齊白公路—齊齊哈爾互通立交方案設(shè)計

畢萬本,吳 巖

(黑龍江省公路勘察設(shè)計院)

1 概 述

齊齊哈爾至白城公路齊齊哈爾至泰來段起于綏滿公路致使綏滿公路與齊白公路兩條干線一級路相交,設(shè)置互通式立交是非常必要的?？紤]到原綏滿公路與聯(lián)通大道之間的單喇叭互通的合理利用,初步設(shè)計段進行了多個方案的比較。綜合比較,考慮利用現(xiàn)有交叉形式,初步設(shè)計推薦采用雙喇叭互通方案,車輛廠鐵路專用線與匝道交叉維持現(xiàn)狀。

2 設(shè)置條件

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

主線互通區(qū)：

設(shè)計速度：100km/h;

路基寬度：24.5m;

平曲線最小半徑：一般值 1500m;極限值 1000m;

豎曲線最小半徑：一般值凸型 25000m;凹型 12000m;

最大縱坡：2%。

匝道：

設(shè)計速度：60km/h(環(huán)形匝道 40km/h);

匝道寬度：單車道：8.5m;雙車道：10.5m;

減速車道長度：單車道：125m;雙車道：190m;

加速車道長度：單車道：200m;雙車道：350m;

匝道最大縱坡：4%。

2.2 互通現(xiàn)狀

現(xiàn)有互通為單喇叭形式,甘南與大慶連接匝道均為單向雙車道,其它匝道均為單車道,環(huán)形匝道半徑 72m。雙向匝道為三車道,寬度 16.5m,最大縱坡 3.8%,凸型豎曲線半徑5000m,現(xiàn)有分離橋 1座,雙向三車道,橋?qū)?16.5m,為 4～20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。

大慶至甘南及甘南至齊齊哈爾兩條匝道均與鐵路平交,根據(jù)調(diào)查資料,該鐵路為齊齊哈爾車輛廠至胡屯農(nóng)場的鐵路專用線,主要用于清運生產(chǎn)工序鋼渣、原材料運輸及職工通勤,每天運送三趟,機車限界高 4.8m,寬 3.6m。

3 總體設(shè)計

3.1 交通量分布狀況、公路功能及總體設(shè)計原則的確定

路段交通量主要來源于齊齊哈爾市區(qū)及大慶、甘南、泰來等方向過往車輛。其中綏滿公路方向即大慶至甘南方向交通量較大,其他方向交通量均相對較小。

該互通位于齊齊哈爾市區(qū)東,是齊齊哈爾市東出口,連接綏滿路、齊白公路及齊齊哈爾市的聯(lián)通大道,在交通轉(zhuǎn)換中占有十分重要的地位。本次設(shè)計中推薦互通形式為苜蓿葉型樞紐互通,服務(wù)水平為二級。

全路段總體設(shè)計力求達到方案合理,平、縱指標(biāo)連續(xù)、均衡,并盡可能與自然景觀相協(xié)調(diào)。

3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)的總體運用情況

主線全線采用一級公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計速度 100km/h,路基寬度 24.5m。

主線起點處平曲線 3000m,其余平曲線半徑均大于等于5500m,凸型最小半徑 15000m/1處,縱坡均小于 2.0%。

環(huán)形匝道最小半徑 65m,其它匝道最小半徑 240,匝道最大縱坡 3.22%。

4 方案布置

該互通為齊齊哈爾東出口,連接綏滿公路、齊白公路,綏滿路近期內(nèi)實施封閉,,齊白公路現(xiàn)為一級公路,規(guī)劃為高速公路,因此該互通方案應(yīng)符合高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)合路線起點與綏滿公路的銜接及齊齊哈爾城市規(guī)劃,本次技術(shù)設(shè)計在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上,又增加了三個方案比較,即方案 A(苜蓿葉樞紐互通方案)、方案B(苜蓿葉方案)、方案C(雙喇叭方案),三個方案均考慮與鐵路立交方案。

4.1 A方案(苜蓿葉樞紐互通方案)

該方案利用現(xiàn)有互通位置,對原有互通進行徹底改造,齊白公路與綏滿公路齊甘段順接,大慶至齊齊哈爾及齊齊哈爾至甘南方向由于交通量很小,布置了環(huán)形匝道,其它匝道均采用定向半直連式匝道,同時考慮綏滿公路的連續(xù)性,綏滿路大慶至甘南連接方向均采用單向雙車道直接相連,匝道設(shè)計速度達到 80km/h?？紤]鐵路立交,增加了 2座匝道分離橋,同時主線橋分離適當(dāng)延長,造成分離橋引道齊甘公路需重修 680m。

