互通式立交方案设计与比选

2012-02-01张永刚

科技传播 2012年15期

张永刚，陈林

1.河南省收费还贷高速公路管理中心，河南郑州 450000

2.河南高速公路发展有限责任公司，河南驻马店 463000

1 项目背景

X项目位于Z市东绕城公路与J东路的交叉处，为东部地区的重要交通节点，也是Z市“环行加放射”式路网的重要组成部分，该节点西侧为行政办公区及客运专线，商业办公、居住区较为密集；东侧为高校集聚区，在校学生较多；南侧是在建的Z市综合交通枢纽（包括铁路新客站）。该节点位于以上三个组团的中心位置，机动车、非机动车、行人交通需求很大。J东路是一条集散型交通主干道，在CBD到高速公路之间与多条城市主干路、次干路及支路相交，是连接Z市与周边城市的重要客运通道。本项目的建设，对于完善Z市城市主骨架网络，构筑城市快速交通系统，改善旅游和投资环境，拉动Z市经济增长，加快Z市城市化进程等具有十分重要的意义。

2 立交初步设计方案

根据周边控制因素及项目实施难易程度，方案设计初期通过对可能实施的方案进行优化和比选，根据互通形式初步拟定变异苜蓿叶形、涡轮形、蝶形以及风车型互通式立交四种方案：

1）变异苜蓿叶形方案

该方案通过对在建、已建铁路和Z市铁路新客站等周边道路调查的基础上，立交布置采用轴对称的变异苜蓿叶形式。考虑到立交节点距Z市内两大客运专线距离较近，方案一由南向西方向和由西向北的半定向匝道改为内环匝道，立交工程规模减小，增加了Z市铁路新客站S匝道至东绕城公路出口匝道的间距，改善金水路出口匝道的平面指标和出口匝道识别视距。

在空间利用与匝道设计方面，立交一层为地面层，设置非机动车和行人通行的混行车道，采用平行于桥墩的四方形布置，可降低立交的整体建筑高度和减小结构物跨径，减少投资；二层为J东路直行道，双向八车道，路面净宽2×15m，最大纵坡为2.8%，考虑到加、减速车道的设置，需压缩J东路中央分隔带，将原有12m宽中央分隔带压缩至4m，立交范围内中央分隔带保持一致；三层为东绕城公路直行道；四层为由北向东方向的半定向匝道；左转匝道——在由北向东、由东向南两个方向的左转匝道设计为两个半定向匝道，在由南向西、由西向北两个方向采用环形匝道；右转匝道——在由南向东、由东向北、由西向南及由北向西四个方向均为直接式匝道。

在交通组织方面，该方案立交线形设计平顺、直捷、正常，直行交通快捷；转向明确、统一，匝道进出口均为立交工程广泛采用的右侧出、右侧入，便于司机识别；机、非完全分离，非机动车道以环岛组织交通，十分便利；行人交通与非机动车道均布置在立交的一层，方便行人和非机动的交通转换、贴近立交的绿化空间。

2）涡轮形方案

该立交布置采用涡轮形互通立交方案，通过调整东绕城公路立交范围内线位，使立交节点较原节点位置东移约100m，对后期高峰小时交通量较大的匝道采用定向匝道，匝道出入口采用右侧进出，对直行交通干扰小，易于司机识别。

在空间利用与匝道设计方面，立交一层为地面层，与方案一布置基本相同，设置非机动车和行人通行的混行车道，采用平行于桥墩的四方形布置，可降低立交的整体建筑高度和减小结构物跨径，减少投资；二层为J东路直行道，双向八车道，路面净宽2×15m，最大纵坡为3.450%考虑到加、减速车道的设置，需压缩J东路中央分隔带，将原有12m宽中央分隔带压缩至4m，立交范围内中央分隔带保持一致，通过抬高J东路的高度；三层为东绕城公路直行道；左转匝道——由南向西、由北向东两个方向的左转匝道设计为定向匝道，由东向南、由西向北两个方向采用环形匝道；右转匝道——由南向东、由东向北、由北向西以及由西向南四个方向均为直接式匝道。

在交通组织方面，本立交线形设计平顺、直捷、正常，直行交通快捷；转向明确、统一，左转交通均为立交工程广泛采用的右侧出、右侧进，便于司机识别；机动车道和非机动车道完全分离，行人交通与非机动车道均布置在立交的一层，慢行系统以环岛组织交通，十分便利。

3）蝶形方案

方案三采用蝶形布置，通过调整东绕城公路立交范围内线位，使立交节点较原节点位置东移约100m，并调整东绕城公路东、西两侧设计标高，由南往西方向和由西往北方向的匝道通过下穿东绕城公路西半幅完成交通转换。

4）风车形方案

该方案在项目早期设计方案的基础上，通过对周边在建、已建铁路和Z市铁路新客站等周边道路调查的基础上对部分平、纵面进行了优化调整，项目区直行流量较大，直行道为直线型，平顺、直接；左转流量相对均衡，统一采用定向式匝道，直接、快速，从直行道外侧进出，对直行交通干扰小，易于司机识别；右转匝道交通统一为直接驶出。

