陳興濤，張　黎

（1.武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430023；2.武漢市市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖北 武漢430015）

1　項目背景

武漢市三環(huán)線規(guī)劃定位為城市快速路，分東、西、南和北四段分期建設(shè)。從2000年三環(huán)線西環(huán)建成通車到三環(huán)線東段2010年通車并最終成環(huán)，中間共歷時10多年。由于是分段建設(shè)且建設(shè)時間跨度長，最初建成的三環(huán)線西段設(shè)計通行能力已不能滿足環(huán)線貫通后迅速增長的交通需求；同時，由于周邊出現(xiàn)了大量布點散亂的企業(yè)，而周邊區(qū)域的城市道路網(wǎng)欠發(fā)達(dá)，無法從路網(wǎng)分流，導(dǎo)致三環(huán)線西段沿線護(hù)欄出現(xiàn)了較多的違規(guī)開口，存在較大的安全隱患。為了提高通行能力，充分發(fā)揮環(huán)線效率，減少交通事故，同時為了提升道路景觀、打造舒適的行駛環(huán)境，武漢市政府提出對三環(huán)線西段進(jìn)行全面綜合整治。

龍陽大道—東風(fēng)大道為武漢市‘三環(huán)十八射’快速骨架路網(wǎng)中的放射線之一，沿線依次串聯(lián)二環(huán)線、三環(huán)線以及四環(huán)線，是武漢主城往西的主要出城通道，交通功能十分重要。三環(huán)線西段綜合整治時，龍陽大道和東風(fēng)大道也即將進(jìn)行快速化改造。因此，設(shè)計對三環(huán)線西段與龍陽大道-東風(fēng)大道快速路的相交節(jié)點——汪家嘴立交按樞紐立交進(jìn)行改造提升，以滿足遠(yuǎn)期交通需求。圖1為汪家嘴樞紐立交項目區(qū)位圖。

2　建設(shè)條件

汪家嘴立交現(xiàn)狀為苜蓿葉全互通立交（見圖2），龍陽大道—東風(fēng)大道位于地面一層，雙向8車道（含集散車道）。三環(huán)線西段在龍陽大道—東風(fēng)大道以北為路基段，以南為高架段。路基段寬32 m，高架橋?qū)?5.5 m，雙向6車道（含集散車道）。

圖1　項目區(qū)位圖

圖2　汪家嘴立交現(xiàn)狀

在建的軌道交通3號線沿東風(fēng)大道—龍陽大道走向布設(shè)、與三環(huán)線成正交關(guān)系，為地下線路，軌道客運中心站位于汪家嘴立交范圍內(nèi)。地鐵3號線主線從龍陽大道南側(cè)18 m逐漸過渡到路中；另外，在立交范圍布設(shè)有地鐵3號線的出入線，位于立交東北象限；在龍陽大道與三環(huán)線交匯處有地鐵客運中心站。車站地下空間長約600 m，結(jié)構(gòu)寬約21 m，車站結(jié)構(gòu)邊線距龍陽大道中線約16 m。

軌道交通對橋梁樁基的布設(shè)有較大影響。

現(xiàn)狀立交周邊建筑包含小區(qū)、酒店、漢陽客運中心站等，立交橋梁與建筑物的凈距必須滿足規(guī)范和地方有關(guān)文件的規(guī)定。沿三環(huán)線走向靠市內(nèi)一側(cè)有一排220 kV的架空電線。另外，在立交西南角有現(xiàn)狀的北太子湖，立交應(yīng)避免占用湖泊。

3　方案設(shè)計[1-3]

3.1　流量預(yù)測

根據(jù)流量預(yù)測，2020年該道口流量為18549pcu/h。其中三環(huán)線與龍陽大道直行方向為主流向，占立交總流量的69%，4個方向的單向直行流量都達(dá)到或者接近3 000 pcu/h；另外，三環(huán)線西與東風(fēng)大道方向交換交通量較大，左轉(zhuǎn)匝道流量接近1 000 pcu/h。圖3為汪家嘴高峰小時立交流量圖。

圖3　汪家嘴高峰小時立交流量圖（2020年）

3.2　方案比選研究

3.2.1方案一

該方案基本維持現(xiàn)有立交方案不變，三環(huán)線江漢五橋方向、龍陽大道方向和東風(fēng)大道三個方向的快速路高架均考慮在立交范圍以外落地，以地面型式與現(xiàn)有立交對接。拓寬地面部分車道數(shù)，交織段范圍增設(shè)輔助車道，滿足前后車道數(shù)的匹配。改造后節(jié)點通行能力提升到約14 000 pcu/h。

該方案投資約6 200萬元，工期約6個月。方案優(yōu)點是改造量少，投資少，施工對現(xiàn)有三環(huán)線交通影響小。但受現(xiàn)狀立交匝道及三環(huán)線主線橋橋墩限制，龍陽大道-東風(fēng)大道立交范圍將形成交通瓶頸，與遠(yuǎn)期交通流量不能匹配。圖4為方案一效果圖。

