蔡燕燕CAI Yan-yan

（中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430000）

0 引言

互通式立交作為當(dāng)前城市的重要建設(shè)之一，可以很好地解決交通運(yùn)輸不暢的問(wèn)題，正確選擇互通式立交的位置和形式，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，不但可以加快道路的運(yùn)行效率，減少資金投入，還可以節(jié)省土地資源，保障城市交通的安全運(yùn)行。

1 互通式立交建設(shè)的重要性

2020年實(shí)現(xiàn)了全面小康的建設(shè)目標(biāo)，人們的生活質(zhì)量得到了更好的改善，出行方式越來(lái)越多的傾向于轎車、出租等，物流業(yè)、電商業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越多的帶動(dòng)了運(yùn)輸業(yè)的進(jìn)步，所以交通擁擠現(xiàn)象幾乎無(wú)處不在、交通事故越來(lái)越多，雖然近幾年立交工程的建設(shè)越來(lái)越多，但人們對(duì)于交通運(yùn)行的要求也越來(lái)越高。而城市互通立交特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以達(dá)到交通轉(zhuǎn)換的效果，使汽車能夠平穩(wěn)運(yùn)行、減少擁堵現(xiàn)象。此外，結(jié)合城市的發(fā)展情況、周圍建筑環(huán)境情況進(jìn)行合理的立交設(shè)計(jì)，還可以減少土地資源的浪費(fèi)、降低工程造價(jià)的費(fèi)用，給城市增添一道美麗的風(fēng)景線[1]。所以，合理設(shè)計(jì)互通式立交可保障車輛安全運(yùn)行，意義重大。

2 互通式立交的設(shè)計(jì)分析理論

互通式立交的設(shè)計(jì)方案需要先了解當(dāng)?shù)爻鞘械陌l(fā)展水平、交通運(yùn)行情況、周邊環(huán)境等因素，掌握規(guī)劃區(qū)域內(nèi)交通流量、地區(qū)的水文地質(zhì)情況，并進(jìn)行記錄、分析和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而提出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。

2.1 選址恰當(dāng)

恰當(dāng)選擇合適的立交橋位置是工程師重點(diǎn)研究的問(wèn)題之一，也是城市建設(shè)的關(guān)注目標(biāo)。明確工程建設(shè)的目的，仔細(xì)觀察周邊水文地質(zhì)、環(huán)境、交通通行能力、汽車流量等因素，進(jìn)行明確的記錄、分析和統(tǒng)計(jì)，以科學(xué)地確定立交位置。當(dāng)位置無(wú)法選擇在交叉口時(shí)，或者不能滿足功能要求時(shí)，需要借助位移、合并、分離等技術(shù)手段，以保證立交建設(shè)更合理更科學(xué)[2]。

2.2 選型合理

互通立交的不同形式具有不同的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)交通運(yùn)行情況合理選型或互相組合，可以使交通運(yùn)行更安穩(wěn)、更順暢[3]。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)主要用到的立交形式有6種，見(jiàn)表1。

2.3 互通立交的線形設(shè)計(jì)分析

2.3.1 平面線形

平面線形設(shè)計(jì)包含主線平面線型和匝道平面線型?；ネ⒔坏挠捎诮煌ǖ膹?fù)雜性，其設(shè)計(jì)思路要比普通的橋梁設(shè)計(jì)更困難，涉及到影響因素更廣泛，所以對(duì)于線型設(shè)計(jì)也有一定的壓力。平面線型首選較大值，圓曲線半徑選擇略大值，超高橫坡度選擇稍小值，這樣可以保證車速，使車輛順利運(yùn)行，更能提升道路的交通服務(wù)能力[4]。

2.3.2 縱斷面線形

對(duì)于新建道路的互通立交設(shè)計(jì)，如果土地占用受限，建議采用高架橋或隧道的方案進(jìn)行縱斷面的設(shè)計(jì)，如此更能達(dá)到設(shè)計(jì)目的和要求。

就改擴(kuò)建的道路來(lái)看，由于有跨線橋的控制，很難對(duì)原始道路的縱斷面線型進(jìn)行更改，這時(shí)可以借助縱坡和豎曲線結(jié)合的思路，來(lái)優(yōu)化線型設(shè)計(jì)。如果原始的縱斷面指標(biāo)不能達(dá)到改擴(kuò)建的要求，就要以標(biāo)高為根本，根據(jù)周邊道路的地形、地質(zhì)等，進(jìn)行改變和調(diào)整，以達(dá)到目標(biāo)要求[5]。

