵横,沟渠密布,且工程范围内软土地基广泛分布,对软基的处理措施将是本项目投资、进度、质量的重要控制因素。本项目借鉴苏嘉杭高速公路苏州至吴江段的成功经验。为便于实行招标和施工管理,决定将本项目划为B1~B8(B6分为B6-
1、B6-2)九个标段。“中交二公院”分期及时将各标段施工图设计中交第二公路勘察设计研究院-2-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
文件编制完成,报苏嘉杭高指审查,满足按期开工的需要。
2000年5月初,中交二公院受苏嘉杭高速公路建设指挥部委托,开始进行本项目的详测详勘工作,6月下旬详测外业结束,7月底详勘外业结束。经向苏嘉杭高速公路建设指挥部进行外业汇报验收后,7月中旬开始进行施工图设计,分12批资料呈交业主审查修改后,提交施工单位使用,2000年12月底完成全部施工图设计任务。
二、设计简介
(一)技术标准与工程规模 1.技术标准
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段设计技术标准,系遵照江苏省建设设厅(2000)231号文关于对本工程项目初步设计的批复,采用交通部《公路工程技术标准(JTJ001—97)的规定值,其主技术标准如下:
(1)计算行车速度: 120km/h(2)路基宽度: 28.00m 其中:行车道 2 ×(2×3.75)m 中间带 4.50m(0.75m+3.00m+0.75m)
硬路肩2×3.50m(右侧路缘带2×0.50m)
土路肩2×0.75m(3)桥面净宽: 2×净一11.75m,外侧与路基同宽
(4)路面:沥青混凝土路面,设计年限 15年,标准轴载10 0 kN(5)路基、桥涵设计洪水频率:特大桥1/300,余均为1/100(6)桥涵设计车辆荷载:汽车——超20级、挂车一120 2.主要工程规模
(1)路线里程: 45.707公里;实际45.707公里。(2)征用土地: 10039亩。实际征用土地: 亩。(3)拆迁房屋: 114187平方米。实际拆迁房屋平方米。(4)路基土石方: 597.841万立方米。实际路基土石方 万立方米。(5)软土地基处理:
① 塑料排水板处理长度
2185724米。实际 米。② 粉喷桩处理长度
440838米。实际 米。
中交第二公路勘察设计研究院-3-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
③ 软土地基处理长度
30908米
(6)桥梁(主线): 9852.6m/83座。变更后9484.38m/77座。其中:特大桥、大桥: 6593.43m/20座。变更后6371.11m/18座。(7)互通式立交: 5处(8)分离式立交: 8处
(9)涵洞: 43道 实施43道。(10)通道: 52座 实施52座。
(11)路面(主线): 1042.425千平方米;实际 千平方米。(12)服务区(阳澄西湖): 1处
(二)总体设计
苏嘉杭高速公路是江苏省规划建设公路主骨架“四纵、四横、四联”的组成部分,本路段各区间段交通量分布差异不大,2024年全线平均交通量折算为小客车为59783辆/日,最大路段沙家浜互通至湘城互通段为65925辆/日,最小路段常熟互通至沙家浜互通段为51588辆/日,互通出入交通量最大的董浜互通为31090辆/日。设计服务水平根据本公路采用的技术标准,通过服务水平及拥挤度计算,本公路2020年服务水平达到C、D级,以后服务水平有所降低,至2024年,全线基本可维持在E级服务水平,拥挤度在1.2左右。
本路段所在区域位于太湖东北部,属太湖水系。区域内水域广阔,地势低平,河港纵横交错,密如蛛网,湖荡众多,按区域分区水系为阳澄水系,该水系地处望虞河和大运河以东,娄江和沪宁铁路线以北的阳澄区,东濒长江,主要河流有海洋泾、常浒河、徐六泾、金泾、白茆塘、钱泾、荡西泾、浪港、七浦河、杨林河、刘河(上游段为娄江)等数十条通江河道和盐铁塘、张家港、元和塘三条南北向的调节河道;主要湖泊有阳澄湖、昆承湖、漕湖、鹅真湖、傀儡湖等,总称“阳澄湖群”。按水文分区属平原水网区。区内河流按其作用可分为流域性河道、区域性河道、县级河道、乡级河道、圩内生产河道五大类。流域性河道和区域性河道是区内河网的主干骨架,沿线主要跨越盐铁塘、白茆塘、张家港、济民河。通长江河道均已建闸控制以防止潮水倒灌,并调节阳澄区的河网水位。
路线所跨越河流多具备通航条件,等级航道共有4条,盐铁塘为六级航道;白茆塘、济民河(苏虞东线)为七级航道;张家港(申张线)为五级航道。里睦塘、长亳塘、蠡塘河、北泾河、外塘河、青鱼塘、尤泾河等为等外航道。各河流通航等级批复详见《江苏省内河航道技术等级批复文件汇编》及附件。
中交第二公路勘察设计研究院-4-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
路线所经地区位于北亚热带湿润季风气候区,温暖潮湿多雨,四季分明,冬夏季长,春秋季短。多年平均气温15.7℃,最热月7月份,平均气温28.2℃,极端最高气温38.8℃;最冷月1月份,平均气温3.0℃,极端最低气温-9.8℃。常年年平均降水量1063mm,一年中以6月份降水量及降水日为最多,常年年平均月降水量为160mm,降水日为12.5天,12月份降水量最少,平均相对湿度80%。春季平均风速最大,达4.0m/s;秋季最小,为3.4m/s;年平均风速3.7m/s,最大风力可达十级,风向六、七月多为偏南风。
区内主要灾害天气为雨涝,以4~10月连续3个月降雨百分率100%,且其中一个月150%,或连续2个月100%,并在6~9月中有一个月接近或200%。
根据《中国地震烈度区划图》1990年绘制资料,本测设段所经地区位于地震烈度Ⅵ度区。根据《公路工程抗震设计规范》,特大桥、大桥按Ⅶ度设防,其余结构按Ⅵ度设防。
沿线区域地质构造由北向南的不同断凹、断束组成,大约在起点至湘城一带属于白垩系第三组的中断凹,湘城至苏州一带属于侏罗纪断束构造。主构造带由北东向和东西向构造组成。区内无活动断裂。对项目工程无直接影响。
沿线地质分三个区:I区为K2+800K17段,表层以河漫滩相沉积为主,软土分布较连续,且下部发育有较厚的Q3粉细砂层。
Ⅱ区为K17K30段,主要为近代河网区,表层断续分布有牛轭湖相软土,厚度变化较大,分布极不规则,下部地层为Q4粘性土及粉砂层,工程性质良好。
Ⅲ区为K30终点段,主要为近代河网区,基本无软土分布,地层的工程地质性质良好。
工程地质评价:沿线地层较为复杂,特别是上部的软土层,分布不连续,也不规则,对工程影响较大,需作处理方可作为基础持力层,才能达到稳定性要求。
桥基础一般宜采用摩擦桩,均应穿过软土地层。而沿线的Q4al—l地层,工程地质性质良好,特别是下部Q4与Q3中密—密实状粉砂层,是本路段最好的桩基持力层。
苏嘉杭高速公路总体设计的主要原则为:
1.初步设计阶段,通过对本路《工可》报告推荐的主要控制点和路线基本走向的深入调查研究,充分征求沿线各级政府的意见,并根据交通部和江苏省干线公路网总体布局,论证远景交通量及运行需要。从而使本项目满足国道主干线及省道主干线使用任务和功能的要求。充分研究和领会历次审查、批复意见精神,吸收已建或在建高速公路建设项目成功的经验,指导施工图设计。
中交第二公路勘察设计研究院-5-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
2.充分研究和采纳初步设计及初步设计审查会议纪要精神;严格遵守现行的各专业的标准、规范、规程;针对地质条件特点,优化初步设计;正确把握路线路基等各专业技术指标的运用;因地制宜,就地取材。在不过多增加造价的情况下,尽量选用较高标准以提高工程使用质量和服务水平,为以后的发展留有余地。
3.根据本路已选定路线走廊带的沿线自然地理条件和工程地质条件,进行研究和论证,确定本路采用的各种技术标准和工程规模,以控制总投资。
4.利用矢量化地形图实地调查、纸上定线,反复进行路线方案分析,配合公路路线CAD设计程序比选,确定出最优路线走向和平、纵组合方案。
5.桥涵设计根据调查沿线穿越通航河流、等级公路的现状和规划及行车、泄洪、灌溉、通航等要求,按照布局合理、因地制宜的原则综合考虑桥涵方案。分离式立交跨越主线方式的经济比较,各种通道净空的要求,路堤填筑的难易程度及筑路材料的分布等情况,反复进行路线纵断面设计优化,尽量降低路堤设计高度,以节省用地,节约投资。
6.根据本公路与被交叉道路连接位置及其在路网中的功能作用,结合地区内交通源和运输量及沿线城市现状和规划,论证合理确定互通式立交的布设位置、间隔距离、建设规模、设计型式及其同被交道路的连接方式。
7.综合沿线水系、水利情况,调查水陆交通方式和布局,研究论证跨河、跨路桥梁及农汽、机耕、人行通道等构造物采用的合理净空标准,拟建规模与结构形式。
8.充分考虑修建高速公路之后,与沿线环境和景观的协调配合。路线避免穿越大的集镇、村庄及学校;避免破坏、改变原有大型排灌水系。合理取土,少占良田。并注意采取路容美化、绿化及环境保护措施。
9.通过对本公路设计交通量、通过能力与服务水平的计算分析,论证确定本路的管理与服务设施、安全设施,以及监控、通信、收费、供电照明系统等的布局和建设规模。鉴于本路为收费公路,应在充分论证的基础上,确定收费制式。
(三)路线
在苏嘉杭高速公路路线设计中,贯彻了“保护耕地、节约用地、少拆房屋、方便群众、依法保护环境、保护古迹”的原则。在满足国道主干线的使用任务和功能,合理利用地形,正确采用技术标准的前提下,考虑地形、地质及桥位选择等因素,对不同的路线方案,进行技术经济比较,择优选定。并从公路平、纵、横的三个面进行综合立体设计,保证路线的整体协调,做到平面顺适,旅客和驾驶人员的视觉与心理反应良好,并与当地环境和景观协调统一。
