郑州市花园口互通式立交总体设计

朱家兵，刘卫东

（中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031）

0 引言

郑州市花园口互通式立交工程位于郑州市北部，中州大道（原G107）与G107（东绕城公路）、西绕城公路、花园路等五路交叉处，为郑州市的北大门，是郑州市北部重要的枢纽互通式立体交叉，见图1。该立交是郑州市规划的“环线＋放射”型道路网布局中的重要节点，也是郑州市“绕城公路环”即四环快速路系统的重要组成部分。它的建设对于完善郑州市“环线＋放射”型城市主骨架路网，构筑快速绕城快速路环意义重大。

图1 立交区位示意图

1 立交规划功能定位

1.1 相交道路规划

本立交范围内现有道路主要有花园路、中州大道、G107（东绕城方向）、G107（花园北路方向）及京黄公路（大河路）等五条道路及现有已经建成的立交东北象限的沟通G107方向的E、F匝道。

项目根据城市规划，东绕城和西绕城公路将作为郑州市的四环快速路的一部分，东绕城道路红线宽80 m，西绕城道路红线宽53 m，规划为双向八车道+辅道+人行道的路幅构成；中州大道也将作为郑州市的一条纵向的城市快速路，道路红线宽100 m，规划为双向十车道+辅道+人行道的路幅构成；花园路是城市主干路，道路红线宽50 m，规划为双向六车道+辅道+人行道的路幅构成。

1.2 立交功能定位

本立交是郑州市规划的“环线＋放射”型道路网布局中的重要节点，也是郑州市“绕城公路环”即四环快速路系统的重要组成部分。立交是绕城公路交通枢纽并兼具城市交通功能的枢纽型立交节点，具有完善郑州市北部区域的路网结构,承担城市组团之间及与新乡市桥北新区之间的交通联系的功能。

1.3 立交交通量预测

根据郑州市城市空间发展及路网络规划，结合产业布局，对花园口立交2030年交通量预测见图2。

图2 立交2030年高峰小时转向交通量（单位：pcu/h）

需要指出的是，由于该立交南端距立交交叉中心1 km处有一东西向的城市主干路——迎宾路连接了花园路和中州大道，因此，从交通运行特性的角度，可以不考虑花园路和中州大道之间的交通在立交节点处进行转换。这样该立交交通运行的方向由标准五路交叉的20个交通流向减少为18个方向。

从交通量预测结果可以看出，立交交通量以东西向直行交通为主，南北向交通由于受既有双向四车道黄河大桥通行能力所限，交通量不会很大，其余各转向交通量较均衡，转向交通量均在239～569 pcu/h，单车道匝道可以满足要求，但是，由于立交转向匝道长，考虑超车要求部分匝道设置为双车道匝道。

2 立交总体方案设计

2.1 立交总体设计思路

对于多肢立交选型设计首先应充分体现以人为本，将满足功能需求，满足交通运营安全放在首位，减少交通运行的复杂性，特别是减少交通运行中的多出入口、交织运行等，以减少司乘人员的误行，这一点对于多肢互通立交设计尤为重要。

立交型式应该和交通流量、立交造型、立交规模和立交景观相协调。此外，在立交选型时考虑到，该立交作为郑州市的北大门，充分体现郑州市的城市生机和活力。

立交规模应结合地形地物，尽可能降低立交造价，取得功能、景观和造价的辨证统一。由于现状此节点在前期G107辅道（东绕城）建设中已经在东北象限建成两条转向匝道——E、F匝道沟通东绕城与黄河大桥方向，作为G107的主线，故立交方案均应考虑尽量利用已有转向匝道。

同时，由于该立交规划的道路均有辅道，考虑立交周边的交通出行需要，必须充分考虑有关辅道的设置的问题。立交总体设计按照快速系统、慢速系统双系统进行交通组织，快速系统主要为各相交道路上长距离、快速通过交通服务；慢速系统主要考虑为立交周边区域城市规划区的出行交通及行人、非机动车服务。

2.2 立交总体设计方案概述

该互通式立交作为五路交叉的城市枢纽级互通式立交，在进行方案设计时，我们就将立交的功能定位，立交的具体匝道设置进行了全面研究，期间我们提出了四路+三路交叉的复合立交方案、五肢全互通方案等立交型式，最后结合立交功能定位及规划用地等条件确定了主转向匝道单环无交织地面辅道“工”型连通的组合式立交方案。限于篇幅，本文主要对最终选定方案进行阐述。

（1）立交主线及匝道关系处理

在具体进行匝道布线中，通过对该立交节点的远期交通流量分析可以得出该立交的各转向交通量都不是主要流向，以直行的交通为主，转向交通量均衡且流量不大。因此在立交选型设计时首先考虑将立交的各主线拉通布置，然后在此基础上布置各转向匝道。

该立交为三层半组合式互通立交，将立交中心区范围内地面辅道进行了下沉0.2～1.8 m（由于该区域地下水位为87.25 m，因此地面辅道最低路面标高按照不小于88.00 m控制），作为负半层，以沟通各方向地面辅道；将东西向绕城快速路主线、立交各方向右转匝道放在第一层；南北向花园路主线、中州大道主线、西绕城公路转中州大道匝道、西绕城公路转中州大道（G107）方向匝道、花园路和中州大道转西绕城公路匝道放在第二层；东绕城公路转花园路和中州大道匝道放在第三层，立交最高点距地面16.5 m，考虑立交区域西侧为主要已建的建筑区，设计尽可能对西侧部分匝道标准降低，将立交主体区布置在立交东侧象限，见图3。