在空间利用与匝道设计方面，立交一层为地面层，设置非机动车和行人通行的混行车道，采用平行于桥墩的四方形布置，可降低立交的整体建筑高度和减小结构物跨径，减少投资；二层为J东路直行道，双向八车道，路面净宽2×15m，最大纵坡为2.8%，考虑到加、减速车道的设置，需压缩J东路中央分隔带，将原有12宽中央分隔带压缩至4m，立交范围内中央分隔带保持一致，通过抬高J东路的高度，主要解决立交范围内及地面层排水，防止立交区内积水，同时也使J东路的整体效果得到一定改善；三层为东绕城公路直行道，根据Z市三环快速化工程—环路规划方案，立交范围内东绕城公路采用高架方案，设置为双向八车道、路面净宽2×16m，最大纵坡为3.8%；左转匝道——由东向南、由北向东、由西向北以及由南向西四个方向的左转匝道设计为形式相同的半定向匝道，均为两车道；右转匝道——由东向北、由北向西、由西向南以及由南向东四个方向均为直接式匝道，匝道宽度为9m，单向两车道。

在交通组织方面，该方案立交线形设计平顺、直捷、正常，直行交通快捷；转向明确、统一，便于司机识别；机、非完全分离，非机动车道以环岛组织交通，十分便利；行人交通与非机动车道均布置在立交的一层，方便行人和非机动的交通转换、贴近立交的绿化空间。

3 立交方案优缺点分析

3.1 变异苜蓿叶形方案

该方案转向便捷，满足交通流量；改善了立交出入口识别视距；非机动车道位于地面层（不需要下挖），解决了立交区排水困难的问题；同时由于地面层基本为平坡，地面辅道行车条件好，非机动车、行人乐于行走地面层，而不会选择具有较大纵坡的主线桥，避免了非机动车、行人抢行机动车道，给行车安全带来隐患；另外由于地面层线形指标较高、通行净空较大（不小于3.5m），可满足公交车在桥下设站，满足市民换乘需要，为立交通行能力的拓展预留了空间。但是，Z市区由南向西方向后期受Z市铁路新客站往市区方向车辆及东绕城公路（由南往Z市区方向车辆影响，高峰小时交通量较大，且存在交织，易产生交通延误；并且东绕城公路出口采用双出口，易造成车辆误行。

3.2 涡轮形方案

该方案转向便捷，满足交通流量；行使方向明确，容易辨认方向；非机动车道位于地面层（不需要下挖），解决了立交区排水困难的问题；同时由于地面层基本为平坡，地面辅道行车条件好，非机动车、行人乐于行走地面层，而不会选择具有较大纵坡的主线桥，避免了非机动车、行人抢行机动车道，给行车安全带来隐患；另外由于地面层线形指标较高、通行净空较大（不小于3.5m），可满足公交车在桥下设站，满足市民换乘需要，为立交通行能力的拓展预留了空间。但是，该方案要求对Z市铁路新客站S匝道和东绕城公路进行改建，可能造成的社会影响较大；左转匝道采用内环匝道，后期高峰小时交通量较大，立交服务水平有所降低。

3.3 蝶形方案

该方案增加了Z市铁路新客站S匝道至东绕城公路出口匝道的间距，改善东绕城公路出口匝道识别视距。但是，由南往西及由西往北两方向的匝道出入口采用左侧出和左侧入，容易造成车辆误行，后期高峰小时交通量较大，易产生交通延误。

3.4 风车形方案

该方案转向便捷，满足交通流量；解决非机动车交通较优；行使方向明确，司机容易辨认方向；左转匝道均采用半定向匝道，有利于交通流快速转换，缓解、疏通Z市铁路新客站交通压力；非机动车道位于地面层（不需要下挖），解决了立交区排水困难的问题；同时由于地面层基本为平坡，地面辅道行车条件好，非机动车、行人乐于行走地面层，而不会选择具有较大纵坡的主线桥，避免了非机动车、行人抢行机动车道，给行车安全带来隐患；另外由于地面层线形指标较高、通行净空较大（不小于3.5m），可满足公交车在桥下设站，满足市民换乘需要，为立交通行能力的拓展预留了空间。但是，受市内两条客运专线跨J路桥梁跨径影响，西南象限J东路出口匝道平面指标偏低。

4 立交方案的确定

立交选型基于以下几点原则：一是根据相交道路功能等级、立交的流量流向特点，合理选择立交的形式，立交的功能满足城市未来交通发展的要求；二是全面考虑城市综合交通的要求以及与Z市铁路新客站的衔接，保障立交周围区域的交通出行要求及公交换乘便利；三是该立交具有十分重要的区位，城市景观要求非常高。立交方案设计应强调和始终贯彻城市景观设计的理念，追求立交的造型优美，构筑景观桥，形成一个城市标志性建筑；四是对立交沿线其他立交进行系统分析；五是要求线形平顺、直捷，交通功能完善；六是从经济上来看，要尽量降低立交的综合造价。

本文将方案一、方案二、方案四作为同深度比较方案（见表1），方案三作为定性说明方案，综合考虑“功能满足”、“运营安全”及“经济合理”三大因素，最终选取方案四作为本项目的推荐设计方案。