該方案設(shè)匝道 8條,全長 7503m,其中雙車道匝道長5739m;設(shè)主線上跨分離橋 532.46m/1座,匝道分離橋399.58m/5座,所有匝道及主線與鐵路均立體交叉。除兩個環(huán)形匝道采用較小半徑 65m外,其它匝道最小半徑均不小于 240m,匝道最大縱坡 3.2%。

方案優(yōu)點：(1)主線行車順暢,避免了綏滿公路及齊白公路末端不連續(xù)現(xiàn)象,匝道布設(shè)適應(yīng)交通量主流方向。(2)方案線形緊湊,美觀協(xié)調(diào)。該互通地處齊齊哈爾市區(qū)東出口,是齊齊哈爾通往綏滿公路大齊段、齊甘段及齊白公路的窗口,因此該方案不僅要滿足使用要求,還需要與周圍自然環(huán)境相適應(yīng)。(3)互通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高,滿足兩條高速公路交叉要求。除兩條環(huán)形匝道采用較低的技術(shù)指標(biāo)外,其余匝道設(shè)計速度均不小于 60km/h,綏滿路大慶至甘南方向車輛要通過互通匝道連接,因此該方向匝道技術(shù)要求較高,該方案綏滿路方向匝道設(shè)計速度均達到 80km/h,且為雙車道,較好地解決了綏滿公路連續(xù)性問題。

該方案缺點：(1)工程規(guī)模較大,綏滿路方向采用定向匝道連接,又由于受鐵路專用線的影響,分離橋較多,土方量及占地較大,因此造價較高。(2)原有單喇叭互通需全部拆除,由于原互通主線最大縱坡 3.8%,凸型豎曲線半徑5000m,僅滿足 60km/h設(shè)計速度,完全利用影響主線及匝道的正常行駛,此方案僅利用原有互通位置,各匝道及分離橋均需重新修建。

4.2 B方案(苜蓿葉方案)

該方案利用現(xiàn)有互通環(huán)形匝道作為苜蓿葉互通的一個環(huán)形匝道,其它三個環(huán)形匝道均新建,齊白公路與綏滿公路齊甘段順接,連接綏滿路大慶至甘南方向匝道均采用單向雙車道。考慮鐵路立交,增加了 2座匝道分離橋,同時主線橋分離適當(dāng)延長,造成分離橋引道齊甘公路需重修 520m。

該方案設(shè)匝道 8條,其中新建 6條,全長 3676m,改建1條,匝道長度 468,利用原匝道長度 1469m;設(shè)主線上跨分離橋 317.95m/1座,匝道分離橋 218.12m/4座,所有匝道及主線與鐵路均立體交叉。環(huán)形匝道最小半徑 72m,其它匝道最小半徑 120m,匝道最大縱坡 3.3%

方案優(yōu)點：(1)原有互通得到充分利用,工程量較小。(2)分離橋數(shù)量相對較少,由于跨越鐵路專用線,不可避免修建 2個匝道分離外,其它 2個匝道分離均因為由于主線高架而修。

方案缺點：(1)苜蓿葉方案不可避免出現(xiàn)出現(xiàn)交織段,內(nèi)環(huán)匝道進出主線相互干擾,雖然可通過設(shè)置集散道緩解,但交通量達到一定程度時,潛在的危險較大,特別是綏滿路甘南至大慶方向車輛必需經(jīng)過內(nèi)環(huán)匝道,設(shè)計上雖然設(shè)置了雙向匝道,基本滿足交通流量的要求,但由于行車干擾較大,設(shè)計速度相對很低,只能達到 40km/h,不符合高速公路的使用要求。(2)受原有環(huán)形匝道限制,第二象限環(huán)形匝道變形,苜蓿葉不對稱,互通形式與環(huán)境不協(xié)調(diào)。(3)由于要利用環(huán)形匝道,受現(xiàn)有構(gòu)造物及地形限制,在原分離橋位置只能單側(cè)再修建分離橋,造成主線行車出現(xiàn)扭曲,高速行駛時存在安全隱患。