3.2.2方案二

基于方案一，提出保留現(xiàn)有立交，但保證龍陽大道方向主線橋連續(xù)，利用豎向分離，解決龍陽大道方向通行能力不足的問題，提出方案二。

該方案中龍陽大道方向主線采用長距離高架直接銜接龍陽大道高架和東風(fēng)大道高架；通過在立交兩端設(shè)置上下橋匝道實現(xiàn)高架與地面聯(lián)系；立交基本維持現(xiàn)狀；立交通行能力達(dá)19 800 pcu/h，較現(xiàn)狀有較大程度提升。圖5為方案二效果圖。

圖4　方案一效果圖

圖5　方案二效果圖

該方案投資約3.1億元，工期約12個月。方案優(yōu)點是保留了現(xiàn)有立交，投資較小。施工對現(xiàn)有三環(huán)線交通影響較?。粚崿F(xiàn)了龍陽大道—東風(fēng)大道高架的快速功能。但該方案4條左轉(zhuǎn)環(huán)圈匝道通行能力受限，龍陽大道—東風(fēng)大道、三環(huán)線2條快速路的轉(zhuǎn)換屬于間接轉(zhuǎn)換，通行能力不能滿足轉(zhuǎn)換交通的需求。

通過前述兩個方案的論述，在保留現(xiàn)有立交的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造不能滿足遠(yuǎn)期交通要求。為避免立交改造方案因節(jié)省投資而降低標(biāo)準(zhǔn)，最終留下遺憾，設(shè)計提出了對現(xiàn)有立交進(jìn)行拆除的改造方案，按高標(biāo)準(zhǔn)樞紐立交設(shè)計。

3.2.3方案三

保留現(xiàn)狀三環(huán)線主線高架橋（白沙洲大橋方向）至2條右轉(zhuǎn)匝道（白沙洲大橋方向至龍陽大道以及東風(fēng)大道—白沙洲大橋方向）端部，拆除現(xiàn)有立交主線橋及匝道，新建主線高架橋為第二層，龍陽大道高架為第三層，根據(jù)流量分別設(shè)置2條定向匝道，2條環(huán)圈式匝道，形成“定向+環(huán)圈”全互通立交。通過在立交兩端設(shè)置上下橋匝道實現(xiàn)高架與地面的交通轉(zhuǎn)換。主線高架橋和龍陽大道—東風(fēng)大道橋下布置地面輔道（雙向6車道），在道口處設(shè)置渠化燈控道口，以完善區(qū)域交通。圖6為方案三效果圖。

圖6　方案三效果圖

該立交方案中除江漢五橋方向左轉(zhuǎn)龍陽大道及白沙洲左轉(zhuǎn)武漢西方向均為環(huán)形左轉(zhuǎn)匝道外，其余均為定向匝道，轉(zhuǎn)向交通轉(zhuǎn)換便捷，通行條件好。

該立交方案投資約8.6億元，需改造現(xiàn)有西環(huán)線高架橋約500 m，幫寬段對北太子湖有一定的影響。另外，2條半定向左轉(zhuǎn)匝道跨越主線段夾角小，曲線大跨達(dá)85 m，對軌道3號線影響較大，設(shè)計和施工難度大。

3.2.4方案四

保留現(xiàn)狀三環(huán)線主線高架橋（白沙洲大橋方向）至2條右轉(zhuǎn)匝道（白沙洲大橋方向至龍陽大道以及東風(fēng)大道—白沙洲大橋方向）端部，拆除現(xiàn)有立交主線橋及匝道，新建三環(huán)線主線高架橋為第二層，龍陽大道高架為第三層，根據(jù)流量分別設(shè)置3條半定向匝道，1條環(huán)圈式匝道，形成“半定向全互通立交”。通過在立交兩端設(shè)置上下橋匝道實現(xiàn)高架與地面的交通轉(zhuǎn)換。三環(huán)線主線高架橋和龍陽大道、東風(fēng)大道橋下布置地面輔道（雙向6車道），在道口處設(shè)置渠化燈控道口，完善區(qū)域交通。圖7為方案四效果圖。

圖7　方案四效果圖

該立交方案投資約8.2億元，方案最大限度地保留了現(xiàn)有西環(huán)高架。除了江漢五橋方向左轉(zhuǎn)龍陽大道方向設(shè)置環(huán)圈式左轉(zhuǎn)匝道外，其他方向均為定向匝道，通行能力大，適應(yīng)性強，滿足交通需求。雖然匝道長度較長，但匝道跨越主線處角度大，便于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計。

通過上述綜合分析，綜合考慮交通功能、工程造價、施工難易程度以及對現(xiàn)狀交通的影響，最終推薦方案四為實施方案。

4　結(jié)語

互通立交的設(shè)計好壞影響到整條路線的通行效果和服務(wù)水平，設(shè)計時應(yīng)結(jié)合所處位置的環(huán)境和周邊限制條件綜合考慮，進(jìn)行多方案的充分比選，最終選出交通功能完善，造價合理與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)的方案。

汪家嘴立交已于2015年竣工通車，目前，作為武漢市市區(qū)最大的樞紐立交，運行效果良好。