黎艷梅

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

1 路線位置關(guān)系

高平至沁水高速公路是橫貫山西省南部的一條東西向高速公路，東接高平至新鄉(xiāng)的高速公路，西接陽城至侯馬高速公路，項(xiàng)目實(shí)施后，將完成山西省南部高速公路第10橫的全線貫通。路線全長70多公里，設(shè)計(jì)速度80 km/h。在沁水縣內(nèi)，路線終點(diǎn)需要與已建陽侯高速公路呈“丁”字相接。由于是高速與高速相交，按規(guī)范要求，需設(shè)置樞紐型立交解決車輛在高速間轉(zhuǎn)換的問題。樞紐型立交一般要求地形平坦、開闊，以便于布置匝道，但這一地段為山嶺區(qū)，地形條件復(fù)雜，陽侯高速本身又有縱坡大，橋梁、隧道多的特點(diǎn)，設(shè)置樞紐型立交的難度相當(dāng)大。

圖1 路線位置關(guān)系圖

陽侯高速為設(shè)計(jì)速度80 km/h山嶺區(qū)高速公路，與高沁高速位置關(guān)系見圖1。（為便于說明，在圖1中標(biāo)明了陽侯高速變坡點(diǎn)A、B、C、D及坡度、坡長）。陽侯高速在此段落為東西向行進(jìn)。向東，過D點(diǎn)后，路線轉(zhuǎn)向南，向陽城方向行進(jìn)；向西，過中木亭互通后，路線轉(zhuǎn)向北，以隧道形式穿越山嶺區(qū)，向沁水方向行進(jìn)。

經(jīng)分析，從東北方向來的高平—沁水高速公路在此段落內(nèi)搭接陽侯高速為宜。理由如下：a)如向西接，則高沁高速需平行陽侯高速架設(shè)橋、隧，直到地形條件符合設(shè)置樞紐互通要求為止。幾公里內(nèi)，兩條高速并行，是不經(jīng)濟(jì)的。b)如向東接，陽侯高速已轉(zhuǎn)向南，高沁同樣需與陽侯高速并行數(shù)公里，同樣不可取。所以經(jīng)比選，考慮地形條件，已有高速的平、縱指標(biāo)等因素，定于在中木亭互通以東800 m處設(shè)置沁水樞紐，與中木亭互通組成復(fù)合式立交。

在接線位置附近，距陽侯高速以南不足百米是一條河，在河北岸是一條沿河二級舊路。陽侯高速已經(jīng)在此設(shè)置了中木亭互通，利用沿河二級路，滿足車輛上下高速的需求。

為順接陽侯高速，從東北而來的高沁高速需跨過一座山梁，服從于設(shè)置互通的需要，要進(jìn)行一段深挖方，為降低整體工程造價，局部的付出，是不得已的舉措。

在陽侯高速的縱斷面圖上，可以看到D—C之間為縱坡5%，長度為380 m；C—B之間為縱坡2.2%，長度為420 m，其中中心樁大橋?yàn)?孔30 m的大橋，橋高50 m；B—A之間為縱坡4.2%，長度為360 m；（按照《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D20—2006，互通式立體交叉范圍內(nèi)主線形指標(biāo)要求，80 km/h的高速公路，立交范圍內(nèi)最大縱坡為4%）為力求縱坡平穩(wěn)，從以上數(shù)據(jù)可以看出，接線點(diǎn)應(yīng)考慮設(shè)置在C—B之間。選定接線點(diǎn)后，下一步即是如何在限制的條件下設(shè)置出合理、滿意的互通立交。

2 互通方案比選

經(jīng)過深入地對現(xiàn)場地理位置及路線關(guān)系的分析，提出了以下幾種互通型式作為參考。下面逐一對各個互通型式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 定向Y型

圖2 定向Y型

首先，按通常的立交設(shè)計(jì)考慮，選用最常用的互通立交型式。在這種“丁”字型交叉口，最為常用的是定向Y型。定向Y型是經(jīng)典的三路交叉型式，在國內(nèi)外有許多應(yīng)用實(shí)例。具體到本項(xiàng)目，其優(yōu)缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。

2.1.1 優(yōu)點(diǎn)

a)所有匝道全為定向匝道，保證了車輛轉(zhuǎn)彎高速順捷。

b)距離現(xiàn)有舊路較遠(yuǎn)，不會對其進(jìn)行干擾。

2.1.2 缺點(diǎn)

a)橋跨多，在兩條內(nèi)側(cè)匝道相交處出現(xiàn)3層橋的構(gòu)造形式?？紤]到項(xiàng)目本身已處于挖方地段，再在主線接線點(diǎn)附近出現(xiàn)匝道橋互相重疊，實(shí)施困難。

b)同時匝道接高沁高速也要長距離挖方，工程量巨大。

c)為設(shè)置加減速車道，現(xiàn)有陽侯高速上的中心樁大橋需加寬，工程繁復(fù)。

因此本型式不可取。

2.2 變異苜蓿葉型

圖3 變異苜蓿葉型

2.2.1 優(yōu)點(diǎn)

