李雙艷，白瑞翔

(中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，湖北 武漢 430000)

漢口北樞紐互通位于黃陂區(qū)盤龍城開發(fā)區(qū)漢口北大道(現(xiàn)狀)與新十公路(現(xiàn)狀)交匯處，主要為主線即武大(武漢—大悟)高速公路武漢至河口段和漢口北的交通轉(zhuǎn)換而設(shè)置。該文就該互通總體方案的設(shè)計構(gòu)思進(jìn)行分析論述。

1 區(qū)域現(xiàn)狀

漢口北樞紐互通位于漢口北大道(現(xiàn)狀)與新十公路(現(xiàn)狀)交匯處，周邊基本已建設(shè)完成，4個象限均有既有建筑，東北象限為四季美農(nóng)貿(mào)城，東南象限為龍巢小區(qū)，西北象限為規(guī)劃四季美花卉市場，西南象限為四季美食品城。建筑物較密集，主要集中在四季美農(nóng)貿(mào)城(東北象限)和四季美食品城(西南象限)?；ネㄓ绊憛^(qū)域范圍內(nèi)存在一處鐵路[合武(合肥—武漢)高鐵]，另有連接該項(xiàng)目的新河特大橋及3條匝道(一期工程)正在建設(shè)中(見圖1、圖2)。

圖1 漢口北樞紐互通區(qū)域周邊現(xiàn)狀

圖2 漢口北大道(現(xiàn)狀)與新十公路(現(xiàn)狀)交匯

2 交通量預(yù)測

根據(jù)工程可行性研究交通量預(yù)測結(jié)果，漢口北樞紐互通2040年平均日交通量，漢口來往東西湖方向?yàn)? 543 pcu/h，來往新洲方向?yàn)? 005 pcu/h；大悟來往東西湖方向?yàn)? 217 pcu/h，來往新洲方向?yàn)? 151 pcu/h(見圖3)。

圖3 漢口北樞紐互通2040年高峰小時交通量分布(單位：pcu/h)

3 總體方案研究

3.1 限制因素分析

(1)周邊用地限制。根據(jù)現(xiàn)場踏勘和實(shí)測地形，該互通區(qū)域范圍內(nèi)建筑物較密集，主要集中在四季美農(nóng)貿(mào)城(東北象限)和四季美食品城(西南象限)?；ネㄔO(shè)計時匝道應(yīng)盡量布置在西北象限和東南象限，布局應(yīng)緊湊，并盡量減少拆遷。

(2)受在建新河特大橋及匝道控制。經(jīng)新河特大橋設(shè)計單位研究，將漢口北樞紐互通設(shè)置為4層結(jié)構(gòu)，并在互通范圍內(nèi)預(yù)留2處鼻端出口(見圖4)。需在該擬定方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并利用已施工主線和匝道的高程及線形走向。

圖4 新河特大橋設(shè)計單位提出的互通方案

(3)受現(xiàn)狀合武高鐵的影響。合武高鐵距離漢口北大道與新十公路交叉口約320 m，根據(jù)坡度(一般橋梁縱坡不宜大于4%)反推，擬建漢口北高架需下穿主線，且位于第三層(見圖5)。

圖5 合武高鐵與主線間距示意圖

3.2 方案比選與論證

結(jié)合以上控制因素，考慮在建新河特大橋和既有匝道的影響及工期限制，基于現(xiàn)狀條件，根據(jù)既有匝道高程和走向、交通量預(yù)測及周邊地形地物，提出3種漢口北樞紐互通方案進(jìn)行比選。為盡量減少拆遷，3種方案的匝道均集中布設(shè)于西北和東南象限。受在建新河特大橋和既有匝道、合武高鐵的影響，3種方案均設(shè)置為4層結(jié)構(gòu)，擬定漢口北大道為地面層(通過設(shè)置地面輔道，保證地面車輛通行)，第二層為半定向左轉(zhuǎn)匝道，第三層為漢口北高架，第四層為該項(xiàng)目主線。

3.2.1 方案一：對稱雙環(huán)式苜蓿葉樞紐互通

如圖6所示，采用對角象限雙環(huán)式苜蓿葉樞紐互通，漢口至東西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左轉(zhuǎn)匝道，東西湖至大悟方向和新洲至漢口方向采用內(nèi)環(huán)左轉(zhuǎn)匝道，右轉(zhuǎn)匝道均采用直連式。

圖6 漢口北樞紐互通方案一

漢口北高架在合武高鐵前落地，保證凈空≥5 m，交叉點(diǎn)至鐵路方向采用-5%縱坡，以保證交叉位置處于第三層，滿足橋下凈空要求(≥16 m)。該互通方案在地面層設(shè)置環(huán)島，以便半定向左轉(zhuǎn)匝道橋墩放置(交叉口處橋下凈空受限，通過設(shè)置環(huán)島，可采用小跨徑橋梁，避免設(shè)置大跨徑橋梁)。