2.3.3 平縱組合

互通式立交的立體交叉部門的線型組合最為復(fù)雜，同時(shí)也是最容易出現(xiàn)交通事故的位置，該范圍內(nèi)通行的汽車容易出現(xiàn)變道、加減速的現(xiàn)象，所以保障該區(qū)間車輛的安穩(wěn)、順暢行駛，就要加強(qiáng)對(duì)平縱組合的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)需要注重以下內(nèi)容：首先，平縱線的設(shè)計(jì)要有連續(xù)性、平穩(wěn)定，保持視覺(jué)的連續(xù)性，這樣在視覺(jué)上可以帶動(dòng)司機(jī)的視覺(jué)，保證車輛的平穩(wěn)駕駛；其次，平縱斷面設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值要互相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)較大差距，這樣可以保證汽車行駛的平順性；另外，合成坡度的選擇要得當(dāng)，這樣便于道路排水和安全；最后，注重與周邊環(huán)境、景觀的結(jié)合設(shè)計(jì)，可以緩解司機(jī)的視覺(jué)疲勞、集中注意力。

表1互通式立交選型分析

2.4 互通立交的匝道設(shè)計(jì)

2.4.1 匝道型式

匝道的型式包括左轉(zhuǎn)匝道和右轉(zhuǎn)匝道兩種。左轉(zhuǎn)彎匝道是為了實(shí)現(xiàn)車輛的左轉(zhuǎn)功能，要求該角度在270度，而且要超過(guò)對(duì)面車道，中間會(huì)設(shè)置跨線結(jié)構(gòu)，左轉(zhuǎn)彎匝道主要分為三類。其一直接式匝道，這屬于左出左進(jìn)形式，由于有很多缺陷，比如跨線構(gòu)造多、存在安全隱患、不便于中型卡車等的形式，所以實(shí)際工程設(shè)計(jì)中很少遇到。其二，半直接式設(shè)計(jì)，它解決了從左側(cè)進(jìn)入的風(fēng)險(xiǎn)，提高了行駛安全性。其三，間接式設(shè)計(jì)，它是汽車通過(guò)跨線結(jié)構(gòu)，先右回轉(zhuǎn)270度，以實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)功能，這種右出右進(jìn)提高了安全性，工程造價(jià)低，但是占據(jù)較多的土地資源，而且繞行時(shí)間長(zhǎng)。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)結(jié)合多種影響因素，選擇最合理的設(shè)計(jì)型式。右轉(zhuǎn)匝道是為了實(shí)現(xiàn)車輛的右轉(zhuǎn)目的，角度設(shè)置在90度，汽車可直接進(jìn)入相交道路的右側(cè)，中間沒(méi)有跨線結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)捷，行駛更便利。

2.4.2 匝道速度的選擇

不同級(jí)別的道路對(duì)速度的要求有所區(qū)別，所以匝道速度的設(shè)計(jì)是根據(jù)交通量、路況、主線速度等綜合考慮。同一立交中的每條匝道的速度還受到匝道的型式的影響。直接式左轉(zhuǎn)匝道的速度一般設(shè)定上限值，半直接式匝道設(shè)定中間值，間接式匝道設(shè)定下限值。右轉(zhuǎn)匝道速度設(shè)定中間值或上限值[6]。

2.4.3 匝道縱坡

匝道的縱坡要求連續(xù)、平整，國(guó)際慣例指出，在山區(qū)環(huán)境下，匝道縱坡要低于限制坡度的百分之六，冰雪環(huán)境下，要小于限制坡度的百分之五，承重較大的匝道上坡坡度要超高限制坡度的百分之四。

3 泉州市G324樞紐互通式立交的設(shè)計(jì)方案分析

3.1 工程概況

G324樞紐互通式立體交叉位于現(xiàn)狀仕公嶺立交北側(cè)，主線上跨G324，在K2+279.171處與G324成、東湖街、坪山路組成五路交叉。這個(gè)交通位置對(duì)泉州市的發(fā)展具有重要意義，是城市的快速路，更是環(huán)泉州灣快速路二環(huán)的核心結(jié)構(gòu)，屬于“田”字型骨干路網(wǎng)的一縱。二該項(xiàng)目屬于“田”字型骨干路網(wǎng)的一橫，所以G324節(jié)點(diǎn)就成為了路網(wǎng)體系中的交通樞紐，即樞紐式交通[7]。

