程夢筠

（湖北省交通規(guī)劃設計院股份有限公司，湖北 武漢 430051）

0 引言

立交作為城市道路網絡系統(tǒng)不可缺少的一部分，直接影響網絡的通達性。而道路橋梁工程中設計的互通立交橋梁對橋梁造價、安全運行等產生重要的影響。隨著橋梁工程的日益發(fā)展，立交橋梁設計不但要考慮經濟效益，也應將橋梁結構、造型等考慮在內。對互通立交橋梁進行設計時應考慮立交橋梁使用人員的安全需求和舒適需求。因此，加強互通立交橋梁合理設計尤為重要。本研究選取陽新南樞紐互通立交為依據(jù)，探討設計不同方案的優(yōu)勢，以期滿足不同的交通需求。

1 影響互通立交橋梁設計的因素

1.1 慢行交通的影響

互通立交不僅要確保機動車通行效率及質量，還必須將一個城市的混合流特征考慮在內，綜合評估非機動車及其行人通行狀況。通常情況下，慢行交通要盡可能挑選“地面承載”，有利于減輕對互通建筑周圍的影響[1]。此外，應重視設計合理的地下專供非機動車與行人通行道路，設計相應的人行橋梁。

1.2 橋梁之間交叉問題的影響

分析道路橋梁工程發(fā)現(xiàn)，城市快速路及其主干路一般使用高架橋梁建設方式。特別是交通繁忙路段，必須將橋梁交叉問題考慮在內。在此基礎上，必須對整體交通實施規(guī)劃，在地面布設慢行交通或開展地面鋪設，從而構成地面平交系統(tǒng)，確保行人與機動車正常通行，大幅提升機動車的運行速度。此外，地面第二層一般采用直行交通線，第三層進行交叉路線設計。必須注意，開展互通立交設計過程中，應綜合分析地面第二、三層之間的設計，促使橋梁與互通立交達到完美的銜接，提高整個橋梁的牢固性[2]。

1.3 地上、地下管線的影響

當互通立交橋梁建設區(qū)域出現(xiàn)大量管線及道路時，對橋梁布局及其跨區(qū)域設計將產生非常嚴重的影響。例如：互通立交區(qū)域設置的地下管網結構比較復雜，如果出現(xiàn)許多排水管等管線，導致互通立交建造工程比較困難。此時，必須移除上述管線，在一定程度上增加互通立交建造難度及施工費用?；诖?，對地上、地下管線進行設計時，必須綜合設計跨徑組合方案，優(yōu)化墩柱設計，以便保證管線暢通，在一定程度上降低整個工程造價。

2 互通立交橋梁設計要點分析

2.1 重視做好設計工作

對互通立交橋梁進行設計時，必須認真梳理收集的資料，并對總體交通、地質勘察狀況等展開分析，全面掌握周圍地形，滿足道路工程橋梁建設相關要求[3]。與此同時，對互通立交橋梁進行設計時，要做好完善市政管線之間的規(guī)劃，通過交通量預測方法展開分析與總結，確保主次交通具有良好的流向。

2.2 合理設計總體線性

開展設計時要嚴格按照各項技術指標，依據(jù)實際工程狀況，因地制宜選取各項指標。設計階段應抓住設計要點，線形好壞與互通立交作用發(fā)揮情況具有密切聯(lián)系，而總體線形組合是保證其質量的重點。開展總體線形組合設計過程中，要選取平、縱、橫作為參考指標，注意合理進行匹配，不得盲目追求高指標[4]。

2.3 重視開展匝道及變速車道設計

匝道設計作為互通立交設計的主要內容，設計內容偏多。例如：縱坡設計等，每一個設計均為重點，必須認真進行設計。變速車道坡度作為設計的重要內容之一，坡度不可與匝道縱坡相同[5]。一般條件下，匝道與主線指標相比要低許多，如果其坡度一致，容易在變速車道時明顯降低行車速度。此外，如果兩者設計相同的坡度，超高橫坡設計困難較大，極易出現(xiàn)排水問題。由于主線縱、橫坡會各自改變，分流段及其合流段變速車道一樣，這種狀況下需要將主線設計成變曲線，也能將外側變速車道設計為一個向外側的橫坡，不同車道采用不同方法進行過渡。

車輛運行過程中，一些駕駛人員會發(fā)生超速行駛的問題?；ネ⒔粯蛄涸O計范圍內的主線也存在發(fā)生超速的情況。在此情況下，需要設計較長的減速路程。由于載重車輛或大客車的行車速度較低，進行加速操作不靈活，針對上述情況，加速到與主線相同的車速需要適當延長加速車道長度。若匝道設計要求不高且主線設計速度不高于l00km/h，可采用高一擋速度設計變速車道長度。在主線、匝道設計過程中，預測交通量與通行能力相近或載重車比例較高時，可適當增加變速車道長度。

3 互通立交實例分析

3.1 項目概況

該項目K線在陽新縣木港鎮(zhèn)鄭成忠附近與杭瑞高速公路交叉，設置陽新南樞紐互通，見圖1。該互通主要是解決本項目與杭瑞高速公路之間交通轉換問題，西距（湖北省境內）杭瑞高速公路上的排市互通約為11.35km，東距陽新互通約7.25km，南距湖北與江西省界5.3km?，F(xiàn)狀杭瑞高速為已處于運營的高速公路，設計速度為100km/h，路基寬度為26m，采用瀝青混凝土鋪設路面，西至瑞麗，東至杭州。