中交第二公路勘察设计研究院-6-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
1.平面线形设计
注意平面线形的连续性与均衡性,以及与纵断面线形的相互配合。根据沿线地形、地物和主要控制点,采用以曲线为主的设计方法,选择不同的曲线半径去拟合和适应地面附着物,并在综合考虑可能的纵断面线形下,用直线圆曲线(或缓和曲线)去连接相邻的圆曲线,以达到线形流畅顺适。
本路主线共设平曲线16个,路线转角(除JD3外)均大于10。,使用直线的最大长度,均不超过20V(V为计算行车速度km/h)。本路采用的平曲线半径,最大9000m、最小为4000m。平曲线长度占路线主线长度的91.703%。
2.纵断面线形设计
设计掌握的主要原则是,满足交通部“技术标准”和“设计规范”各项技术指标的规定;满足等级航道、等级公路和 110 KV以上电力线的净空标准;路基设计标高,满足设计洪水频率的计算水位0.5m安全高度及最小填土高度1.5m的要求;对于跨越以河、沟、渠堤修筑的地方道路,经征得地方政府和水利部门同意,堤顶路面标高可适当下压;鉴于平原区,为防积水,通道原则上不下挖。但对在很长范围内控制纵断面高程的个别通道,可根据地形、地物状况,作适当的“并、移、连” 等方式减少通道数量,以降低路基填土高度。并注意充分利用跨河、渠桥边孔,兼作通道;主线上跨桥,尽量采用建筑高度较小的板式结构,以降低桥面设计标高。
设计纵断面线形与地形相适应,并使视觉连续、顺适,避免线形在短距离内出现频繁起伏。尽量做到降低填土高度,减少工程规模和线外用地。
为使纵断面线形更为经济合理,设计采用公路路线CAD系统进行优化。本路主线共设竖曲线77个(平均每公里变坡1.685次),最大纵坡1.91%,最小坡长400m,竖曲线最小半径:凸形17079.262m;凹型12000m,竖曲线长度占路线主线长度的 63.746%。
3.平、纵面线形组合设计
通过对平、纵面线形综合考虑,在平、纵面线形的技术指标采用上大小均衡适当,使平、纵、横三方面总体协调,平、纵面线形组合时,尽量做到竖曲线包含在平曲线之内,避免竖曲线插入直线、曲线的变化点。在长的平曲线内,如必须设置几个起伏的纵坡时,需用透视图检验(本路全线均采用路线往返方向,每间距250m连续绘出路线透视图进行检验)。对特大桥和互通式立交的主线,绘制复合透视图进行评价,以保证平、纵面线形组合的协调,具有良好的运行效果。
(四)路基、路面及排水 1.路基标准横断面
中交第二公路勘察设计研究院-7-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
苏嘉杭高速公路路基横断面,按照交通部《公路工程技术标准(JTJ01—88)、《公路路基设计规范》(JTJ013—95)及项目的《初步设计原则 》执行。路基标准宽28.0m,其中,行车道宽2×7.5m,中央带宽4.5m(含2×0.75m路缘带),硬路肩宽2×3.5m(含2×0.5m路缘带),土路肩宽2×0.75m。对中央分隔带论证采用凸起抛物线型,植草绿化和植树防眩,有利美化路容和行车安全。
路堤边坡坡度及护坡道宽度,当路堤边坡高度H≤5.0m时,其边坡坡率采用1∶1.5;当路堤边坡高度H>5.0m时,其上部5.0m高度范围内边坡坡率采用1∶1.5,以下部分采用1∶1.75。当路堤高度H≤6.0m时,护坡道宽1.0m,当路堤高度H>6.0m时,护坡道宽2.0m,护坡道宽度渐变段长度10.0m。对于特殊路基路段,护坡道宽统一采用2.0m。
全线路基两侧设贯通的独立成系统的边沟(底宽和深度均为80×80cm梯形边沟,边沟采用25cm厚M7.5浆砌片石铺砌,两侧坡度1:1)。距沟外1.5m处设隔离栅。两侧隔离栅外0.5m以内,为公路用地界范围。
2.路基设计
一般路基设计注重了路堤基底的处理。如地表耕植土的清除,填前压实,沟塘清淤,路基应分层填筑,均匀压实,其压实度及路基填料最小强度要求均采用《公路路基设计规范》(JTJ013-95)中的规定值。以及对软土地基处理方案可分为两大类,一是预压排水固结法(如塑料排水板、袋装砂井等),二是复合地基法(如碎石桩、粉喷桩等)。
路基所需土方主要来源于挖方路段和沿线集中设置的取土坑。结合本地区的自然环境及土质特点,在填筑路堤前全段应清除地表15cm耕植土,经碾压稳定后方可开始填土,具体有以下几种情况:
(1)、填方路堤
填筑路堤前应清除地表15cm耕植土。为保证路基的压实度,填方路堤两侧各超填50cm,路基填筑完成并稳定后再对边坡进行清理。用填料应分层摊铺,其分层的最大摊铺厚度不应超过30cm。
路基填料压实采用重型压实标准,分层压实。路基压实标准及填料强度要求见下表:
中交第二公路勘察设计研究院-8-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
路基部位 上路床 下路床 上路堤 下路堤 路面底面以下(cm)0~30 30~80 80~150 >150 CBR(%)8 5 4 3 压实度(%)粉煤灰 ≥95 ≥93 ≥92 ≥90 土 ≥95 ≥95 ≥93 ≥90 填料最大粒径(cm)10 10 15 15 注:①表列压实度数值系指按《公路土工试验规程》重型击实试验法求得的最大干密度的压实度。
②为保证路肩的稳定,对于土路肩培土的压实度要求>90%。
预压部分的压实度应满足上表的压实要求,超载预压部分的压实度应达到重型压实标准的90%,超载预压到期后,卸除超载土方,路堤应开挖至路槽底,并将路槽底以下的路堤表面15cm深度的土层压实,其压实度应大于95%。
(2)、软土地基处理
根据软土的厚度、埋深、物理力学性质,路基的总沉降量及稳定状况,施工工期要求,材料供应情况,各种处理方法的最佳适用条件,并结合当地软土地基处理经验,本路段软土地基分别采用了砂垫层预压、塑料排水板、粉喷桩、路基填土加筋、粉煤灰路堤等进行处理。
①、砂垫层预压
对于软土较薄、埋深较浅或软土埋深较大,下述其它方法不能有效处理,并且通过预压其工后沉降及稳定能满足设计要求的路段,采用砂垫层预压,即在路基底部铺设一层厚度为30cm的砂垫层作为孔隙水排出通道,然后填筑路基进行预压。
②、塑料排水板
对于软土层较厚,导致地基稳定不足或地基沉降量过大的路段,采用插打塑料排水板结合砂垫层(厚30~50cm)的排水固结法,缩短排水距离,加速地基的固结过程。
③、粉喷桩
对于地基稳定性不足、沉降过大或容许工后沉降量要求较高,并且软土埋深在粉喷桩适宜处理深度以内的路段,采用粉喷桩加固地基,使桩与原软土地基构成复合地基,提高地基承载力,减少沉降量。本路段主要在桥头两端路堤及涵洞、通道处采用粉喷桩。
④、路基填土加筋
为了减少路基与构造物之间的不均匀沉降,本次设计主要在桥头两侧路基填土采用中交第二公路勘察设计研究院-9-
苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结
CE131型NETLON土工网加筋。
⑤、粉煤灰路堤
为了减轻路堤自重,减少沉降并增大稳定安全系数,结合前述处理方案,路堤采用粉煤灰填筑。
⑥、反开槽施工
对于涵洞、通道等构造物处地基,当采用固结排水处理时,为减少预压期沉降和保证其工后沉降满足设计要求,使构造物不留后患,在其路段采用先填土预压,待沉降稳定后再开挖路基修筑造构物。
(3)、地基土的处理
本路段地形平坦,水系发育,地表土含水量大,为保证路基的强度和稳定,满足填料强度、压实度标准及施工要求,对原地面进行如下处理:
当路堤边坡高度(以下简称H)≥2.2m时,清除地表15cm厚耕植土后,进行原地面碾压,其压实度≥85%;若土体潮湿,清除表土后再向下翻松25cm,掺6%石灰拌和并碾压,其压实度≥87%。
当1.5 当H≤1.5m时,清除15cm耕植土后,进行原地面开挖处理,其开挖深度应确保路床底面以下40cm路基分两层填筑,第一层压实度≥90%,第二层压实度≥93%,并在此基础上再向下翻松25cm,掺6%石灰拌和、碾压,压实度≥90%。 对特殊路基路段采用塑料板处理时,上述翻松25cm地基土不作掺灰处理,其压实度按≥85%采用,若土体潮湿,则压实度按≥83%采用。 对水塘、湖荡路段,若路基为非塑料板处理路段,清淤后采用5~8%的石灰土(或碎石土)回填,其最下40cm范围压实度≥85%,其上至原地面齐平部分≥90%;若路基为塑料排水板处理路段,为保证塑料排水板的打入,清淤后采用普通土回填至原地面,压实度≥85%。 (4)、路基土掺灰原则及要求 当填料采用就近取土坑取土时,其掺灰应符合下列要求: 一般路段设计施工横坡采用平均厚30cm掺5%石灰的石灰土填筑;软基处理路段采用经凉晒的素土填筑,压实度≥85%。CBR要求见前表。 路床顶面以下0~30cm路基土掺8%石灰,CBR≥8%;30~80cm路基土掺6%石灰,CBR中交第二公路勘察设计研究院-10- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 ≥5%。 桥头锥坡及台后15m范围内,路堤填料掺6%石灰,CBR≥5%;其余路段路堤调料掺5%~6%石灰,CBR要求见前表。 对于路基中掺入的石灰,按每吨0.5m3的体积冲减土方数量。3.路基防护 设计以经济、实用、美观、大方,且施工方便为原则,并针对不同情况,采取不同的防护方案。 当H≤3.0m时,边坡坡面采用拉伸网草皮防护。 当H>3.0m时,边坡坡面采用双排或三排25cm厚M7.5浆砌片石衬砌拱植草防护。浸水路堤边坡坡面采用30cm厚M7.5浆砌片石满铺防护。 湖荡、水塘路段,其边沟外侧边坡顶标高应大于设计水位的0.5m,并采用30cm厚M7.5浆砌片石满铺防护。 4.路面设计 根据苏嘉杭高速公路的使用任务、功能、当地材料及所处地区的气候。