鶴哈高速伊春至綏化段綏化南互通式立體交叉方案設(shè)計(jì)

孫曉紅,劉道范

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

1 概 述

互通式立體交叉是高速公路之間采用的主要交叉方式之一,是高速公路的重要組成部分,也是高速公路的重要構(gòu)造物之一,它是公路網(wǎng)中最完美的溝通設(shè)施?；ネㄊ搅⒔辉O(shè)計(jì)除了具有路線設(shè)計(jì)的一些特點(diǎn)外,還受小區(qū)域車輛行駛軌跡多向性,行駛速度多變性,線形元素多元化的影響,在技術(shù)上具有一定的復(fù)雜性。如何正確把握互通式立交設(shè)計(jì)要素,合理選定互通式立交位置,正確選擇立交型式,準(zhǔn)確應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),對(duì)保證互通式立交具有完善的交通功能,較高的服務(wù)水平,行車安全舒適,降低工程造價(jià),減少占用土地和拆遷建筑物,提升公路景觀效果等至關(guān)重要。

綏化南互通式立體交叉位于綏化市南,是鶴哈高速公路和哈綏高速公路相交的立交,是目前綏化連接哈爾濱、呼蘭的唯一高速公路窗口,為主要交通集散地。鶴哈高速公路和哈綏高速公路是國(guó)家公路網(wǎng)、黑龍江省公路主骨架網(wǎng)的重要組成部分。哈綏高速公路現(xiàn)為高速公路,鶴哈高速公路擬建為高速公路。

2 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

綏化南互通式立體交叉的主線為鶴哈高速公路,被交叉道為哈綏高速公路,根據(jù)交通量情況綏化南互通式立體交叉的等級(jí)定為一級(jí)。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下:

(1)主線。路基寬度 24.5m,全幅四車道。

中間帶寬 3.0m(兩側(cè)各有 0.5m路緣帶)。

設(shè)計(jì)速度為 80 km/h。

(2)被交叉路。路基寬 28m,全幅四車道。

中間帶寬 4.5m(兩側(cè)各有 0.75m路緣帶)。

設(shè)計(jì)速度為 120 km/h。

(3)匝道。單車道匝道路基寬8.5m。

雙車道匝道路基寬10.5m。

3 互通形式擬定

綏化南互通式立體交叉為兩條高速公路十字交叉,兩條干線公路交叉應(yīng)設(shè)置樞紐型互通。互通區(qū)位置處,被交叉路哈綏高速公路路基填土高度約 4.5m,為凸形豎曲線,主線鶴哈高速公路在此處有條件進(jìn)行下穿。如果伊綏高速公路上跨哈綏高速公路,則路基填土高度較高,同時(shí)分離橋設(shè)置較為困難,且工程量較大;因此綜合實(shí)地地形,采用主線下穿,哈綏高速上跨的交叉方式。

4 互通方案比較

根據(jù)預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景交通量,本互通主行方向伊春—哈爾濱方向轉(zhuǎn)向交通量為 19 435 pcu/d,北安—哈爾濱方向轉(zhuǎn)向交通量為 14 564 pcu/d。次行方向伊春—綏化方向轉(zhuǎn)向交通量為 2 842 pcu/d,綏化—北安方向轉(zhuǎn)向交通量為 3 940 pcu/d。

由于本互通規(guī)模較大,占地面積多,工程數(shù)量大,投資額度較高,設(shè)計(jì)擬定兩種方案進(jìn)行同等深度的比較,兩方案均為組合式立體交叉,由環(huán)形左轉(zhuǎn)匝道或半定向左轉(zhuǎn)匝道組合而成。

方案一:變形苜蓿葉型互通

該方案是左轉(zhuǎn)匝道由兩個(gè)環(huán)形匝道和兩個(gè)半定向匝道組合而成的全互通式立體交叉,其主要特點(diǎn)為,在綏化至哈爾濱、哈爾濱至北安這兩個(gè)左轉(zhuǎn)交通量較大方向,布設(shè)半定向匝道,而在左轉(zhuǎn)交通量較小的兩個(gè)方向采用環(huán)形匝道。結(jié)合實(shí)地地形,本互通采用主線下穿,哈綏高速上跨的立交形式。主線圓曲線半徑 3 000m,最大縱坡 1.903%。哈綏高速公路(被交叉道)圓曲線半徑為 5 980m,最大縱坡為 2.372%。半定向匝道圓曲線最小半徑為 150m,環(huán)形匝道圓曲線最小半徑為 56m,最大縱坡為 3.929%。各匝道總長(zhǎng)為 7 007.305m。

