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        古交互通式立體交叉方案設(shè)計(jì)

        2014-12-25 09:16:42高青海
        交通運(yùn)輸研究 2014年16期
        關(guān)鍵詞:省道太古過(guò)境

        高青海

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

        1 項(xiàng)目概況

        太原至古交高速公路是山西省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的高速公路連接線的一條,它的建成對(duì)古交市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到很大的推動(dòng)作用,同時(shí)也使古交市的車(chē)輛出行習(xí)慣發(fā)生了根本改變?,F(xiàn)有高速公路連接線與S104 平交口,匯聚了古交市區(qū)、過(guò)境路、太古高速公路等多向車(chē)流,造成了古交市區(qū)與古交連接線、省道104太克線、擬規(guī)劃的古交過(guò)境一級(jí)路之間出現(xiàn)了瓶頸。古交互通式立體交叉(以下簡(jiǎn)稱(chēng)古交互通)的建成,將有效分流太古高速公路的交通量,同時(shí)實(shí)現(xiàn)各干線公路間交通量的相互轉(zhuǎn)換,對(duì)改善古交市的交通環(huán)境起著重要的作用。

        2 古交互通方案設(shè)計(jì)

        2.1 交通量預(yù)測(cè)分析

        根據(jù)古交互通工程可行性研究報(bào)告交通量預(yù)測(cè)結(jié)果,本項(xiàng)目折合成小客車(chē)的交通量分布見(jiàn)圖1。

        圖1 互通立交預(yù)測(cè)年度交通量分布圖(單位:標(biāo)準(zhǔn)小客車(chē)/d)

        由分布圖可以計(jì)算得知,截至2032 年通過(guò)該互通集散的交通量為19 330輛小客車(chē)/d,主交通流向?yàn)樘鸥咚俟吠狄?guī)劃中古交過(guò)境公路方向,省道S104 往返規(guī)劃中古交過(guò)境公路方向,其2032 年平均日交通量分別為7 556 輛小客車(chē)/d、4 142輛小客車(chē)/d。

        2.2 位置選定

        古交互通地處汾河河谷。項(xiàng)目區(qū)地面高程在900~980m之間。位于山間寬谷區(qū),地層由粉砂土和砂礫組成。

        古交互通位于古交市河口鎮(zhèn),與太古高速公路終點(diǎn)、既有省道S104、規(guī)劃中的古交過(guò)境公路及古交市區(qū)連接線實(shí)現(xiàn)互通,其中太古高速公路與規(guī)劃中古交過(guò)境公路,省道S104 與古交過(guò)境公路的連接將是主要交通流方向,承擔(dān)大部分客貨車(chē)輛的通行任務(wù)。太古高速公路終點(diǎn)與省道S104順接,省道S104 與過(guò)境線之間架設(shè)兩座跨汾河的大橋?qū)蓷l路線直接相連,太古高速公路與市區(qū)連接線相連,省道S104 與過(guò)境之間的車(chē)輛以及太古高速與古交市區(qū)之間的車(chē)輛可以快速地通過(guò)互通位置。

        2.3 方案設(shè)計(jì)及比選

        2.3.1 技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

        古交互通方案設(shè)計(jì)遵照部頒《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20—2006)、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01—2003)規(guī)定執(zhí)行。主線為太古高速公路連接線,按雙向四車(chē)道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)速度采用60km/h,路基寬度20.0m,橋涵設(shè)計(jì)汽車(chē)荷載等級(jí)采用公路—Ⅰ級(jí),路基、大中橋、小橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率1/100。匝道設(shè)計(jì)速度為40~60km/h,單向單車(chē)道匝道寬度為8.5m,單向雙車(chē)道匝道寬度為10.5m、12.0m。平縱面指標(biāo)除滿(mǎn)足速度要求外,還滿(mǎn)足構(gòu)造物設(shè)置要求。加速車(chē)道采用平行式,減速車(chē)道均采用直接式,加減速車(chē)道設(shè)計(jì)均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

        2.3.2 方案設(shè)計(jì)思路

        方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)根據(jù)相交道路情況,地形、地物、地質(zhì)等建設(shè)條件,交通量分布等因素初步確定互通的形式、匝道布局,設(shè)計(jì)出兩個(gè)或以上的可比方案。

        在古交互通方案設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下思路。

        (1)確保行車(chē)安全暢通和車(chē)流的連續(xù),結(jié)合相交道路的等級(jí)、設(shè)計(jì)車(chē)速及交通量。

        (2)項(xiàng)目所處地區(qū)地形條件復(fù)雜,村莊密集,在滿(mǎn)足使用功能的前提下,主要遵循“安全、經(jīng)濟(jì)”,同時(shí)兼顧“環(huán)保、舒適、和諧”的設(shè)計(jì)理念,保證施工和運(yùn)營(yíng)正常。