水文、土质等自然条件,结合沪宁等高速公路路面设计与施工实践体会,进行路基路面综合设计。 经技术经济比较,全路主线及互通式立交匝道,均采用沥青砼路面。收费站广场、被交叉道路及通道与连接线,采用水泥砼路面。 路面设计根据交通部《公路沥青路面设计规范》(JTJO 14—97)、《公路 水泥检路面设计规范》(JTJ012—94)及相应的施工、验收规范进行。沥青砼路面设计使用年限为15年。主线填方路段以路表设计弯沉值作为沥青砼路面整体强度的控制指标,并对各结构层底进行拉应力验算。 根据“工可报告”提供的交通量、车型比例及增长系数,以计算容许弯沉值作为整体强度的控制指标,并对沥青混凝土面层、基层进行层底拉应力验算。 本路段主线单车道交通量累计当量轴次1.93×107次,设计弯沉值0.205mm,经验算采用以下路面结构组成为: ①主线 a、面层 上面层:4.5cm厚AK-16A型中粒式沥青砼抗滑层 中面层:6cm厚AC-25I型粗粒式沥青砼 中交第二公路勘察设计研究院-11- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 下面层:7.5cm厚AC-25I型粗粒式沥青砼 b、基层:40cm厚二灰碎石 c、底基层:20cm厚二灰土 d、基层顶面设置沥青下封层,采用PC—2型慢裂乳化沥青。 e、硬路肩路面结构同行车道。桥面铺装采用:上面层─中粒式沥青混凝土(AK-16A)4cm,下面层─粗粒式沥青混凝土(AC—25I)6cm。 ②匝道 a、面层 上面层: 4cm厚AKI-16A型中粒式沥青砼抗滑层 下面层: 6cm厚AC-25I型粗粒式沥青砼 b、基层: 30cm厚石灰粉煤灰碎石(5:10:85)C、底基层:18cm厚石灰粉煤灰(15:85) 基层顶面设置沥青下封层,采用PC——2型慢裂乳化沥青。 硬路肩路面结构同行车道。桥面铺装采用:上面层─中粒式沥青混凝土(AK-16A)4cm, 下面层─粗粒式沥青混凝土(AC—25I)6cm。 ③匝道收费广场 面层:25cm厚水泥混凝土 基层:20cm厚石灰粉煤灰碎石(5:10:85)底基层:20cm厚石灰粉煤灰(15:85) 通道洞口外,各铺设20m或18cm厚水泥砼路面,基层为20cm厚10%石灰土。全线中央分隔带,除互通式立交外,一般2km设置一个开口(长度为50m)。本路段土路肩采用5cm厚C25现浇砼进行硬化处理。5.排水设计 路基排水,设计是通过路基两侧边沟、引水沟和急流槽,将路面和路肩的表面水、路堤边坡水、中央分隔带内的渗水,汇集排入天然河沟。路堤穿过塘地段,设置填筑式边沟,使水越过鱼塘,排入天然河沟。边沟在与较大河沟相接时,一般采用急流槽将水引入河沟。所有边沟,均采用浆砌片石加固。全线路基设置80×80cm梯形边沟,边沟采用25cm厚M7.5浆砌片石铺砌,边沟外侧设置30×30cm挡水埂,使路基边沟排水自成系统。 中交第二公路勘察设计研究院-12- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 路面水绝大部分沿纵坡及路面横坡漫流经路基边坡排入边沟,小部分路面下渗水通过沥青封层表面和路肩下的碎石透水层以及横向塑料排水管排至边坡再流入边沟。 对中央分隔带排水,设计考虑中央分隔带底部、底基层下设置一道40×20cm的级配碎石盲沟,盲沟底设一根φ5cm纵向软式透水管,每隔50m左右设置一个20×40×100cm的级配碎石集水槽并配一道φ10cm的横向塑料排水管,将中央分隔带渗水排至路基之外。横向塑料排水管外包C15现浇砼。 (五)桥梁与涵洞 1.桥涵设计原则 (1)公路桥梁的设计,根据本路的使用任务、功能和将来发展的需要,按照适用、经济、安全和美观的原则进行。 (2)各类桥涵的线形及其与公路的衔接,应符合路线布设的有关规范规定;遵循初步设计方案及初步设计审查意见。 (3)公路桥涵设计,根据因地制宜,就地取材、便于施工和养护的原则,合理选用适当的桥(涵)型。对桥梁造型尽量做到与周围景观的协调。 (4)桥梁结构,根据本地区的自然条件、河流特点、航道要求,结合地质、水文、施工、材料来源,以及尽量做到标准化、系列化和施工工厂化等因素,综合选择确定。 (5)高速公路桥梁原则上由路线确定其位置,但与河流轴线最大斜交角度以45°控制。对外交角度在45°以内的桥梁采用斜桥斜做,以减少墩台阻水。对于个别斜交角特别大,且桥下净空要求较高的桥梁,采取将上、下行两座桥分别正做,同时错开一定距离及对河流加以适当改移的办法来进行处理。 (6)桥梁长度根据所跨越河流(或道路)的标准、不压缩断面情况、地质、水文、路基高度等因素,综合分析论证确定。当桥梁位于地震高烈度区,在满足功能要求前提下,应尽量减少桥长,减小跨径;当桥梁位于软土区,应适当增加桥长,桥路分界高度通过技术经济比较确定(一般控制在3m~7m)。 (7)由于本路位于地震基本烈度6度区,对一般构造物按6度设防。由于软土抗震性能较差,对软土发育地带的大型桥梁,根据《公路工程抗震设计规范》规定提高一级,按7度设防。 (8)全线桥梁设计时,注意桥面沥青铺装层结构与路面上、中面层结构的协调统一,以利施工的方便。同时,注意桥面表面水和沥青铺装层渗水的排出。 (9)为改善行车条件,保证高速、安全、舒适,特大桥、大桥原则上采用连续结中交第二公路勘察设计研究院-13- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 构或先简支后连续的结构型式,中、小桥可采用简支桥面连续结构。 2.桥涵的布置 设计在对水系和河流全面调查,充分搜集水利和航道主管部门资料,在水文计算基础上,按照尽量满足目前和将来的发展需要,力求不改变现有河道自然状态,保证排水和通航的使用功能,顾及群众生活方便,进行全线桥涵的合理布置。 主线桥梁横断面型式,按上、下行两座并列的独立桥梁布置,横向与路基同宽,两侧设防撞护栏,在中央分隔带设电缆沟。桥梁、明涵及浅埋通道两端,均设置钢筋检搭板。搭板长度,大、中桥为8m,小桥、涵洞及通道为5m。 3.桥梁型式与结构 主线桥梁上部构造,特大桥及大桥均采用先简支后结构连续的预应力混凝土T梁;中、小桥均采用桥面连续的预应力混凝土空心板梁。桥梁下部构造,采用桩柱式桥墩。桥台型式根据桥台后填土高度和地质情况,采用桩柱式桥台、承台分离式桥台、肋板式桥台,尽量少采用扶壁式桥台。桥梁墩、台基础,以钻孔灌注桩为主,大跨径盖板涵多采用整体式基础形式。 主线特大桥和部分大桥的桥型与结构分述如下: ①盐铁塘大桥(K6+000):盐铁塘又名内河,西起张家港杨合镇北,流经张家港,常熟,太仓,注入上海苏州河,全长102km,是苏州市东北部沿江地区一条重要的调度江湖吞吐,调节引排水量的水道。桥位处三百年一遇洪水位为2.84m,一百年一遇洪水位为2.51m,最大流量为38.7 m3/s。 盐铁塘属六级航道,最高通航水位1.95m,桥位处河宽约40m,路线与河道交角90度。 地质情况:桥位处地表以下60m范围内,主要由流塑状淤泥质亚粘土,软塑状亚粘土,粉砂组成,推荐承载力90~270Kpa,极限摩阻力20~45 Kpa。 桥型结构:盐铁塘大桥位于董浜互通内,为互通跨线桥。跨越盐铁塘六级航道,同时跨越支王公路,互通L匝道。且平面线型复杂,受变速车道的影响,桥梁宽度不断变化,有三处位于鼻端,分别连接M、N、P匝道桥。本桥共分4联,全长583m。第一联上构采用7×25m预应力混凝土连续箱梁,第二联上构采用27+5×32+27m预应力混凝土连续箱梁,第三、四联均采用16+3×22+16m钢筋混凝土连续箱梁。上构箱梁均采用搭支架现浇方法施工。下部构造,桥墩采用双柱式、三柱式墩,桥台采用肋板台,基础均采用钻孔灌注桩基础。 ②白茆塘特大桥(K13+731.5):白茆塘位于苏州市北部常熟市境内,西起虞山镇的中交第二公路勘察设计研究院-14- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 小东门,向东流经虞山、藕渠、古里、白茆、支塘、徐市、何市、东张8乡镇,于姚家滩注入长江,全长41.3km。中途与盐铁塘相交,涝能排,旱能引,1999年梅雨期间排水达2.55亿m3。是阳澄区一条重要的引排入江水道。桥位处三百年一遇洪水位为2.83m,一百年一遇洪水位为2.50m,最大流量为72.7 m3/s。 白茆塘属七级航道,最高通航水位1.94m,桥位处河宽约100m,路线与河道交角90°。 地质情况:桥位处地表以下60m范围内,主要由流塑状淤泥质亚粘土,软塑状亚粘土,粉砂组成,推荐承载力90~300Kpa,极限摩阻力20~50 Kpa。 白茆塘特大桥位于常熟互通内,为互通跨线桥。本桥跨越白茆塘七级航道,同时还跨越204国道和常熟互通匝道。平面线型复杂,受变速车道的影响,桥梁宽度不断变化,有一处位于鼻端,连接D匝道桥。本桥共分5联,全长692m。第一、二联上部构造分别采用6×22m及5×22m钢筋混凝土连续箱梁,第三联上构采用22+2×32+22m预应力混凝土连续箱梁,第四、五联上构分别采用7×25m及6×25m预应力混凝土连续T梁。箱梁桥均采用支架现浇施工,T梁桥采用预制安装施工。下部构造,桥墩采用柱式墩,桥台采用承台分离式台,基础均采用钻孔灌注桩基础。 ③张家港特大桥(K20+547.5):张家港六十年代是江阴一条小港,因内河运输的需要,1958年自上海吴淞江起利用原有河道、湖泊疏梭了部分浅狭段连接而成。张家港南起吴淞江,北迄巫山口,全长123.5km。南北纵贯昆山、常熟、江阴、张家港四市,沿途与吴淞江、娄江、杨林塘、七浦塘、元和塘、望虞河、十一圩港等市级河道相交。是阳澄区的一条重要引排调节河道。桥位处三百年一遇洪水位为2.83m,一百年一遇洪水位为2.59m,最大流量为51.5m3/s。 张家港属五级航道,是上海通杨州、南通等地的主要内河航道。