互通區(qū)有橋三座,分別為:哈綏高速公路橋,為跨越主線設(shè)置的分離橋,上部構(gòu)造為(27+36)m預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土變寬連續(xù)箱梁;C匝道橋,為跨越哈綏高速設(shè)置的分離橋,上部構(gòu)造為(20+2×25+20)m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁;E匝道橋,為跨越哈綏高速、主線設(shè)置的分離橋,上部構(gòu)造為(20+2×22+20)+(4×24.45)+(3×20)+(3×20)m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁;下部構(gòu)造均為柱式墩,肋板式橋臺(tái),基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。

方案二:全苜蓿葉型互通

該方案為左轉(zhuǎn)匝道由四個(gè)環(huán)形匝道組合而成的全互通式立體交叉,其主要特點(diǎn)為四個(gè)環(huán)形匝均不需要設(shè)置分離橋。主線與哈綏高速公路平、縱指標(biāo)同方案一。匝道圓曲線最小半徑為 55m,最大縱坡為 4.93%,結(jié)合實(shí)地地形,本互通仍采用綏化過(guò)境線下穿,哈綏高速上跨。

互通區(qū)只有一座跨線橋,為哈綏高速公路橋,為跨越主線設(shè)置的分離橋,上部構(gòu)造為(2×30)m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土變寬連續(xù)箱梁;下部構(gòu)造為柱式墩,肋板式橋臺(tái)及柱式橋臺(tái),基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。

5 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

方案比選:

方案一的優(yōu)點(diǎn):對(duì)于交通流量較大的兩個(gè)左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道,線形指標(biāo)高,行車條件比較好,左轉(zhuǎn)明確流暢,通行能力較高,能更好地滿足該左轉(zhuǎn)交通量的需求。

方案一的缺點(diǎn):由于放坡的需要,匝道較長(zhǎng),占地較大,橋梁構(gòu)造物較多,造價(jià)高。

方案二的優(yōu)點(diǎn):造價(jià)低,只需一座跨越結(jié)構(gòu)物便可實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)阻運(yùn)行。

方案二的缺點(diǎn):環(huán)形左轉(zhuǎn)匝道線形差,行車速度低,上、下線左轉(zhuǎn)匝道出入口之間存在交織運(yùn)行,制約了左轉(zhuǎn)彎車流的通行能力和車速。

考慮互通功能,綜合工程造價(jià),全苜蓿葉方案雖然工程量較小,造價(jià)低,但是伊春至哈爾濱雙向轉(zhuǎn)向車流較其它幾個(gè)方向都大,行車速度緩慢。變形苜蓿葉方案布局緊湊,能滿足主行方向的線形要求,總體線性指標(biāo)較高,與周圍地形結(jié)合較好,故初步設(shè)計(jì)階段根據(jù)主行優(yōu)先原則篩選出變形苜蓿葉方案為推薦方案。

表 1 綏化南互通方案工程量與技術(shù)指標(biāo)比較表

6 結(jié)束語(yǔ)

影響互通式立交設(shè)計(jì)的因素很多,如何保證在滿足行車安全性和交通功能性的前提下,使互通式立交型式經(jīng)濟(jì)適用,造型美觀,總體布局緊湊,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了,匝道布設(shè)合理,行車方向明確,縮短繞行距離和轉(zhuǎn)換時(shí)間,具有寬松從容流暢的行車環(huán)境,又減少占地,拆遷,降低工程造價(jià)。設(shè)計(jì)推薦的變形苜蓿葉互通方案總體布局合理,平、縱面線形指標(biāo)選用得當(dāng),合理地將哈綏高速、綏北銜接起來(lái),滿足功能要求。