圖1 陽新南樞紐互通示意圖

3.2 互通立交縱坡及寬度設計

因高速公路行車凈空要求超過5m，還必須將跨線橋的建筑高度等因素考慮在內，因此，跨線橋設計的控制點高度必須達到上述要求，其最低要求如下：

式（1）中：H為跨線橋與高速公路之間交點位置的最小設計標高；hs為跨線橋上部結構的建筑高度；hj為高速公路行車凈空；a為受到高速公路、跨線橋縱、橫坡影響有待調整值；E為被交道縱截面在此處時的外矩，若該點并未在變坡點切線范圍之內，此值為零；hg為高速公路與跨線橋交點位置的路面設計標高。

依據(jù)交通量大小及其道路等級明確護欄或人行道寬度、跨線橋的寬度。在此基礎上，依據(jù)當?shù)卣L期的發(fā)展規(guī)劃，求出跨線橋的橋梁寬度。通常狀況下，跨線橋行車寬度與其連接的道路行車寬度一樣。特殊狀況下有所調整。

式（2）中：W為橋梁設計寬度；Sz、Sy分別為行車道左、右路緣帶寬度；Bz、By為橋梁外側附帶寬度；Whz、Why分別為橋上左側、右側護欄寬度；Wx為橋上行車道寬度。

3.3 立交方案布設

立交選型過程中，應將占地面積、交通需求等因素考慮在內。本文根據(jù)區(qū)域地形、地物、預測交通量及杭瑞高速公路沿線設施設置情況，結合初測、初勘外業(yè)驗收會專家組意見，設計下列不同的方案進行比較：方案一：雙環(huán)道＋半定向組合型樞紐互通方案，該方案采用雙環(huán)道＋半定向組合型樞紐互通方案（環(huán)形匝道位于半定向匝道內側）。其中，武漢—九江、南昌—通山方向采用半直連匝道，其他左轉方向采用環(huán)圈匝道。

本項目K 線布置在立交第二層，上跨杭瑞高速公路，雙向四車道，路基寬為26m。最小平曲線、凹形豎曲線半徑依次為1 750m、14 000m，最大縱坡1.8%，互通范圍內為設計凸形豎曲線，達到設計H標準要求。杭瑞高速公路布置在立交底層，路基寬度為26m，雙向四車道。互通范圍內該公路的最小圓曲線半徑、最大縱坡分別為3 000m、1.8%。平面布置如圖2所示。

圖2 陽新南樞紐方案一平面圖

本立交主線長2 500m，匝道總長6 773m，互通主線橋梁676m/3 座，匝道橋1 075m/6 座?；ネㄔ训雷畲罂v坡3.5%，最小圓曲線半徑設計為60m（環(huán)形匝道），達到最小設計速度40km/h 標準要求?；ネǚ秶鷥嚷坊潦酵诜?83.336 萬m3，拆遷房屋3 783m2，互通永久占地2 969 098m2。

方案二采用雙環(huán)道＋半定向組合型樞紐互通方案（環(huán)形匝道位于半定向匝道外側）。其中，武漢—九江、南昌—通山方向采用半直連匝道，其他左轉方向采用環(huán)圈匝道。方案二平面布置見圖3。

圖3 陽新南樞紐方案二平面圖

本項目K 線布置在立交最上層，上跨杭瑞高速公路，設計為雙向四車道，路徑寬度設定為26m，設計速度為100km/h。最大縱坡、最小平曲線半徑依次為2.0%、1 750m，最小凸形、凹形豎曲線半徑為25 000m、12 000m，能夠達到設計速度條件下互通范圍之內的主線技術標準。

杭瑞高速公路布置在立交底層，路基寬度為26m，為雙向四車道高速公路?；ネǚ秶鷥?，杭瑞高速公路最大縱坡為1.8%，最小圓曲線半徑為3 000m。

本立交主線長2 500m，匝道總長6 338.958m，互通主線橋梁835m/3 座，匝道橋277m/2 座?；ネㄔ训雷畲罂v坡3.845%，最小圓曲線半徑為60m，滿足匝道設計標準。互通范圍內路基土石方挖方210.211 萬m3，拆遷房屋3 783m3，互通占地2 951 818m2。

綜合分析可知，因該節(jié)點功能在于促使兩條高速公路進行轉換，定位為復合型的互通式立交。所設計方案優(yōu)點及不足之處如表1 所示。 綜合對比發(fā)現(xiàn)，方案二不僅擁有完善的功能，也能滿足交通量要求，造型較美觀，且工程規(guī)模均小于方案一，因此本次初步設計推薦方案二。

表1 不同方案優(yōu)缺點

4 結語

綜上所述，道路橋梁工程設計互通立交橋梁能夠承載較大的車流量，有利于提升其運輸效率?；诖?，文中對互通立交橋梁影響因素及設計要點進行分析，選取某一項目為對象，設計兩種不同的方案對比。研究結果證實，雙環(huán)道＋半定向組合型樞紐互通方案具有功能完善、造型美觀等優(yōu)點，能夠滿足日常車流量需求。