3.2 預(yù)測(cè)交通量

圖1為2039年改交叉口的交通流量預(yù)測(cè)圖，圖中可以看出G324和研究通道的直行交通是主要交通流向。轉(zhuǎn)向交通方面，324國(guó)道（西南）轉(zhuǎn)向城東至北峰快速通道（東南）和城東至北峰快速通道（東南）轉(zhuǎn)向324國(guó)道（東北）方向交通流較大。

圖1 G324節(jié)點(diǎn)交通流量示意圖

3.3 方案論述

方案一：

綜合考慮交通量和區(qū)域地形，本方案采用半定向+部分苜蓿葉型互通，解決全部方向的車輛轉(zhuǎn)換（見(jiàn)圖2）。主線為第三層，三個(gè)半定向左轉(zhuǎn)匝道上跨G324下穿主線，為第二層，一個(gè)環(huán)形匝道解決東海至豐澤區(qū)方向交通，地面層為G324。

圖2 G324互通方案一平面圖

由于豐澤區(qū)方向車輛駛?cè)牖ネ?，需與原G324車輛匯流后再進(jìn)入互通，交織段長(zhǎng)度僅為180m。本次對(duì)原老路需進(jìn)入互通車輛提前分流，設(shè)置A匝道下穿原互通橋后右側(cè)并入G324右半幅，再駛?cè)氡净ネā?/p>

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，駛出本互通進(jìn)入豐澤區(qū)車輛不具備提前分流條件，本次將原G324分流鼻端往市區(qū)方向改造130m，增大交織段長(zhǎng)度，以滿足車輛變換車道需要，同時(shí)加強(qiáng)安全措施。

優(yōu)點(diǎn)：解決全部交通流方向車輛轉(zhuǎn)換，符合樞紐互通的功能定位。缺點(diǎn)：占地較多，拆遷量較大，環(huán)形匝道的運(yùn)營(yíng)速度較低。

方案二：

綜合考慮交通量和區(qū)域地形，本方案采用半定向型互通，解決大多數(shù)方向車輛轉(zhuǎn)換（見(jiàn)圖3）。主線為第三層，三個(gè)半定向左轉(zhuǎn)匝道上跨G324下穿主線，為第二層，地面層為G324。對(duì)現(xiàn)狀互通的改造方案與方案一一致。

圖3 G324互通方案二平面圖

優(yōu)點(diǎn)：解決主要交通流方向車輛轉(zhuǎn)換，匝道標(biāo)準(zhǔn)較高，車流順暢，線型較好；占地較小，拆遷較少，對(duì)泉州市水利水電工程局等周邊建筑物影響較小。

缺點(diǎn)：東?！S澤區(qū)方向左轉(zhuǎn)車輛需通過(guò)周邊路網(wǎng)轉(zhuǎn)換，繞行較遠(yuǎn)；橋梁為二層，橋梁較長(zhǎng)，交叉較多，布孔較復(fù)雜；烈士陵園外圍占地較大，需拆除福泉機(jī)運(yùn)油庫(kù)部分圍墻。

綜上所述，考慮到該節(jié)點(diǎn)為兩條快速路相交的樞紐立交，宜設(shè)置為全互通立交，故采用方案一（半定向+部分苜蓿葉互通立交），立交層次為地上三層立交。地面輔道及G324為第一層，主線上跨G324為第三層，匝道均為第二層。主線為雙向6車道快速路+兩側(cè)雙車道輔道，G324為雙向6車道+兩側(cè)雙車道輔道，該立交為快速路與快速路的溝通，輔道通過(guò)地面繞行進(jìn)行溝通。

4 結(jié)束語(yǔ)

互通式立交的科學(xué)設(shè)計(jì)，不僅可以改善交通擁擠的現(xiàn)狀，提高安全駕駛系數(shù)，還能給城市發(fā)展帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

作為工程師，在設(shè)計(jì)前要根據(jù)施工的周邊環(huán)境、設(shè)計(jì)要求、影響因素，按照相關(guān)施工規(guī)范、設(shè)計(jì)原則和建筑美學(xué)，科學(xué)合理地提出設(shè)計(jì)方案。