陳興濤，張　黎

（1.武漢市政工程設(shè)計(jì)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(xiàng)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(shí)10多年。由于是分段建設(shè)且建設(shè)時(shí)間跨度長(zhǎng)，最初建成的三環(huán)線西段設(shè)計(jì)通行能力已不能滿足環(huán)線貫通后迅速增長(zhǎng)的交通需求；同時(shí)，由于周邊出現(xiàn)了大量布點(diǎn)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(shí)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(duì)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(shí)，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(jì)對(duì)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(diǎn)——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(xiàng)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(xiàng)目區(qū)位圖

圖2　汪家嘴立交現(xiàn)狀

在建的軌道交通3號(hào)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(yùn)中心站位于汪家嘴立交范圍內(nèi)。地鐵3號(hào)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(hào)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(yùn)中心站。車站地下空間長(zhǎng)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(duì)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(yùn)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(jì)[1-3]

3.1　流量預(yù)測(cè)

根據(jù)流量預(yù)測(cè)，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?yàn)橹髁飨?，占立交總流量?9%，4個(gè)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(shí)立交流量圖。

圖3　汪家嘴高峰小時(shí)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(gè)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(duì)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(diǎn)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(gè)月。方案優(yōu)點(diǎn)是改造量少，投資少，施工對(duì)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(zhǎng)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(shí)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(gè)月。方案優(yōu)點(diǎn)是保留了現(xiàn)有立交，投資較小。施工對(duì)現(xiàn)有三環(huán)線交通影響較小；實(shí)現(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(gè)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(jì)提出了對(duì)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(jì)。

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?yàn)榈诙樱堦柎蟮栏呒転榈谌龑?，根?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(shí)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(duì)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(duì)軌道3號(hào)線影響較大，設(shè)計(jì)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?yàn)榈诙?，龍陽大道高架為第三層，根?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(shí)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(qiáng)，滿足交通需求。雖然匝道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但匝道跨越主線處角度大，便于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

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

4　結(jié)語

互通立交的設(shè)計(jì)好壞影響到整條路線的通行效果和服務(wù)水平，設(shè)計(jì)時(shí)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(jià)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(yùn)行效果良好。