互通形式獨(dú)立，功能完備，本身同時滿足車輛利用二級舊路上下高速的要求，又可實(shí)現(xiàn)車輛在高速之間的轉(zhuǎn)換。

2.2.2 缺點(diǎn)

a)型式復(fù)雜，與地形條件不吻合。苜蓿葉型本身就要求有寬廣的地形條件，雖然考慮到地形局促，采用變異型式，但仍然無法滿足要求。

b)與現(xiàn)有舊路距離過近，舊路緊靠河北岸，已沒有改線的余地，因?yàn)殛柡罡咚倥c舊路高差大，互通與現(xiàn)有舊路相接，降坡困難。

c)沒有充分利用中木亭互通已有的收費(fèi)設(shè)施與上下高速的功能，兩座收費(fèi)站相距約1 cm，功能重復(fù)，形成不必要的浪費(fèi)。

d)為設(shè)置加減速車道，現(xiàn)有陽侯高速中心樁大橋需加寬，工程繁復(fù)。

因此本型式同樣缺陷明顯，不可取。

2.3 單喇叭型

圖4 單喇叭型

2.3.1 優(yōu)點(diǎn)

只需一座跨線橋，結(jié)構(gòu)簡單，能很好地與中木亭互通功能相配合。

2.3.2 缺點(diǎn)

a)環(huán)形匝道布設(shè)困難，為保證樞紐立交的半徑要求，環(huán)形匝道已超出舊路范圍；匝道落空，需在河中修匝道橋，影響水流、行洪安全。

b)因跨線橋只能上跨陽侯高速，環(huán)形匝道只能采用匝道橋的形式布設(shè)，為保證跨越陽侯高速的有效凈空，匝道橋出現(xiàn)了小半徑、高橋墩的現(xiàn)象，不利于施工。

c)為設(shè)置加減速車道，現(xiàn)有陽侯高速中心樁大橋需加寬，工程繁復(fù)。

因此本型式同樣不可取。

2.4 互通設(shè)置的難點(diǎn)

通過以上幾種型式的比選，發(fā)現(xiàn)決定立交設(shè)置的關(guān)鍵問題集中在了以下幾點(diǎn)：

a)如何與中木亭互通相配合，中木亭互通已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)上下高速的功能，作為復(fù)合式互通，新設(shè)置的沁水樞紐只要解決高速之間的車輛轉(zhuǎn)換問題即可。

b)如何避免對中心樁大橋進(jìn)行加寬，中心樁大橋?yàn)?孔30 m，橋長180 m的大橋，橋高50 m。為設(shè)置加減速車道進(jìn)行加寬，屬于二次改造工程，不但工藝繁復(fù)，且工程造價高昂，十分不經(jīng)濟(jì)。

c)如何避免對舊路進(jìn)行干擾，現(xiàn)有舊路距離陽侯高速過近，不足百米，且沿河岸布設(shè)，沒有改移線位的余地，是中木亭互通實(shí)現(xiàn)在車輛上下高速的重要通道。

以上幾種型式的互通都沒有解決好這幾個重要問題，因此互通型式存在著明顯的缺陷。經(jīng)過幾個不成熟的型式的討論，我們找到了關(guān)鍵的問題，提出了下面的型式。

3 推薦方案

圖5 修正定向Y型

把定向Y型的3層橋的問題再做仔細(xì)分析，提出了修正定向Y型。修正后的定向Y型集中了以上幾種型式的優(yōu)點(diǎn)，對幾個難點(diǎn)問題都有很好的處理。

具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a)利用陽侯高速中心樁大橋橋位高的特點(diǎn)，巧妙地布設(shè)匝道。內(nèi)側(cè)兩條匝道，一條匝道上跨中心樁大橋，一條匝道下穿中心樁大橋，自然形成橋跨橋的3層立交型式，使橋梁相疊復(fù)部分遠(yuǎn)離主線接線點(diǎn)。在接線點(diǎn)處，兩匝道橋高度已升（降）至與主線相同，輕松完成順接。

b)以直接式匝道完成高速間車輛轉(zhuǎn)換，行車方向簡明、順捷，與中木亭互通有機(jī)地結(jié)合成一個功能完善的樞紐。

c)匝道橋采用大半徑，避免了小半徑、高橋墩的現(xiàn)象，有利于施工，有利于橋梁、互通的整體美觀、運(yùn)營安全。

d)避免對中心樁大橋進(jìn)行加寬。匝道在遠(yuǎn)離中心樁大橋時已經(jīng)撇出陽侯高速，保證了不對中心樁大橋構(gòu)成影響。

e)遠(yuǎn)離了現(xiàn)有舊路，對舊路沒有任何干擾。

最后，因本方案優(yōu)點(diǎn)明顯，選定本型為推薦方案。

4 結(jié)語

經(jīng)過對實(shí)地的踏勘，對路線位置關(guān)系的分析，采用多方案比選，逐一進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析，找出問題的關(guān)鍵所在，最終優(yōu)化立交型式，得到了較理想的結(jié)果。