楊　鵬

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司　武漢　430063)

東鄉(xiāng)樞紐互通式立交設計

楊鵬

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司武漢430063)

摘要根據(jù)功能定位、轉向交通量、既有高速技術指標超限等多方面因素，東鄉(xiāng)樞紐互通式立交初步設計階段提出多個方案進行比選論證，最終確定經(jīng)濟、合理的位置及形式，提出了關于高速公路組合式樞紐互通式立交的一些思路。

關鍵詞高速公路組合互通式立交設計超限

東鄉(xiāng)至昌傅高速公路(以下簡稱“東昌高速”)路線總體呈東西走向，起點位于東鄉(xiāng)縣城附近，連接滬昆高速梨溫段，終點位于樟樹市昌傅鎮(zhèn)，連接樟樹樞紐互通，路線全長約154 km。

東鄉(xiāng)樞紐互通式立交為東昌高速的起點，主要實現(xiàn)滬昆高速公路梨溫段與東昌高速交通流的快速轉換,見圖1。東鄉(xiāng)樞紐互通位于高速主線K0+000，與滬昆高速公路梨溫段相交。東昌高速公路設計車速100 km/h，路基寬度為26 m，雙向4車道。滬昆高速公路梨溫段為雙向4車道，設計速度100 km/h，路基寬度為26 m。

圖1　項目地理位置示意圖

1交通量預測情況

根據(jù)交通量預測結果，本路段交通量至2036年末，折算成小汽車的區(qū)段最大交通量為28 699 pcu/d。其中東鄉(xiāng)樞紐互通撫州至上海方向為主要交通流方向，撫州至南昌方向為次要交通流方向。

根據(jù)單向計算小時交通量公式計算[1]

DDHV=AADT×K×D

式中：DDHV為每小時轉向交通量，pcu/h；AADT為年日平均轉向交通量，pcu/d；K為設計小時交通量系數(shù)；D為方向不均勻系數(shù)，%。

通過計算，主流向設計交通量為1 433 pcu/h，次流向設計交通量為569 pcu/h，見表1。車速高、流量大的主要交通方向(撫州-上海)采用直連式雙車道匝道，而相對車速低、流量少的次要交通方向(撫州-南昌)則采用環(huán)形匝道或半直連式匝道。

表1　設計小時交通量計算表

2主要問題和總體思路

2.1　主要問題

工可方案在既有滬昆高速公路東鄉(xiāng)互通處與滬昆高速交叉，需拆除既有東鄉(xiāng)互通，設置東鄉(xiāng)樞紐互通，下穿滬昆客運專線后還建落地互通，路線下穿滬昆客專交叉角度為54°，需設置分離式路基分別從滬昆客運專線東鄉(xiāng)二號特大橋38～39號和40～41號橋墩下穿越，穿越滬昆客運專線后在楊梅村設置東鄉(xiāng)互通與S208相接，連接線穿越東鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃區(qū)。由于工可方案拆除東鄉(xiāng)互通對既有滬昆高速交通組織影響較大；以分離式路基形式從滬昆客運專線下穿且交角較小，對滬昆客專影響大，協(xié)調(diào)難度大，增設互通對東鄉(xiāng)縣的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃區(qū)干擾較大。

2.2　總體思路

(1) 盡量不拆除既有東鄉(xiāng)互通，另選他處設置樞紐互通與既有互通組成復合式互通。

(2) 根據(jù)交通量分析，撫州至上海方向為主要交通流方向，互通選址宜盡量靠近上海方向，減少繞行，此方向匝道指標也盡量選取較高的指標。

(3) 樞紐互通選址盡量使得高速公路主線與滬昆客運專線鐵路正交。

3互通立交方案選址與選型比選

工可方案(A1線方案)，需拆除既有的東鄉(xiāng)互通，在原址新建Y形樞紐互通接滬昆高速，在距離樞紐互通約1.2 km處還建一處單喇叭互通連接省道S208，連接線穿越東鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃園。該方案與滬昆客運專線交叉角度較小(54°)，整體式路基在滬昆高鐵橋下一孔內(nèi)無法通過，因此采用分離式路基分別于滬昆高鐵38～39號墩孔及40~41號墩孔內(nèi)下穿。工可方案(A1線方案)增設的單喇叭對東鄉(xiāng)縣的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃區(qū)干擾較大，地方政府強烈反對該方案。綜合考慮滬昆高速與本項目交通主流向，既有滬昆高速公路上設置樞紐互通及下穿滬昆客專的條件，提出距離既有互通1.6 km處的K線方案，工可方案A1線與K線方案示意見圖2。