該方案為全互通樞紐方案，能較好地解決交通轉(zhuǎn)向功能需求，互通布置形式緊湊，造型對稱、美觀，拆遷較少；在漢口北大道地面層布設(shè)環(huán)島(交叉口)，可解決匝道大跨徑橋梁布置問題，可將匝道橋墩落在中央環(huán)島上，且不需對已施工匝道進(jìn)行改建，可減少影響，避免工程浪費(fèi)，滿足工期要求。但漢口北大道地面層交叉口范圍內(nèi)采用環(huán)島形式，在很大程度上會增加交通擁擠和阻塞；漢口北高架縱坡較大，存在一定安全隱患。

3.2.2 方案二：不對稱雙環(huán)式苜蓿葉樞紐互通

采用對角象限雙環(huán)式苜蓿葉樞紐互通，漢口至東西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左轉(zhuǎn)匝道，東西湖至大悟方向和新洲至漢口方向采用內(nèi)環(huán)左轉(zhuǎn)匝道，右轉(zhuǎn)匝道均采用直連式。

該互通方案在方案一的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下優(yōu)化：1)優(yōu)化漢口北高架縱斷面設(shè)計。將交叉點(diǎn)至鐵路方向縱坡調(diào)整為-4%(規(guī)范要求橋梁縱坡不宜大于4%)，此時交叉口范圍內(nèi)漢口北高架與地面凈空僅12.8 m(若匝道仍在該處下穿高架，凈空不能滿足要求)，為保證2條半定向左轉(zhuǎn)匝道與地面層相交處凈空滿足要求，需同時調(diào)整半定向匝道線形，向西側(cè)移動，移出交叉口范圍，且在凈空最有利點(diǎn)位置處下穿。2)為保證周邊居民和廠區(qū)等工作人員的正常出行，減少車輛繞行，提高通行服務(wù)能力，保證地面交通組織合理順暢，增設(shè)2條落地匝道。3)優(yōu)化漢口北大道地面輔道設(shè)計，地面層平面交叉由環(huán)島調(diào)整為十字交叉，提高通行能力和效率(見圖7)。

圖7 漢口北樞紐互通方案二

該方案為全互通樞紐方案，在方案一的基礎(chǔ)上優(yōu)化而成。其缺點(diǎn)：互通規(guī)模增大；地面層平面交叉調(diào)整為十字交叉，雖提高了通行能力，但增大了橋梁跨徑，投資增加；增設(shè)2條落地匝道，在一定程度上提高了造價。

3.2.3 方案三：不完全樞紐互通

漢口至東西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左轉(zhuǎn)匝道，東西湖至大悟方向和新洲至漢口方向采用內(nèi)環(huán)左轉(zhuǎn)匝道，右轉(zhuǎn)匝道均采用直連式。

該互通方案在方案二的基礎(chǔ)上進(jìn)行如下優(yōu)化：1)通過分析論證，東西湖至漢口方向、新洲至大悟方向的2條右轉(zhuǎn)匝道與新增設(shè)的2條落地匝道在功能上有一定重合，且受現(xiàn)狀用地限制，故取消2條右轉(zhuǎn)匝道(東西湖至漢口右轉(zhuǎn)方向、新洲至大悟右轉(zhuǎn)方向)，很大程度上減少了互通用地和拆遷工程量。2)為減弱取消2條右轉(zhuǎn)匝道對通行能力的影響，優(yōu)化地面層十字平交口設(shè)計，在東西湖至漢口右轉(zhuǎn)方向、新洲至大悟右轉(zhuǎn)方向地面層增設(shè)右轉(zhuǎn)專用車道，在提高交叉口通行能力和效率的同時，改善交叉口交通安全(見圖8)。

圖8 漢口北樞紐互通方案三

該互通方案為不完全互通，在方案二的基礎(chǔ)上優(yōu)化而成，可大幅節(jié)省工程造價，減少拆遷，社會經(jīng)濟(jì)效益較好。但該方案未設(shè)置全方向樞紐互通，與部分駕駛員的行駛心理不符，容易造成車輛誤行?？赏ㄟ^加強(qiáng)標(biāo)志指路、標(biāo)線引導(dǎo)等交通措施降低和避免車輛誤行。

3.2.4 推薦方案

如表1所示，從減少工程規(guī)模、降低工程造價、增強(qiáng)服務(wù)水平和通行能力的角度綜合考慮，該樞紐互通總體方案推薦采用方案三。

表1 互通方案比較

4 結(jié)語

漢口北樞紐互通實(shí)現(xiàn)了漢口北大道與武大高速公路的快捷聯(lián)系，升級區(qū)域道路交通系統(tǒng)，對推動漢口北區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重大的意義。該互通控制因素多，設(shè)計難度較大。方案選擇時，從服務(wù)水平、通行能力、占地、造價等多角度進(jìn)行分析，層層遞進(jìn)，優(yōu)化設(shè)計方案，合理確定互通總體方案。該互通方案研究過程可為類似復(fù)雜互通立交方案分析和設(shè)計提供一定參考。