图3 立交（中心区）平面布置图

（2）立交总体功能和技术指标

立交总体上共设置27条设计线，其中5条主线和12条主转向匝道，主线分别为东西向绕城快速路主线K线、南北向花园路合修主线HY线、分修A线和B线及中州大道主线Z线。12条主转向匝道中东绕城与黄河大桥方向的E、F转向匝道为既有匝道，已建成通车，本次设计新建10条转向匝道，实现了该立交节点的除中州大道与花园路之间的交通转换外的所有转向交通的顺畅连接。此外该方案又设置了10条地面辅道（其中一条为人行通道），保证了立交周边的区域交通和快速路的辅道交通及非机动车和行人交通的顺畅沟通，见图4。

图4 立交效果图

立交实际设计采用主要技术指标见表1。

表1 立交实际采用主要技术指标表

2.3 立交工程建设规模

花园口立交作为五肢交叉全互通立交，其工程规模较大，东西向主线全长2.42 km，南北向中州大道全长1.8 km。全部主线全长5.558 km；主转向匝道全长8.983 km；其中新建匝道全长6.209 km；地面辅道匝道全长7.824km。桥梁面积共65 955.1 m2（含前期G107已建E、F匝道），立交总占地808亩。

2.4 立交总体方案评价

（1）实现了完善功能，符合城市规划要求

该立交设计按照城市规划，对枢纽节点功能进行了精心研究和定位，符合城市规划要求，达到了完善路网交通的要求，立交总体功能完善，立交通行能力大，对于郑州北大门这一重要交通枢纽处理恰当。

（2）考虑了以人为本，安全第一的原则

立交总体方案主线交通直接顺畅，转向匝道分工明确，地面辅道采用直接拉通布置，保证地面辅道交通、区域交通连接方便。特别是作为五路交叉的互通立交，做到了各主线、匝道交通无交织运行段，这在国内尚属首次，可以说是本立交的一重要创新。设计对地面辅道的机动车、非机动车及行人交通统筹考虑、妥善安排。地面交叉口预留信号灯控制交通，并设置人行横道线，使人车分离、各行其道、互不干扰，提高交叉口通行能力，并在部分路段设置人行天桥和通道，保证交通畅通、安全。

（3）合理采用技术指标，满足枢纽立交要求

立交匝道设计均采用单向双车道，这样不仅可满足汽车抛锚时的紧急停车需要，而且随着交通量增长可满足超车需要，保证交通快捷、畅通。整个立交只有西绕城至黄河大桥方向的转向匝道为环形匝道，圆曲线半径为63 m，其余匝道均为直连、半直连匝道，最小圆曲线半径为90 m，各匝道的最大纵坡为3.8%，立交的整体平纵面指标高。

（4）精心布设匝道，充分利用了既有工程，降低了造价

立交设计对立交匝道进行了精心布设，巧妙的错开了各匝道的最高点，虽为三层半立交，但立交最高点距地面仅16.5 m，这在国内大型交通枢纽设计中并不多见。此外，立交设计对既有桥梁做到了完全利用，对既有道路路基进行了部分利用，对降低工程造价起到了积极作用。

（5）贯彻了景观和谐、环保节能的设计理念

由于作为五路交叉的枢纽节点，立交做到了布局紧凑，又不失宏伟大气，造型美观，最大限度地减少了占地和拆迁，将立交整体“重心”布置在立交东侧象限，避开了西侧大量的建筑物拆迁，使项目建设得以顺利推进起到重要作用，立交总占地53.851 2 hm2，远小于《公路建设项目用地指标》规定的85.590 8 hm2的用地指标。此外，立交转向匝道直接顺畅，平纵指标高，工程投资适当。这都为后期运营期间达到节能环保创造了条件。

3 结语

郑州市花园口互通式立交功能完善，布局紧凑，通过合理布设转向匝道，妥善处理地面辅道交通，巧妙安排各匝道之间的层次关系，设置了主转向匝道单环无交织型+地面辅道“工”型连通的组合式立交方案，达到了各向互通的功能需求，同时降低了立交整体高度，节约了工程占地和造价，是处理五路交叉设计的一成功范例。当然，对于多肢交叉的互通式立交，在前期规划阶段就应该积极避免，不能为了设计规模宏大立交而刻意追求多路交叉，本文旨在总结花园口立交总体设计经验，可为由于路网构成等原因形成的多路交叉设计提供参考。

[1]郑州市花园口互通式立交新建工程初步设计[Z].四川成都：中铁二院工程集团有限责任公司，2009.

[2]郑州市花园口互通式立交新建工程施工图设计 [Z].四川成都:中铁二院工程集团有限责任公司，2010.

[3]JTG B01-2003，公路工程技术标准[S].

[4]JTG D20-2006，公路路线设计规范[S].

[5]CJJ37-1990，城市道路设计规范[S].

[6]CJJ129-2009，城市快速路设计规程[S].