最高通航水位2.13m,桥位处河宽约50m,路线与河道交角75°。 地质情况:桥位处地表以下60m范围内,主要由流塑状淤泥质亚粘土,软塑状亚粘土,粉砂组成,推荐承载力90~270Kpa,极限摩阻力20~60 Kpa。 本桥共分7联,桥梁总长1257.66m。第一、二、三联(常熟岸引桥)上部构造均采用7×25m预应力混凝土连续T梁,第四联(主桥部分)上部构造采用40m+70m+40m预应力混凝土变截面连续箱梁,第五、六、七联(苏州岸引桥)上部构造分别采用8×25m、8×25m、7×25m预应力混凝土砼连续T梁。引桥上构T形梁采用工地预制,搭设临时支撑现浇墩顶连续段,架桥机安装的方法施工,主桥上构采用挂篮悬臂浇注的施工方法。下部构造主桥采用薄壁桥墩,引桥采用柱式桥墩、桩柱式桥台,基础均为钻孔灌注桩基中交第二公路勘察设计研究院-15- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 础。 ④外塘河1号大桥(K24+248):外塘河位于常熟市沙家浜镇和吴县市湘城镇分界处,西起居家堰,流经南湾、蔡家潭,在谭家堰附近汇入张家港,全长约7.3km。外塘河(居横线)为等外级航道。桥位处一百年遇洪水位为2.51m,多年平均水位为0.93m。 地质情况:桥位处地表以下60m范围内,主要由流塑状淤泥质亚粘土,软塑状亚粘土,粉砂组成,推荐承载力90~270Kpa,极限摩阻力20~45 Kpa。 桥型结构:本桥上部构造采用4×25m预应力混凝土连续T形梁,先简支后结构连续,全长107.06m,T形梁采用工地预制,搭设临时支撑现浇墩顶连续段,架桥机安装的方法施工;下部构造采用柱式墩,桩柱式及承台分离式桥台,钻孔灌注桩基础。 ⑤湘城2号大桥:本桥位于湘城镇大闸蟹市场旁,同时跨越一条等外级航道,两条通集装箱车的道路。桥位处一百年一遇洪水位为2.52m,实测最大流量为11.2m3/s。 地质情况:桥位处地表以下70m范围内,主要由硬塑状亚粘土,硬状粘土,中密粉砂组成,推荐承载力125~300Kpa,极限摩阻力30~70 Kpa。 本桥共分2联,全长407.11m。第一、二联上部构造均采用8×25m预应力混凝土T形梁,先简支,后结构连续。T形梁采用工地预制,搭设临时支撑现浇墩顶连续段,架桥机安装的方法施工。下部构造采用柱式墩,桥台采用承台分离式台,基础均采用钻孔灌注桩基础。 ⑥济民塘大桥(K42+188):济民塘为苏虞东线的南段,起自五众泾,北至湘城镇与湘城塘相接,全长27.46km,底高-2.03m,底宽15.0m。为七级航道,通航水位自苏安浜至太平段最高限制水位1.77m,最低限制水位0.62m,太平至陆慕段最高限制水位1.80m,最低限制水位0.68m,桥位处一百年一遇洪水位为2.69m,多年平均水位为0.98m,历年最低水位为0.27m。 地质情况:桥位处地表以下55m范围内,主要由软塑状亚粘土,硬塑状粘土组成,其间夹杂部分稍松的亚砂土,密实细砂。推荐承载力110~260Kpa,极限摩阻力35~65 Kpa。 桥型结构:本桥上跨两条河,一条路,由于路线跨越济民塘斜度较大,济民塘为七级航道,为满足通航要求,选用大跨径桥跨,左右半幅错开布置,左幅桥共分3联,桥长497.26m,第一联(常熟岸引桥)上部构造采用3×30m预应力混凝土连续T梁,第二联(主桥部分)上部构造采用40m+70m+40m预应力混凝土变截面连续箱梁,第三联(苏州岸引桥)上部构造采用5×30+20+2×30+20m预应力混凝土连续T梁;右幅桥共分3联,桥长497.26m。第一联(常熟岸引桥)上部构造采用2×30m预应力混凝土连续T梁,第二联中交第二公路勘察设计研究院-16- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 (主桥部分)上构采用40m+70m+40m预应力混凝土变截面连续箱梁,第三联(苏州岸引桥)上构采用8×30+2×20m预应力混凝土连续T梁,20m、30mT梁采用相同梁高,引桥上构T形梁采用工地预制,搭设临时支撑现浇墩顶连续段,架桥机安装的方法施工,主桥上构采用挂篮悬臂浇注的施工方法。下部构造主桥采用薄壁桥墩,引桥采用柱式桥墩、桩柱式桥台,基础均为钻孔灌注桩基础。 ⑦西白塘特大桥(K48+031.5):西白塘位于苏州市北,吴县陆慕镇东。西白塘北面连通跃进河蠡塘河,东临阳澄西湖。路线横跨西白塘,桥位处三百年一遇洪水位为3.00m,多年平均水位为0.99m。 地质情况:桥位处地表以下50m范围内,主要由软塑状亚粘土,硬塑状粘土组成,其间夹杂部分粉砂、细砂,推荐承载力110~240Kpa,极限摩阻力30~60 Kpa。 西白塘无通航要求,本段路线纵坡主要受韩家村分离式立交及苏嘉杭高速公路(苏州至吴江段)起点高程控制。线位较高,桥长由路基允许填土高度确定。本桥共分5联,桥长882.46m。五联上部构造均采用7×25m预应力混凝土连续T梁,先简支后结构连续;下部构造采用柱式墩,肋板台,钻孔灌注桩基础。 其它中、小桥,一般采用13m预应力空心板,16m和20m预应力砼宽幅空心板,简支桥面连续;下部构造一般采用柱式墩、柱式台、承台分离式桥台、扶壁式桥台,基础均采用钻孔灌注桩基础。 4.涵洞设计 根据本路沿线实地调查,在充分掌握本地区地形和农田排灌要求的基础上,合理选定涵洞位置、型式和孔径。涵洞设置以维持原有排、灌系统为原则。根据本段路线沟渠的排水和灌溉要求,结合水文、地质情况,沿线涵洞选用了两种结构型式:钢筋砼箱涵和钢筋砼圆管涵。除满足使用要求外,考虑到养护便利,涵洞的跨径不小于1.25m。必要时对涵洞地基土进行强化处理。 5.通用图设计 苏嘉杭高速公路为提高桥涵设计效率,保证设计质量,南北段统一使用一套通用图。预应力混凝土空心板梁及桥梁公用构造,中、小桥及涵洞采用苏(州)嘉(兴)杭(州)高速公路江苏段桥涵通用图之《预应力混凝土空心板》、《桥梁公用构造图》、《钢筋混凝土箱形涵洞、圆管涵》。对先简支后结构连续的预应力混凝土T梁采用采用苏(州)嘉(兴)杭(州)高速公路江苏段桥涵通用图之《预应力混凝土T形梁》。 (六)路线交叉 1.互通式立交设计 中交第二公路勘察设计研究院-17- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段,设互通式立交5处,分别设于董浜、常熟东、沙家浜、湘城、太平。 各互通式立交的具体位置,经反复论证,较好地处理了与城镇近、远期规划发展及与区域路网、交通量的关系,使得互通设置间距更趋合理。本路互通式立交的间距平均为9.789km(其中,最大为10.871km,最小为 8.764km)。 (1)互通式立交设计采用的技术指标 ①设计速度 根据《公路路线设计规范》(JTJ011l—94),按照被交叉道路的性质对互通进行分级,从而确定设计速度范围。匝道采用的设计速度为40km/h。 ②匝道的横断面 单车道匝道宽度为8.50m,对向双车道匝道为16.00m。③匝道的平、纵面设计指标 对于设计速度40km小的匝道最小平曲线半径一般值为60m;纵断面设计指标除满足设计速度外,应需满足构造物设置对纵坡的要求。 ④匝道起终点设计 加速车道均采用平行式,减速车道均采用直接式。根据设计速度采用规范规定的加、减速车道长度值和流人流出角值。减速车道斜带根据流出角自然过渡到匝道上。 (2)互通式立交方案 在工可报告基础上,经过初步设计及施工图设计阶段深化研究,综合考虑地形、出入交通量、工程规模、收费方式、行车条件等进行方案设计。 ①董浜互通:本互通是苏嘉杭高速公路二期工程的起点互通立交,位于常熟市董浜镇西,被交路为沿江高速公路和地方路支塘至王市公路,本互通分与沿江高速公路相交处的枢纽互通和与支塘至王市公路交叉处的单喇叭互通两部分,两互通之间加设辅助车道,以互通群的形式共同构成6肢交叉的立交枢纽。互通立交所处位置地势平坦、河沟密布、村道密集,软土分布较广,主线除跨越等级道路外,还跨越六级航道盐铁塘河,根据交通量预测结果分析,2024年苏嘉杭高速公路、苏通长江公路大桥连接线、沿江高速公路交汇处的起点互通枢纽的转向交通量为:南通至上海方向36608辆/日,张家港至苏州方向为16679辆/日,根据交通量分析,南通至上海方向、张家港至苏州方向之间以定向匝道连接,以满足主流交通能达到快速便捷的目的,定向匝道为双车道匝道,其匝道设计车速采用80km/h,匝道宽12.0m;次流交通南通至张家港、上海与苏州方向之中交第二公路勘察设计研究院-18- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 间,以内环、右转匝道衔接,使次流交通能满足40km/h,达到合理便捷的目的,匝道为单车道匝道,匝道宽8.5m。本互通在功能上具有系统性转换和服务性出入口转换的双重功能。同时本互通的布设还涉及到收费管理、交通组织、工程造价、施工条件、地方意见等因素。上述因素构成了本互通功能和技术上的复杂性和多样性,从工可到测设阶段先后提出了多个方案供比选论证和建设单位咨询。本阶段在综合各阶段成果的基础上,将满足互通的主要功能,有效组织交通流向,降低工程造价作为本次方案设计的重点,为苏嘉杭高速公路、沿江高速公路之间修建联络匝道,互通方案为变形的苜蓿叶型大型互通+单喇叭互通两部分共同构成立交群的方案。 ②常熟互通:本互通为苏嘉杭高速公路连接204国道而设,是常熟市的北出口,顺国道204往西11.6km到达常熟市,设置互通的主要目的是服务于常熟市,同时方便204国道沿线交通上下高速公路。本互通工可阶段推荐采用双喇叭方案,初测阶段,作为常熟市南出口,常熟至沙家浜连接线(205省道复线)与沙家浜互通相连的规划实施,使得区域内的路网发生了改变,由于沙家浜互通连接线的分流作用,致使常熟互通向南方向的交通量减少,本互通出入交通量亦相应地减少,通过交通量分析,本互通采用单喇叭互通方案。 