汉口北枢纽互通总体方案研究

李双艳，白瑞翔

(中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430000)

汉口北枢纽互通位于黄陂区盘龙城开发区汉口北大道(现状)与新十公路(现状)交汇处，主要为主线即武大(武汉—大悟)高速公路武汉至河口段和汉口北的交通转换而设置。该文就该互通总体方案的设计构思进行分析论述。

1 区域现状

汉口北枢纽互通位于汉口北大道(现状)与新十公路(现状)交汇处，周边基本已建设完成，4个象限均有既有建筑，东北象限为四季美农贸城，东南象限为龙巢小区，西北象限为规划四季美花卉市场，西南象限为四季美食品城。建筑物较密集，主要集中在四季美农贸城(东北象限)和四季美食品城(西南象限)。互通影响区域范围内存在一处铁路[合武(合肥—武汉)高铁]，另有连接该项目的新河特大桥及3条匝道(一期工程)正在建设中(见图1、图2)。

图1 汉口北枢纽互通区域周边现状

图2 汉口北大道(现状)与新十公路(现状)交汇

2 交通量预测

根据工程可行性研究交通量预测结果，汉口北枢纽互通2040年平均日交通量，汉口来往东西湖方向为7 543 pcu/h，来往新洲方向为3 005 pcu/h；大悟来往东西湖方向为8 217 pcu/h，来往新洲方向为5 151 pcu/h(见图3)。

图3 汉口北枢纽互通2040年高峰小时交通量分布(单位：pcu/h)

3 总体方案研究

3.1 限制因素分析

(1)周边用地限制。根据现场踏勘和实测地形，该互通区域范围内建筑物较密集，主要集中在四季美农贸城(东北象限)和四季美食品城(西南象限)。互通设计时匝道应尽量布置在西北象限和东南象限，布局应紧凑，并尽量减少拆迁。

(2)受在建新河特大桥及匝道控制。经新河特大桥设计单位研究，将汉口北枢纽互通设置为4层结构，并在互通范围内预留2处鼻端出口(见图4)。需在该拟定方案的基础上进行优化设计，并利用已施工主线和匝道的高程及线形走向。

图4 新河特大桥设计单位提出的互通方案

(3)受现状合武高铁的影响。合武高铁距离汉口北大道与新十公路交叉口约320 m，根据坡度(一般桥梁纵坡不宜大于4%)反推，拟建汉口北高架需下穿主线，且位于第三层(见图5)。

图5 合武高铁与主线间距示意图

3.2 方案比选与论证

结合以上控制因素，考虑在建新河特大桥和既有匝道的影响及工期限制，基于现状条件，根据既有匝道高程和走向、交通量预测及周边地形地物，提出3种汉口北枢纽互通方案进行比选。为尽量减少拆迁，3种方案的匝道均集中布设于西北和东南象限。受在建新河特大桥和既有匝道、合武高铁的影响，3种方案均设置为4层结构，拟定汉口北大道为地面层(通过设置地面辅道，保证地面车辆通行)，第二层为半定向左转匝道，第三层为汉口北高架，第四层为该项目主线。

3.2.1 方案一：对称双环式苜蓿叶枢纽互通

如图6所示，采用对角象限双环式苜蓿叶枢纽互通，汉口至东西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左转匝道，东西湖至大悟方向和新洲至汉口方向采用内环左转匝道，右转匝道均采用直连式。

图6 汉口北枢纽互通方案一

汉口北高架在合武高铁前落地，保证净空≥5 m，交叉点至铁路方向采用-5%纵坡，以保证交叉位置处于第三层，满足桥下净空要求(≥16 m)。该互通方案在地面层设置环岛，以便半定向左转匝道桥墩放置(交叉口处桥下净空受限，通过设置环岛，可采用小跨径桥梁，避免设置大跨径桥梁)。

该方案为全互通枢纽方案，能较好地解决交通转向功能需求，互通布置形式紧凑，造型对称、美观，拆迁较少；在汉口北大道地面层布设环岛(交叉口)，可解决匝道大跨径桥梁布置问题，可将匝道桥墩落在中央环岛上，且不需对已施工匝道进行改建，可减少影响，避免工程浪费，满足工期要求。但汉口北大道地面层交叉口范围内采用环岛形式，在很大程度上会增加交通拥挤和阻塞；汉口北高架纵坡较大，存在一定安全隐患。

3.2.2 方案二：不对称双环式苜蓿叶枢纽互通

采用对角象限双环式苜蓿叶枢纽互通，汉口至东西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左转匝道，东西湖至大悟方向和新洲至汉口方向采用内环左转匝道，右转匝道均采用直连式。

该互通方案在方案一的基础上进行如下优化：1)优化汉口北高架纵断面设计。将交叉点至铁路方向纵坡调整为-4%(规范要求桥梁纵坡不宜大于4%)，此时交叉口范围内汉口北高架与地面净空仅12.8 m(若匝道仍在该处下穿高架，净空不能满足要求)，为保证2条半定向左转匝道与地面层相交处净空满足要求，需同时调整半定向匝道线形，向西侧移动，移出交叉口范围，且在净空最有利点位置处下穿。2)为保证周边居民和厂区等工作人员的正常出行，减少车辆绕行，提高通行服务能力，保证地面交通组织合理顺畅，增设2条落地匝道。3)优化汉口北大道地面辅道设计，地面层平面交叉由环岛调整为十字交叉，提高通行能力和效率(见图7)。

图7 汉口北枢纽互通方案二

该方案为全互通枢纽方案，在方案一的基础上优化而成。其缺点：互通规模增大；地面层平面交叉调整为十字交叉，虽提高了通行能力，但增大了桥梁跨径，投资增加；增设2条落地匝道，在一定程度上提高了造价。

3.2.3 方案三：不完全枢纽互通

汉口至东西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左转匝道，东西湖至大悟方向和新洲至汉口方向采用内环左转匝道，右转匝道均采用直连式。

该互通方案在方案二的基础上进行如下优化：1)通过分析论证，东西湖至汉口方向、新洲至大悟方向的2条右转匝道与新增设的2条落地匝道在功能上有一定重合，且受现状用地限制，故取消2条右转匝道(东西湖至汉口右转方向、新洲至大悟右转方向)，很大程度上减少了互通用地和拆迁工程量。2)为减弱取消2条右转匝道对通行能力的影响，优化地面层十字平交口设计，在东西湖至汉口右转方向、新洲至大悟右转方向地面层增设右转专用车道，在提高交叉口通行能力和效率的同时，改善交叉口交通安全(见图8)。

图8 汉口北枢纽互通方案三

该互通方案为不完全互通，在方案二的基础上优化而成，可大幅节省工程造价，减少拆迁，社会经济效益较好。但该方案未设置全方向枢纽互通，与部分驾驶员的行驶心理不符，容易造成车辆误行。可通过加强标志指路、标线引导等交通措施降低和避免车辆误行。

3.2.4 推荐方案

如表1所示，从减少工程规模、降低工程造价、增强服务水平和通行能力的角度综合考虑，该枢纽互通总体方案推荐采用方案三。

表1 互通方案比较

4 结语

汉口北枢纽互通实现了汉口北大道与武大高速公路的快捷联系，升级区域道路交通系统，对推动汉口北区域社会经济发展具有非常重大的意义。该互通控制因素多，设计难度较大。方案选择时，从服务水平、通行能力、占地、造价等多角度进行分析，层层递进，优化设计方案，合理确定互通总体方案。该互通方案研究过程可为类似复杂互通立交方案分析和设计提供一定参考。