        (3)項(xiàng)目區(qū)村落較多,人口較為密集,布線時(shí)應(yīng)注意繞避沿線的村莊、學(xué)校,盡量減少拆遷和對(duì)沿線居民的影響。

        (4)與當(dāng)?shù)貤l件相適應(yīng),考慮立交所處的地區(qū)規(guī)劃,實(shí)際的地形、地物及其他建筑物,合理利用地形,與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào),靈活運(yùn)用技術(shù)指標(biāo),注意線形順勢(shì)連續(xù)、指標(biāo)均衡和線形的整體協(xié)調(diào),合理選擇橋梁、路線交叉的位置,充分考慮行車(chē)安全性。

        (5)項(xiàng)目區(qū)地形條件復(fù)雜,限制因素多,互通方案布設(shè)要充分考慮與當(dāng)?shù)毓芫€交叉、當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)規(guī)劃等因素,對(duì)互通方案進(jìn)行多方面評(píng)價(jià)比選,確定最經(jīng)濟(jì)合理的方案。

        2.3.3 方案設(shè)計(jì)及比選

        根據(jù)外業(yè)踏勘和調(diào)查情況,并且通過(guò)對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地形、地質(zhì)、城鎮(zhèn)布局、路網(wǎng)規(guī)劃及橋梁等問(wèn)題進(jìn)行深入研究后,初步設(shè)計(jì)階段擬定了3個(gè)互通方案進(jìn)行比選。

        (1) 方案一

        方案一為工可推薦方案,在太古高速公路、省道S104、過(guò)境線和市區(qū)連接線間實(shí)現(xiàn)了全互通。其中A 匝道為省道S104 公路駛往太古高速公路方向;B匝道為太古高速公路方向駛往過(guò)境公路方向;C匝道為省道S104駛往過(guò)境公路方向;D匝道為既有省道S104線改造作為互通匝道;E匝道為過(guò)境公路駛往太古高速公路方向;F匝道為過(guò)境公路駛往省道S104 太原方向,太古高速公路方向駛往省道S104 太原方向。本階段可利用太古高速公路連接線終點(diǎn)處平面交叉直接左轉(zhuǎn)行駛。方案一平面布置見(jiàn)圖2。

        優(yōu)點(diǎn):線形指標(biāo)高,主交通方向與交通量主方向一致,行車(chē)方向明確,行車(chē)順暢,服務(wù)水平高。

        缺點(diǎn):互通匝道與汾河交叉3次,對(duì)汾河河道行洪有一定的影響;新建橋梁多,工程規(guī)模大,占地面積大、拆遷量大;工程造價(jià)高。

        圖2 古交互通方案一

        (2)方案二

        在太古高速公路、省道S104、過(guò)境線和市區(qū)連接線間實(shí)現(xiàn)了全互通。其中A 匝道為省道S104公路駛往太古高速公路方向;B匝道為太古高速公路方向駛往過(guò)境公路方向;C匝道為過(guò)境公路駛往太古高速公路方向;D 匝道為既有省道S104 線改造作為互通匝道;G 匝道為省道S104 與過(guò)境公路對(duì)向行駛匝道,太古高速公路方向駛往省道S104太原方向。本階段可利用太古高速公路連接線終點(diǎn)處平面交叉直接左轉(zhuǎn)行駛。方案二平面布置見(jiàn)圖3。

        圖3 古交互通方案二

        優(yōu)點(diǎn):互通匝道和汾河交叉次數(shù)少,對(duì)河道行洪影響較?。恍陆蛄荷?,工程規(guī)模小,占地面積小,工程造價(jià)較低。

        缺點(diǎn):主交通方向與交通量主方向不一致。

        (3) 方案三

        設(shè)計(jì)階段,根據(jù)古交市政府、太古高速公路建管處的意見(jiàn),將現(xiàn)有的引黃公路與太古高速公路連接線、古交過(guò)境公路之間實(shí)現(xiàn)互連。方案三平面布置見(jiàn)圖4。

        圖4 古交互通方案三

        優(yōu)點(diǎn):互通匝道和汾河交叉次數(shù)少,對(duì)河道行洪影響較小;引黃公路與太古高速連接、古交過(guò)境公路之間實(shí)現(xiàn)了連接,方便了掃石村方向車(chē)輛上下太古高速公路;新建橋梁較少,工程規(guī)模小,工程造價(jià)低。

        缺點(diǎn):主交通方向與交通量主方向不一致;互通范圍內(nèi)設(shè)4處平面交叉,存在交織,服務(wù)水平低,行車(chē)安全性較低,尤其是B 匝道與YH1 匝道的平面交叉,B 匝道為單向匝道,YHL1 匝道為雙向匝道,運(yùn)營(yíng)期間YHL1匝道行駛的車(chē)輛容易誤行至B匝道;匝道布局松散,占地多。