互通位于204国道以北,互通所处位置沟渠密布,根据交通量分析,常熟往南、北方向的交通量基本相当,因此本互通的选型主要受地形、地物以及构造物的实施难易程度的制约,本互通采用B型单喇叭方案。由于204国道的直行交通量较大,对互通匝道与国道204线的平面交叉进行了渠化设计,在被交道上增设左、右转弯车道,以避免交叉口处的交通堵塞。 ③沙家浜互通:在工可阶段,本互通拟跨规划中的苏州市的市横二线,于沙家浜芦苇荡风景旅游区旁设置。初测阶段,通过进一步调查,收集地方规划资料(规划锡太公路),对互通位置作了进一步的论证。根据1999年11月8日,在武汉召开的苏嘉杭高速公路(江苏段)测设工作会议纪要,关于沙家浜互通与地方路的连接问题,常熟市交通局拟在常熟与沙家浜互通式立交之间建一条连接道路,沙家浜互通的位置要结合连接线的走向考虑,由于苏嘉杭高速公路与规划的(无)锡太(仓)公路于芦苇荡风景旅游区东南角相交,受风景旅游区及地形的制约,于此设置互通式立体交叉,其连接线只能通过锡太路与互通连接。根据交通量分析,仅沙家浜至苏州方向的交通量就为13700辆/日,而锡太路上的直行交通达20000辆以上,在短距离内平交数量过多,极大地降低了锡太路的通行能力,进而也制约了沙家浜互通的通行能力,影响了沙家浜互通连接线的功能,为了解决好沙家浜互通的位置,常熟市交通局委托中交二公院作连接线的工可及初步设计,并与高速公路同步实施,经综合分析沙家浜互通和常熟连接线的路线走向,初中交第二公路勘察设计研究院-19- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 测阶段,提出了互通位置适当南移的方案;根据初测外业验收汇报会议精神,“沙家浜互通位置在工可阶段按市规划二环设置,在初测及以后阶段,规划二环应按高速公路互通位置作适当调整”,因此,初步设计阶段,沙家浜互通的位置在工可的基础上,作了适当南移的调整。 南移后的沙家浜互通位于沙家浜镇以东3.6km处,距草荡面东南约1km,北与芦苇荡风景旅游区呼应,是常熟市重要的南出口,其交叉桩号为:K24+038.113,互通所处区域水网绸密,地势低洼,湖荡密布,河巷纵横交错,本互通属三路交叉,通过连接线与常熟、沙家浜、锡太公路相接,设计采用A型单喇叭方案。 ④湘城互通:根据1999年11月8日在武汉召开的苏嘉杭高速公路(江苏段)测设工作会议纪要,湘城互通式立交可适当南移并与现有公路相接,尽量满足服务区域地方交通的上路需要。南移后的湘城互通位于K32+801.884,避开了鱼塘软土段,而且全线互通布置间距更加合理。根据交通量预测,2024年湘城互通的总出入交通量为4964辆/日,交通量相对较少,本互通采用A型单喇叭互通方案,设连接线与地方路连接。 ⑤太平互通:本互通为增设互通。本互通交叉桩号为K43+047.158,采用B型单喇叭互通方案,通过连接线与蠡(口)湘(城)公路相连。 由于湘城互通与苏州北互通相距约17km,设置太平互通能减少太平、蠡口区域的车辆上下高速公路的绕行距离,全线互通间距更均匀,大大地缓解苏州北互通的压力,同时,太平互通的设置,能改善太平的投资环境,推动地方经济的发展,减少高速公路占地带来的负面影响。 2.分离式立交设计 主线与等级路交叉除设互通外,其余全部设分离式立体交叉,全线设分离式立交8处,其中主线上跨1处,主线下穿7处。 3.通道设计 通道设置,要与主线分离式立交及可利用桥下孔通行的桥梁布设情况,综合考虑协调,它是控制路线纵断面设计的主要因素之一。该区域村镇相对密集,农耕和生活道路密度较大,为满足生产和生活需求,设置三种不同净空标准的通道(汽通6m×3.5m、机耕4m×2.7m、人通4m×2.2m)。三种不同标准通道的设置位置,以乡村道路现状和村镇规划为依据,间隔布置以适应不同功能的使用需求。对人行或机耕通道,主要考虑下穿主线方式;对农汽通道下穿主线或上跨主线,则根据地形、地质及排水条件,通过技术经济比较确定。 4.管线交叉 中交第二公路勘察设计研究院-20- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 本路与电力、通讯线、地下管线交叉有274处。 (七)交通工程及沿线设施 1、监控设施、收费设施、通信设施(1)监控设施 1)监控规模 ① 根据交通部交工发【1992】830号“关于控制高速公路一级公路交通管理和安全设施建设标准的通知”、对苏嘉杭高速公路交通流量数据进行的分析,监控系统一次设计,分二期和远期实施,配备齐全的监控设施。在2001年1月在苏州召开的“初步设计”评审会得到与会领导和专家的肯定。 ② 本段的重点监控区域是互通立交、阳澄西湖服务区和其他特大桥,因此,一期设计按中级模型规模实施,基本配齐监控设施;完成所有监控外场设备基础预留预埋。 一期实施的监控设备有:互通立交和特大桥区段设置车辆检测器8套、全方位摄像机5套,并按交通流的复杂程度分别设置可变情报板4套和可变限速标志9套,在阳澄西湖服务设气象检测器1套,基本配齐监控设施;完成所有监控外场设备基础预留预埋。 ●二期按高级模型规模实施,增设全方位摄像机1套、可变情报板1套、可变限速标志1套、车辆检测器3套等外场设备,加大监控力度。 ●与主体工程(预留)同步实施车辆检测器3套、可变限速标志3套、全方位摄像机2套。 ●加大监控力度,加上远期增设全方位摄像机3套,因此在苏嘉杭全线主体工程建成后,北段所有的重点区段,都可获得闭路电视图像,由于重点区段间隔较近,所以可基本实现苏嘉杭北段全程闭路电视监控。 2)监控系统构成 苏嘉杭高速公路北段和南段合建一个监控中心,在监控中心配置一套计算机局域网、闭路电视系统。外场监控设备的信号,由通信系统传到监控中心。监控中心的大型显示设备采用地图板和投影仪相结合的方案。 (2)收费设施 1)收费规模 ① 苏嘉杭高速公路收费系统采用按一次设计,分期建成的原则进行设计。全线采用封闭式收费制式,从网络环境下进行综合考虑,苏嘉杭南北段目前主要与沪宁高速公路、未来与苏通大桥和沿江高速公路交叉而不设收费站,按照江苏省路网联合收费的现中交第二公路勘察设计研究院-21- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 状,实行在网络环境下,相互代收车辆在对方路段的通行费,实行路网拆帐收费。 ② 本收费系统采用非接触式IC卡通行券方式的半自动收费模式,即人工判车型、人工收费、车流量自动校核、闭路电视监视、计算机管理。在小董浜、常熟、沙家浜、湘城、太平5处互通立交设匝道收费站。其中小董浜和太平收费站与主体工程(预留)同步实施。 ③ 收费土建工程按30条收费车道(其中入口车道 12、出口车道18)一次建成。收费车道设备(不含小董浜和太平收费站)一期按2010年交通量配置,共16条车道(其中入口车道 6、出口车道10)。 2)收费系统构成 收费系统由一个收费中心、(北段)五个收费站构成,收费站由收费计算机系统、闭路电视监视系统、有线对讲系统、电力支持系统等构成。收费中心由收费计算机系统、电力支持系统等构成。收费中心和收费站通过通信系统构成收费计算机广域网,此外收费中心将各收费站的数据进行打包上传苏南路网的马群收费总中心。 (3)通信设施 1)通信规模 ① 北段的通信系统共设6个无人光通信站,有人站在苏州通信中心(为南段设计范围)。其中2个与主体工程(预留)同步建设。在苏通长江公路大桥和沿江高速公路交汇处预留四通人井。 ② 光纤数字传输体制推荐采用SDH同步数字传输系统,传输网络推荐采用STM-1等级的分插复用器和综合接入网构成分层的光纤传输网络系统。 ③ 程控数字交换系统在苏州通信中心均配置与沪宁线苏州分中心和浙江乍嘉苏分中心直达路由。中心交换机采用DOD2+BID入网方式与苏州市话相连。综合考虑苏嘉杭北段和南段后确定:模拟中继线初装60条,终装90条。程控交换机初装容量600门,终装容量800门。 ④ 独立于专用电话交换网,由紧急电话控制台、紧急电话外场分机和传输电缆组成路侧紧急电话系统。紧急电话一期按1公里1对设置,北段共45对。 ⑤ 为话音、数据、图像提供传输介质的光、电缆工程,各类光缆约121Km、各类电缆约111Km。 ⑥ 800 MHZ的移动通信系统(设计预留)。 中交第二公路勘察设计研究院-22- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 2)通信构成 ① 采用光纤数字传输、光纤综合业务接入网设备和程控数字交换设备构成综合通信系统。 ② 传输系统采用二级网络结构。干线网传输采用同步数字序列(SDH),传输速率为STM-1等级(155.520Mb/s)的分插复用器(ADM)和4根光纤组成1+1保护的链形结构;本地网采用光纤综合业务接入网设备OLT(光线路终端)、ONU(光网络单元)和4根光纤组成自愈环。该系统能通过光纤实现大容量的传输,并具有交叉连接功能,公务电话灵活。整个光传输系统应能提供语音、数据和图象等多媒体业务的综合接入。 ③ 程控数字交换系统采用最新一代程控数字用户交换机及其附属设备组成,在整个网络上提供统一的编号方案,并具有公共系统编码方式和完整系统特性。全网用户透明通信,与公网采用模拟中继相连,本系统与苏南路网中心、相邻路网的程控数字交换系统采用数字中继相连。 ④ 在苏州中心配置1套光线路终端OLT(南段已考虑),在各收费站和服务区站配置光网络单元ONU,在OLT站设置光纤综合业务接入网网管终端(含软、硬件)。 ⑤ 在北段沿线5个通信站电源设备及电源网管设备。(4)通信管道工程 1)通信管道构成 ① 3米中央分隔带的主线通信管道从中央分隔带通过,管中心线在中央分隔带中心线上,采用8根外径φ40mm,内径φ33mm高密度聚乙烯硅芯管,分二层,每层4根、上面一层4根埋入地下。 ② 过特大桥,采用二层管箱,硅芯管直接从上层管箱内通过。电缆从下层管箱内通过。 ③ 外场设备横穿管道,采用GG80镀锌焊接钢管,通信下线横穿管道,采用4根GG100镀锌焊接钢管。 ④ 边坡通信下线管道,采用4根Φ110硬质聚氯乙烯 UPVC管或8根φ33/40mm,过桥采用 GG100镀锌焊接钢管,边坡监控外场设备电力管道,采用Φ90硬质聚氯乙烯 UPVC管,过桥采用 GG80镀锌焊接钢管。 ⑤ 中央分隔带人井设置,一般路段 l公里设置1个,弯曲路段可适当减小设置间距。 中交第二公路勘察设计研究院-23- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 ⑥ 在监控外场设备处设分歧手井,用于分歧管道和干线管道的连接,横穿管一端为分歧人井,另一端为通信边坡人(手)井。 2)通信管道规模 全线在中央分隔带内敷设通信管道,通信管道采用8根Φ40/33聚乙烯(HDPE)硅芯管,人(手)井采用混凝土人井。其中:Φ40/33硅芯管约460公里、各类钢管和UPVC管25 Km,过桥管箱约8Km、通信人(手)井152个、管箱接头2个、信号接线箱23个,各类监控通信设施基础131个、监控设施电力手井(孔)269个。 (5)收费土建 共进行了5条双向收费车道土建设施、20条单向收费车道土建设施、2处收费广场地下通道的设计。 2、安全设施 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段主要设有:董浜互通、常熟互通、沙家浜互通、湘城互通、太平互通5处收费站。 苏嘉杭高速公路交通工程安全设施主要包括:交通标志、标线、护栏、隔离设施、诱导设施、防眩设施、防落物网、百米牌、里程牌、公路界碑、锥形路标和防撞筒等内容。 交通标志的设置在满足国标的基础上,以完全不熟悉本路线的驾驶员为设计对象,力求作到标志功能完善、种类齐全。主线标志版面设计是以驾驶员在120Km/h车速下行驶时能及时辩认标志信息为基本原则,作到版面醒目、美观。标志上的文字采用中英文对照,主线上指路标志汉字高采用60cm,英文字高为汉字高的一半,采用大写。按支撑方式标志结构分为柱式(单、双柱)、悬臂式(单、双悬臂)、门架式、附着式等几种。结构设计中主要考虑风荷载。风速采用35m/s, 风荷载采用765Pa。高速公路主线标志较大,一般采用双柱式结构,标志板较多的标志采用门架式结构。主线及互通立交的标志反光薄膜采用三级反光薄膜,其它路段(主要为被交干道)采用三级或四级反光薄膜。 标线按设置部位分为:行车道标线、分合流端斑马标线、指示标线、导向箭头、基准距离标线、主线收费广场减速标线等。标线宽度均为15cm。标线材料采用耐久、反光性能好的热熔型2号反光标线。 护栏设置分为路侧护栏和中央分隔带护栏。路侧护栏采用半钢性的波形梁护栏,梁长4320mm,立柱直径φ114,梁柱用防阻块连接,立柱一般为打入式。全线中央分隔带护栏采用分设型波形梁护栏,梁长4320mm,立柱直径φ114,梁柱用防阻块或托架连接,立柱一般为打入式,中央分隔带开口处设移动式护栏。全线大、中桥外侧护栏为混中交第二公路勘察设计研究院-24- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 凝土护栏,内侧为波形梁护栏;小桥、通道涵洞内、外侧护栏均为波形梁护栏。 隔离设施采用框架式焊接网隔离栅,隔离栅在公路用地界限以内50cm处进行布置。隔离栅防腐采用先热镀锌后浸塑的方式。 诱导设施采用轮廓标和线形诱导标志。轮廓标安装在路侧护栏和中央分隔带护栏上。在互通小曲线半径匝道外侧设线形诱导标志。 防眩设施主要考虑无法植树的桥涵路段的防眩,一般结构型式采用PVC制防眩板。桥梁防落物网设置在被交地方道路上跨主线的分离式立交桥两侧混凝土护栏背面,以及人行天桥两侧。防落物网采用拼装式结构,网面为钢板网。 百米牌采用四级反光膜直接贴在路侧护栏立柱的中部及混凝土护栏上。里程牌采用单柱式标志支撑结构,固定在路侧护栏立柱和砼护栏上。公路界碑设置在公路用地线上,设置间距为200m。锥形路标主要设置在收费广场以分隔两个方向的车辆,设置间距为3m。锥形路标采用玻璃钢制作。防撞筒设置在互通主线分流端的前部,采用绿色玻璃钢制作,内中填沙,外贴白色反光膜。 苏嘉杭高速公路交通工程安全设施工程主要设有:标线166277m2、单柱式标志204块、双柱式标志104块、单悬臂式标志130组、门架式标志18组、附着标志83块;波形梁护栏305913延米;活动护栏1400延米;防眩板15931延米;轮廓标A型10622个、B型2294个。 (八)环境保护 根据苏嘉杭高速公路沿线的具体情况和环评报告的研究结论及评审意见,设计中对环保着重考虑的原则及采取的主要措施有: 1.公路平面线形定线时,尽量避免穿越城镇、村庄、学校和医院,合理设置通道,尽量减少因修建高速公路给沿线居民生活造成不良影响。学校、医院等处,采用植树将高速公路与其隔离,以减少噪音和废气等污染。 2.公路纵断面线形优化设计,在满足通航、排灌和立交净空等要求前提下,尽量降低路堤高度,使高速公路线形顺适并与周围景观协调配合。 3.路基取土结合当地农业生产规划,尽量采用沿线旱地、低产田及边角地,减少对沿线自然生态环境的破坏。 4.在中央分隔带种植灌木、花草,路基两侧植草,护坡道上种植乔木。在互通式立交、收费站、服务区的空地,进行绿化、美化。使高速公路沿线形成树木、花、草多层次、多格调的优美景观。同时,又达到减少水土流失,防噪音及净化空气等综合效果。 中交第二公路勘察设计研究院-25- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 5.公路排水自成体系,降雨时,路基、路面表面水,通过全线贯通的路基边沟排人天然河沟内,以不影响两侧农田的灌溉及群众生活用水。 6.对服务区、收费站等人群较密集的地方,做好排水设计及污水、垃圾的处理设计。 7.对工程施工期间的淤泥堆放、生活垃圾、污水处理及石灰、粉煤灰。沥青等筑路材料堆场,切实加强管理,以尽量减少对周围环境造成污染。 8.取、弃土坑(场)、料场合理布设,并进行防护和绿化处理。9.施工设计中加强环保措施。 10.重视绿化美化设计,使自然景观与公路工程达到有机的协调。 三、设计服务和设计变更 (一)设计服务 苏嘉杭高速公路施工图设计完成后,成立了设计代表组。同时,选派设计代表进驻施工现场,密切配合高指进行技术交底和现场施工配合工作。对施工过程中发现的问题和高指意见,“中交二公院”设计代表处会同总工办明确专人,及时负责予以答复和变更设计,竭力满足 施工急需和保证工程进度、质量要求。 在苏嘉杭高速公路4年多的紧张施工中,先后有道路、桥梁、房建和交通工程的设计代表共10多人,参与了施工过程,为本工程的顺利实施,做好全方位的设计服务。 (二)设计变更 在苏嘉杭高速公路B1~B8标段施工实施过程中,在省、市高速公路指挥部统筹管理领导下,因工期缩短,地质资料设计变更等原因,施工图设计按照江苏省规定的变更程序,苏嘉杭北段进行了以下主要设计变更: 1、B1标盐铁塘特大桥(K6+000)第一联设计变更; 2、B1标董浜互通C匝道桥设计变更; 3、B1标桥梁墩柱尺寸统一设计变更; 4、B2标古董大桥设计变更; 5、B4标常昆路分离式立交地方路软基处理设计变更; 6、B4标草荡东小桥设计变更; 7、B5标局部路段纵坡调整设计变更; 8、B5标马圩中桥设计变更; 中交第二公路勘察设计研究院-26- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 9、B6-1标外塘河2号大桥、王行村中桥设计变更; 10、B6-2标1局部路段设计变更; 11、B8标太平互通设计变更; 12、路面结构设计变更; 13、防护工程、防护形式设计变更土路肩排水设计变更; 四、勘察设计的几点体会 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段的勘察设计,借鉴了江苏省已建及在建高速公路的经验与教训,特别是苏嘉杭高速公路苏州至吴江段的成功经验。在勘察设计过程中,各设计单位团结协作、密切配合、精心勘察、精心设计;正确贯彻执行国家的有关法规、政策及相应的设计标准、规范、规程和规定;积极采用新技术、新材料、新工艺、新设备;并取得建设主管部门的指导和帮助。做到总体设计方案经济合理,技术标准掌握适当;设计文件内容完整,图表清晰美观,符合交通部文件编制办法的规定;并能按时提交设计文件和图纸,满足工程招标和施工的需要。我们主要的体会,初步总结有以下几点: (一)加强管理、保证质量 苏嘉杭高速公路江苏段是“中交二公院”“九五”期间,作为主体设计单位承担的又一条路线长达100多公里(南北两段总长)的四车道、全封闭、全立交、交通工程及沿线设施较为完备的高速公路。从院领导到项目组,高度重视、齐心协力。院总体组认真按照ISO—9001系列国际标准要求,并按院制订的‘执行设计事前指导书”、“初测暂行规定”、“初步设计原则”、“定测暂行规定”“施工图设计暂行规定”、“地质勘探暂行规定”、“概预算编制细则”,及“勘察设计质量检查验收管理办法”等要求,对本项目勘察设计采用的技术标准、规范、规程执行情况及测设精度和深度等,进行从事前指导、中间检查到成果验收的全过程控制。从而取得按时完成勘察设计任务,确保勘察设计质量的效果。 实践使我们体会到,认识统一、措施得力、管理加强,是我们设计目标得以实现的根本保证。 (二)优化方案,不厌其烦 自1997年我院承担预可、工可、初步设计至施工图设计,以1/10000与1/2000地图为作业用图,多次到现场踏勘调查,反复推敲路线控制点和进行路线方案优化,初步设计路线推荐方案,是在工可审查确定的路线中线方案的基础上综合考虑地方规划、地方政府的意见及沿线地物的变化,局部优化而成。