圖2　工可線位(A1線)與K線方案示意圖

K線方案與滬昆高速的接點位置距離既有東鄉(xiāng)互通西側1.67 km。接點位置與既有東鄉(xiāng)互通距離較小，新設互通與既有東鄉(xiāng)互通分、合流鼻之間的距離小于1 km,兩互通需按復合式互通設計。K線方案的滬昆高速在互通范圍內(nèi)K656+930～K657+513.46段的縱坡為2.45%，不滿足規(guī)范規(guī)定的100 km/h主線設計速度要求的縱坡值(規(guī)范規(guī)定最大縱坡為2%)。

針對滬昆高速主線縱坡超限，本次設計提出3種解決方案。

(1) 方案一。不改造該段既有滬昆高速的縱坡，對該段的主線進行限速設計。滬昆高速公路屬國家高速主干網(wǎng)，交通量大，限速方案對運營影響較大，且有安全隱患。

(2) 方案二。對該段既有滬昆高速的縱坡進行改造。影響范圍約1.1 km，最大填土高度1.95 m。主線改造施工對滬昆高速運營影響大。

(3) 方案三。不改造該段既有滬昆高速的縱坡，新設互通與既有東鄉(xiāng)互通匝道之間設置集散車道，見圖3。

圖3　設置集散車道互通方案示意圖

方案三采用Y形互通式立交，匝道上跨滬昆高速，交叉樁號HKK657+717.694=CK0+782.493,HKK657+601.864=BK0+547.105。A、C匝道與既有東鄉(xiāng)互通之間設置集散車道連接，主流向匝道A，C采用雙車道匝道,匝道設計速度為60 km/h，匝道最小圓曲線半徑為180 m，匝道最大縱坡3.85%；次流向匝道B，D設計速度為40 km/h,匝道最小圓曲線半徑為70 m，匝道最大縱坡3.85%。

方案三不需限速，不需對滬昆高速主線進行改造，對滬昆高速影響較小，安全性較高，經(jīng)綜合比選推薦方案三為K線選址推薦選型方案。

由于K線東鄉(xiāng)樞紐互通3個方案對滬昆高速公路仍有不同程度影響，因此提出起點繼續(xù)西移，避讓主線縱坡超限路段，拉大樞紐互通與既有落地互通間距的A4線方案，見圖4。

圖4　A1線、A4線與K線方案示意圖

A4線方案與滬昆高速的接點位于K線西側883 m，該段范圍內(nèi)既有滬昆高速最大縱坡為1.12%，滿足規(guī)范規(guī)定的設置互通的縱坡要求。A4線與滬昆高速接點距離既有東鄉(xiāng)互通約2.55 km，A4線新設互通與既有東鄉(xiāng)互通匝道加、減速車道之間的最小距離為1.685 km，大于規(guī)范規(guī)定的1 km。因此，新設互通與既有東鄉(xiāng)互通之間不需要設置輔助車道，對既有的東鄉(xiāng)互通也不需要進行改造。但A4線較K線交通主流方向多繞行約900 m。

經(jīng)初步比較后，工可方案(A1線)繞行距離最短，但工程造價最高，對滬昆高速、滬昆客運專線鐵路影響最大，初步設計階段工可方案(A1線)只進行定型分析，不再進一步研究。

K線與A4線主要技術經(jīng)濟比較見表2。

表2　K線與A4線主要技術經(jīng)濟對比表

從整個路網(wǎng)來看，東昌高速是橫跨江西省東西方向的經(jīng)濟帶，串聯(lián)江西省南北方向主要國、省主干路網(wǎng)，路網(wǎng)和通道功能十分明顯。位置更靠東的K線方案線型更順適，通道功能更強。

評價互通式立交要考慮的因素很多，其中主要的是立交支出的費用和建成后所帶來的效益。建成后帶來的效益，主要包括通行能力、車速、服務水平、安全性和舒適性等[2]。A4線工程造價最低，不需對滬昆高速進行改造，影響最小；但A4線交通主流方向需多繞行約1 km，與交通量主要方向不匹配。K線選址方案較A4線選址方案因主流方向減少了繞行，服務水平、安全性都較高，同時節(jié)約了公路運輸成本(燃油、汽車損耗、過路費)、客貨運輸時間，減少了交通事故，建成后效益好。雖然效益指標難以用貨幣來量化，但根據(jù)東昌高速的功能定位，建成后的效益對于互通方案評價權重更大。因此初步設計階段東鄉(xiāng)樞紐互通式立交推薦K線方案三。

4結論

(1) 在既有高速公路增設樞紐互通應進行多選址比較，同時應詳細調(diào)查既有高速公路互通設置技術條件。

(2) 組合式樞紐互通應結合選址考慮多方案選型比較。

(3) 組合式樞紐互通方案應根據(jù)交通量分配情況進行全壽命周期經(jīng)濟效益分析，綜合選定。

參考文獻

[1]JTG D20-2006公路路線設計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2006.

[2]高速公路叢書編委會.高速公路立交工程[M].北京：人民交通出版社，2001.

收稿日期：2014-12-17

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.03.054