        (4) 方案比選

        ①交通功能。方案一、方案二交通功能相同,均將省道S104 太原至古交方向行車(chē)路線進(jìn)行了調(diào)整,太古高速公路至省道104 太原方向交通仍需經(jīng)原平交口;方案三除古交至省道104 太原方向設(shè)專(zhuān)門(mén)匝道以外,其余方向交通均需經(jīng)平交口。

        ②平面布置。三個(gè)方案中太古高速公路連接線與省道S104 交叉處均保留原平面交叉設(shè)置,匝道與主線的銜接均存在主線橋梁的加寬。三個(gè)方案與當(dāng)?shù)毓芫€(引黃管道、太鋼精礦粉管)均存在交叉,且交叉次數(shù)相當(dāng),均以橋梁方式跨越;與汾河都存在交叉,對(duì)河道行洪都存在影響,均需征得水利部門(mén)同意。方案一、方案二的主要差別在于過(guò)境路古交方向至太古高速公路方向匝道的布置形式,方案一采用定向匝道,方案二采用環(huán)形匝道;方案三是將現(xiàn)有的引黃公路與太古高速公路連接線、古交過(guò)境公路之間實(shí)現(xiàn)互連,互通范圍內(nèi)存在4處平面交叉。

        ③服務(wù)水平。方案一、方案二能實(shí)現(xiàn)的交通功能相同,方案一由于過(guò)境路古交方向至太古高速公路方向匝道采用了定向匝道,服務(wù)水平高于方案二的環(huán)形匝道,考慮到該匝道的轉(zhuǎn)向交通量雖然最大,但交通量?jī)H為3778pcu/d(單向),采用環(huán)形匝道完全能滿(mǎn)足交通流量需求。方案三設(shè)4處平交口,交通安全難以保證,服務(wù)水平較方案二低,行車(chē)安全性差。

        ④經(jīng)濟(jì)比較。該互通工可批復(fù)造價(jià)為17 607萬(wàn)元(工可階段未考慮互通方案與當(dāng)?shù)毓芫€的交叉及互通主線橋的加寬),方案二比方案一造價(jià)低4 053萬(wàn)元,方案三比方案二低4 008萬(wàn)元。其中方案二造價(jià)適中,在工可批復(fù)的10%以?xún)?nèi)。

        古交互通立體交叉各方案的比較如表1所示。

        表1 古交互通立體交叉方案比較表

        方案一采用定向匝道服務(wù)水平較方案二高,但方案二采用環(huán)形匝道完全能滿(mǎn)足遠(yuǎn)景年預(yù)測(cè)交通流量的需求,且方案二造價(jià)具有明顯優(yōu)勢(shì),綜合比較,方案二優(yōu)于方案一。

        方案三造價(jià)較方案二低,但匝道布局松散、占地多,平交口多,行車(chē)安全性差,服務(wù)水平低,綜合比較,方案二優(yōu)于方案五。

        經(jīng)綜合分析比較,并結(jié)合交通運(yùn)輸廳、古交市政府以及太古高速公路建設(shè)管理處的意見(jiàn),推薦方案二作為初步設(shè)計(jì)方案。

        3 結(jié)語(yǔ)

        互通立交屬于大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),需要綜合考慮使用功能、工程造價(jià)、社會(huì)影響等各種受控因素。不管是在工程可行性研究階段,還是在初步設(shè)計(jì)階段,互通立交設(shè)計(jì)都要綜合考慮諸多影響因素,要不斷論證優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,在進(jìn)行方案比選時(shí)可從交通功能、平面布置、服務(wù)水平、經(jīng)濟(jì)比較等多方面將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)比選,并在滿(mǎn)足交通功能的前提下,簡(jiǎn)化立交形式,優(yōu)化匝道布設(shè)數(shù),使互通路線簡(jiǎn)明化,根據(jù)各方向交通量,合理布設(shè)匝道指標(biāo),優(yōu)化路線平縱指標(biāo),以及主線及匝道間的交叉關(guān)系,減少互通工程規(guī)模。

        [1] JTG B01—2003,公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

        [2] JTG D20—2006,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [3] 魏景. 濱德互通立交設(shè)計(jì)方案比選[J].交通科技,2012(3):123-125.

        [4] 邵廣軍,靳媛媛,劉春喜.淺談鹿山樞紐方案比選[J].公路,2010(9):32-35.

        [5] 王穎.平定樞紐互通式立體交叉方案設(shè)計(jì)[J].山西交通科技,2011(5):56-58.

        [6] 黃振英.高速公路的互通立交方案比選研究及應(yīng)用[D].廣州:華南理工大學(xué),2012.

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