其中,起点处,将工可D线方案适当中交第二公路勘察设计研究院-27- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 西移(约600m);沙家浜至湘城段,将工可A线方案适当东移,避开了沙家浜芦苇荡风景旅游区;终点段路线方案,采用工可及工可审查意见所确定的路线推荐方案适当东移,路线更靠近阳澄西湖边的E线方案。施工图测量设计阶段对路线进行局部优化,注意处理好与沿线的一些重要地物的关系,特别是处理好本路起点和沿江高速公路、路线与沿线各城镇以及苏嘉杭高速公路南段顺适接线的关系。本路段起点与沿江高速公路、苏通大桥南接线连接,与沿江高速公路存在系统转换问题。本路段与沿江高速平面控制均采用1954年北京座标系,中央子午线经度为120°40′,任意带投影。高程系统采用1956年黄海高程基准。沿江高速高程系统采用1985国家高程基准。平面控制和高程系统均存在一定系统差值和测量差值,因此路线平纵面线位的连接采用了座标与高程变换法来解决两条高速公路连接。路线布线中注意控制与沿线乡镇所在地的合理间距;选择与通航河流及等级公路的合理跨越位置;综合考虑平、纵面线形指标的采用和平、纵面线形的组合设计,配合应用公路路线CAD设计程序,综合研究、反复优化,从而,使平面线形顺适、流畅、短捷,纵断面线形视觉连续,运行效果良好。 沿线地层较为复杂,特别是上部的软土层,分布不连续,也不规则,对工程影响较大,需作处理方可作为基础持力层,才能达到稳定性要求。对于软土地基路段,针对各区软土层的厚度、埋深及其性质,软土地基处理结合工期、经济、材料供应、施工工艺技术水平等分别选用预压固结、塑料排水板、土工织物、粉喷桩、碎石桩、填筑轻质材料等方法,以达到有效提高承载力、减少沉降量、稳定地基的目的。结合路基填土高度,以及桥涵构造物设置情况,设计经反复比较,采用了不同的方案进行处理,从而保证了施工进度和工程质量。 本路线位选定时已尽量考虑区域环境现状与发展,对环境敏感点尽可能避让,无法避免通过时,采用相应措施将公路建设的不利影响降低到较低程度。通过加强绿化美化来防止水土流失和减少噪声污染及汽车尾气污染,以及设置污水处理系统做到达标排放。 苏嘉杭高速公路位于长江三角洲,沿线经济发达,人口稠密,是连接苏州、杭州两大旅游城市的“天堂之路”,各种构造物的运用在适用、经济的基础上,尤其注重美观和与周围环境的协调。大桥、特大桥采用连续结构,对市区、镇区、风景区的桥梁选用结构纤细、外表简洁美观的箱梁或空心板结构,桥墩选择有利用提供宽阔空间的结构型式。路基防护以大面积植草为背景,路面结构结合当地成功的经验选择适宜软土地基不均匀沉降和减噪效果较好的沥青砼路面。房建设施采用符合当地建筑风格,又能体现时代气息的结构形式。 (三)积极采用先进技术、不断提高设计水平 中交第二公路勘察设计研究院-28- 苏嘉杭高速公路常熟至苏州段工程项目设计总结 在苏嘉杭高速公路勘察设计过程中,积极采用国内外的先进勘测手段、设计方法、新技术、新材料和新工艺,促进“中交二公院”设计水平不断提高。 如应用GPS技术,进行导线控制测量和联测,通过便携机与全站仪通讯,进行外业中桩座标和高程的采集和传输。运用数字地图进行路线方案的比选及纵断面、土方量计算。运用计算机三维模型对路线平、纵面组合效果及与环境的协调性进行检验与评价等。 如全面采用电子地图技术开展施工图设计,提高了工作效率,改善了图面效果与设计质量,使计算机出图率达100%。 如软土地基处理在路基工程中得到了大量的应用,并取得了成功的经验,对保证路基质量起到很大作用。 在桥梁结构方面,应用新的结构形式和设计方法,同时更加注重了桥梁的美观效果。互通式立交匝道桥,采用P·C斜弯坡桥。针对沿线基本上分布着层数和厚度不等的软土、地质构造复杂变化大的特点,在加强勘察试验的同时,对桩基深度作了深人的试验研究和设计计算,提出了桩基施工终孔的判别标准,加快了施工进度。 (四)克服不足,再接再厉,创优质设计 苏嘉杭高速公路的设计质量和设计水平,在沪宁高速公路勘察设计实践的基础上,得到提高。但由于本路设计路线长、任务重、设计周期较紧,沿线地物、地质比较复杂。使设计存在一些不完善之处,在施工过程中通过文函及变更设计形式进行了一些完善工作。为把“中交二公院”及江苏省高速公路勘察设计质量、水平推向更高层次,我们需要认真总结、找出差距、采取措施、创优质设计。 附注:本报告未包括交通工程及供电与照明系统服务设施的房建工程相关内容。 中交第二公路勘察设计研究院-29- 高速公路监控系统方案 适用范围:高速路监控系统方案,公路监控系统方案 高速公路监控系统是通过沿线的外场设施(各类检测、显示等装置)及时、准确、完整地收集并预告前方道路的各类信息,如交通量、事故、路况等,道路使用者通过监控中心的监视(显示)设备直观地了解交通运行状况。在发生交通异常时,能即使确定事故或手阻区域,并实时发布相应的诱导和救援信息。 随着计算机技术、自动化控制技术和光纤通信技术的发展,高速公路监控系统的技术结构也随之发生变化,由单一的计算机集中处理方式代之为多计算机功能分散的计算机网络处理方式,从而使系统可靠性提高,程序编制简单,易于维护和功能扩展,由于光缆超小型计算机及微电子技术的发展,使应用于监控系统中的各种设备向智能化方向发展,使今后高速公路的监控系统具有更强的功能。 高速公路监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。信息采集子系统包括:车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车;监控中心是高速公路全线路监控系统的最高层即控制中心,主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制;信息提供子系统包括交通标志、标线和信号等,是交通监控管理为汽车用户服务的主要形式。高速公路监控系统实质上是一个闭环系统,系统的输入是反映公路上车辆运行情况的交通参数和交通状况,这些信息经监控系统分析、处理、判断后,可发生指令,控制道路情报板,变更其显示内容,实施对交通流的调节和控制,其性能的优劣,在一定程度上取决于车辆驾驶员能否协调配合工作,接受系统的调度和指挥。 高速公路监控系统不仅能改善高峰期间车辆行驶的平均速度,增加高峰期间的交通量,减少交通堵塞程度和车辆延滞时间,同时也能大大减少交通事故和保证交通安全,节约燃料和减少车辆的磨损,缩短运输时间,减少污染,发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率的功能。监控系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。 高速公路与一般公路相比,具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点,如不采用先进的管理措施,在交通量大、气候恶劣的情况下,极易发生交通事故和交通阻塞。为此,在一些车流量非常大的高速公路上部署全程的监控系统就是必不可少了。这些监控系统可实施交通流量和交通运行监视;对关键点进行气象检测;对关键路段实施交通适时控制;及时发现各种异常情况并采取应急措施,保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。高速公路视频监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况,对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过 程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录,实施有效的监督。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段进行监视,掌握高速公路交通状况,及时发现交通阻塞路段、违章车辆,及时给予引导,保证高速公路的安全通畅,目前高速公路中对视频信号的监控和管理自下而上可分为以下几层: (1)收费站:各收费站需要对本地的视频信号进行监控。各收费站所辖的摄像机信号全部引入本地视频监控系统,收费站对本地所有图像进行监控管理。 (2)监控分中心:一条高速公路通常设置几个路段监控分中心,分别对某一路段进行监控和管理。各收费站图像根据路段监控分中心要求选择几路上传,路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理。 (3)监控中心:多条高速公路的统一管理通常根据地域划分为若干个片区来进行。一个片区对某一区域内相临或相连的几条高速公路进行统一的监控和管理。这几条高速公路的监控分中心根据片区监控中心的要求上传图像,片区监控中心对各路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。 (4)省监控中心:各省高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。各片区监控中心将自己所辖区域内的视频信号选择上传到省中心,由省中心统一监控和管理。省中心、监控中心、监控分中心之间采用联网分级控制。控制信号采用逐级转发的形式转发到需要控制的设备。 高速公路监控系统方案 高速路监控系统方案,公路监控系统方案 高速公路监控系统是通过沿线的外场设施(各类检测、显示等装置)及时、准确、完整地收集并预告前方道路的各类信息,如交通量、事故、路况等,道路使用者通过监控中心的监视(显示)设备直观地了解交通运行状况。在发生交通异常时,能即使确定事故或手阻区域,并实时发布相应的诱导和救援信息。 随着计算机技术、自动化控制技术和光纤通信技术的发展,高速公路监控系统的技术结构也随之发生变化,由单一的计算机集中处理方式代之为多计算机功能分散的计算机网络处理方式,从而使系统可*性提高,程序编制简单,易于维护和功能扩展,由于光缆超小型计算机及微电子技术的发展,使应用于监控系统中的各种设备向智能化方向发展,使今后高速公路的监控系统具有更强的功能。 高速公路监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。信息采集子系统包括:车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车;监控中心是高速公路全线路监控系统的最高层即控制中心,主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制;信息提供子系统包括交通标志、标线和信号等,是交通监控管理为汽车用户服务的主要形式。高速公路监控系统实质上是一个闭环系统,系统的输入是反映公路上车辆运行情况的交通参数和交通状况,这些信息经监控系统分析、处理、判断后,可发生指令,控制道路情报板,变更其显示内容,实施对交通流的调节和控制,其性能的优劣,在一定程度上取决于车辆驾驶员能否协调配合工作,接受系统的调度和指挥。 高速公路监控系统不仅能改善高峰期间车辆行驶的平均速度,增加高峰期间的交通量,减少交通堵塞程度和车辆延滞时间,同时也能大大减少交通事故和保证交通安全,节约燃料和减少车辆的磨损,缩短运输时间,减少污染,发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率的功能。监控系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。 高速公路与一般公路相比,具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点,如不采用先进的管理措施,在交通量大、气候恶劣的情况下,极易发生交通事故和交通阻塞。为此,在一些车流量非常大的高速公路上部署全程的监控系统就是必不可少了。这些监控系统可实施交通流量和交通运行监视;对关键点进行气象检测;对关键路段实施交通适时控制;及时发现各种异常情况并采取应急措施,保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。 高速公路视频监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况,对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录,实施有效的监督。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段进行监视,掌握高速公路交通状况,及时发现交通阻塞路段、违章车辆,及时给予引导,保证高速公路的安全通畅,目前高速公路中对视频信号的监控和管理自下而上可分为以下几层: (1)收费站:各收费站需要对本地的视频信号进行监控。各收费站所辖的摄像机信号全部引入本地视频监控系统,收费站对本地所有图像进行监控管理。 (2)监控分中心:一条高速公路通常设置几个路段监控分中心,分别对某一路段进行监控和管理。各收费站图像根据路段监控分中心要求选择几路上传,路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理。 (3)监控中心:多条高速公路的统一管理通常根据地域划分为若干个片区来进行。一个片区对某一区域内相临或相连的几条高速公路进行统一的监控和管理。这几条高速公路的监控分中心根据片区监控中心的要求上传图像,片区监控中心对各路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。(4)省监控中心:各省高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。各片区监控中心将自己所辖区域内的视频信号选择上传到省中心,由省中心统一监控和管理。省中心、监控中心、监控分中心之间采用联网分级控制。控制信号采用逐级转发的形式转发到需要控制的设备。 为了进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求,创造一个安全、方便、快捷、高效的交通与生活环境,并根据各种不同建筑类别的需要,从项目的具体实际出发,做到配置合理,留有扩展余地,技术先进,性能价格比高,确保系统性能高质量,高可*性。 本方案根据项目提供的相关文件,并根据项目的实际需求,参照有关国际标准和国家标准,并结合我公司从事过的多个项目所积累的经验,编制出这套技术方案。若对本方案的内容或其它方面有不详尽之处,我们随时欢迎您们的宝贵意见。 一、绪论 xx年底通车里程已超过四万五千公里,总里程世界第二,xx年年还将建设五千公里,许多省市的高速公路网已经形成,从省会到地级市都通高速公路,高速公路对发展经济、促进物资、人员交流起到了极大的作用。在高速公路成网的情况下,如何充分运用交通监控系统的技术手段保证各条路的畅通,使路网整体通行能力达到最大,是摆在我们公路管理者面前的一个重大课题。交通量迅猛增长,服务水平显著降低;交通事故、伤亡人数不断增加,人们对安全性更为关注,对交通监控系统也提出更高的要求,监控系统的功能、性能逐渐完善和提高交通监控系统,逐步摆脱一路一监控、讲究门面等初期想法,朝着提供安全、实用、畅通、服务的成熟理念发展。同时,随着联网收费系统的不断成熟与完善,人们也开始有更多的时间、财力和经历重点关注联网监控系统。 二、高速公路区域化管理的必要性 随着高速公路网的逐渐形成,交通流量的不断增长,监控系统的规模和功能也将进一步发展,原先仅为一个路段服务的单一的监控系统正在朝为多条路径的路网服务转化,监控系统联网势在必行,交通异常自动判断、交通信息查询、紧急救援、路线诱导等监控核心功能将会得到充分发挥,本着服务于社会的原则,监控系统的作用将日益明显。 由于高速公路的设计、建设时间前后不同,如果采用的标准不同,预留接口不清,将会对以后实行统一管理带来困难。 如何在路网数据收集和融合的基础上,实现路网内的统一监控、相互联动、资源共享,以及进一步为社会提供综合服务,充分发挥路网功能,就需要对高速公路联网监控系统建设进行统一规定,以规范高速公路监控系统的技术标准和建设管理,对已建和在建项目提出合理建议,对待建项目做出指导。 xiexiebang.com范文网[CHAZIDIAN.COM] 三、联网监控系统的基本模式 高速公路联网运行监控系统的建设应按照“统一规划、分期实施、分级管理、逐步联网、逐步完善”的指导思想进行。 1、区域监控中心/省监控中心目标 ø 加强主管部门对路网运营的监控管理,提高对路网规划建设的宏观决策能力; ø 统一协调解决路网内的交通事件和交通事务; ø 各路段之间实现交通资源和交通信息共享互补,充分发挥路网营运经济效力; ø 开拓交通信息服务系统,为社会公众、各路段管理机构、交通主管部门等不同的需求主体提供及时有效良好的服务。 2、监控中心基本功能 ø 信息收集功能:收集路网信息,完善联网运行监控模式,积累管理经验,初步具备协调各路段的交通运营的能力; ø 数据统计分析功能:负责制定需要上传数据的类型、数据交换格式、数据通讯协议规范、监控系统统一编码等,完成数据的采集、分类、存储,以及简单的统计和分析功能; ø 数据统计分析功能:负责制定需要上传数据的类型、数据交换格式、数据通讯协议规范、监控系统统一编码等,完成数据的采集、分类、存储,以及简单的统计和分析功能。 ø 信息发布功能:根据路段(网)交通、道路状况及实际需要利用可变信息标志发布路段(网)运营管理信息; ø 宏观管理控制功能:分析片区/省域高速公路路网交通运行规律,优化路网内交通机电设施的布设;完善路网的宏观管理与控制;决策重大交通事件下路网的交通组织调度方案。 ø 协调管理高速公路与城市道路交通:获取城市道路的运行状况信息,对由高速公路即将进入市内的车辆及时引导、疏散,避免城市局部区域的拥堵;为刚进入高速公路的出行者提供高速公路的交通状况信息; ø 数据融合处理平台:对交通数据进行二次汲取和挖掘,为实现路网调度、及时分流、保证道路通畅、提高运营效率等提供数据支持。 ø 社会服务功能:构建交通信息网络平台为出行者提供查询服务。开展与公安、消防、医疗等部门的合作,提高紧急事件救援效率。建立与广播、电话或公用网络等数据通道,向社会公众发布路网运行数据。 三、联网监控系统的运行要求 1、联网监控系统的进本运行条件 ø 由省监控中心负责监控系统软件的统一开发与购买,新建区域/路段监控中心根据自身特点,统一使用省监控中心确定的系统软件; ø gis平台建议由省监控中心设计开发维护,其他区域中心、各路段中心可以通过高速公路通信专网根据需要访问或下载相关路网地理信息和服务内容即可; ø 联网监控系统中的关键设备,包括视频控制矩阵、网络视频编解码器等关键联网设备的选型应尽量保持统一; ø 对于新建道路,各道路机电系统设计时就应将联网控制方案纳入设计文件;在新建道路机电系统设计、审查、实施等阶段,设计单位、应和建设单位密切联系,保证设备的配置和通信端口数量按照联网运行控制技术要求执行; 2、外场设备布设的基本原则 ø 坚持外场设备布设的系统性:随着交通量的增长,应按照路网总体设计规划来完善监控设施,使其具备信息采集、信息分析处理和信息提供功能,以实时掌握交通流、交通干扰和交通环境的变化。布设时应综合考虑其位置,使一个设备能与其他设备在局部形成小系统;第三篇:高速公路监控系统方案
第四篇:高速公路监控系统方案
第五篇:高速公路联网监控系统考察报告