4.3 C方案(雙喇叭方案)

方案為雙喇叭互通,其中一個喇叭基本利用現(xiàn)有單喇叭,齊白路與綏滿公路甘南段直接連接,連接綏滿路大慶至甘南方向匝道均采用單向雙車道,其它匝道均為單向單車道?？紤]鐵路立交,現(xiàn)兩處鐵路道口設(shè)置分離橋跨越,相應(yīng)兩條匝道需重新修建。由于齊甘公路與齊白公路順接,受互通規(guī)模的限制,綏滿公路齊甘段有 900m路基不能利用。

方案設(shè)匝道 9條,其中新建 6條,全長 3454m,匝道接長 1條,長度 743m,利用原匝道 2條,長度 1446m;設(shè)主線上跨分離橋 328.16m/1座,匝道分離橋 442.84m/3座,利用現(xiàn)有分離橋 1座,所有匝道及主線與鐵路均立體交叉。環(huán)形匝道最小半徑 72m,其它匝道最小半徑 120m(原匝道),匝道最大縱坡 3.7%。方案優(yōu)點：(1)原有互通得到充分利用,工程量相對較小。(2)鐵路不需要改建,現(xiàn)只有兩個匝道與鐵路干擾,采用分離橋直接跨越。(3)綏滿路連接較順,大慶甘南方向雖然通過匝道連接,但均可不經(jīng)過內(nèi)環(huán)匝道,行車干擾較小,匝道設(shè)計速度達到 60km/h,基本滿足使用要求。方案缺點：(1)個別方向繞行距離過長,使用效果相對

較差,大慶至齊齊哈爾需要經(jīng)過一個環(huán)形匝道,匝道繞行長度 2.04km,齊齊哈爾至泰來方向需要經(jīng)過兩個環(huán)形匝道,繞行長度 3.05km,此外,齊齊哈爾至甘南、泰來之齊齊哈爾、泰來至大慶等方向行駛車輛均需繞行相對較長的距離。(2)舊路浪費較嚴(yán)重,由于齊甘公路與齊白公路順接,受互通規(guī)模的限制,綏滿公路齊甘段有 900m路基不能利用,造成一定的浪費。

4.4 方案綜合比較

(1)交通適應(yīng)性比較。

方案A以綏滿路方向為主流布設(shè)每個匝道,將兩個交通量較小的方向布置為環(huán)形匝道,其它方向均采用定向半直連式匝道,通行能力較高,尤其是綏滿路方向,采用了較高的技術(shù)指標(biāo),匝道設(shè)計速度達到80km/h,滿足高速公路的使用要求;方案 B四個左轉(zhuǎn)方向均采用環(huán)形匝道,車輛行駛存在交織,影響通行能力,尤其綏滿路方向,綏滿路甘南至大慶方向主線交通量都要通過內(nèi)環(huán)匝道,隨著交通量的增長,安全隱患越來越大;方案 C為雙喇叭互通,基本滿足通行能力的要求,但個別方向繞行距離過長,通行不暢。

(2)技術(shù)指標(biāo)比較。

除環(huán)形匝道外,最小半徑及最大縱坡方案 A均優(yōu)于其它兩個方案,方案 A根據(jù)各方向交通量的相對大小,采用了不同的技術(shù)指標(biāo),符合兩條高速公路交叉的技術(shù)要求。

(3)環(huán)境適應(yīng)性。

互通地處齊齊哈爾市區(qū)東出口,距離市區(qū)較近,且位于城市規(guī)劃區(qū)邊緣,是齊齊哈爾通往綏滿公路大齊段、齊甘段及齊白公路的窗口,因此該方案不僅要滿足使用要求,還需要與周圍自然環(huán)境相適應(yīng)。方案A線形緊湊,美觀協(xié)調(diào),與城區(qū)規(guī)劃較協(xié)調(diào)。

(4)總體經(jīng)濟性。

綜上,B、C方案存在一定的不足,方案 A是方案 B的完善,完善了 B方案個別方向通行不暢的缺點,同時也解決了C方案繞行距離過長的不足。綏滿公路封閉工程勢在必行,齊白公路規(guī)劃亦為高速公路,隨著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展,交通量將迅猛增加,苜蓿葉及雙喇叭方案的不足將越來越明顯,甚至滿足不了使用要求,而此次互通建成后,將來改造更加困難,并將造成巨大的浪費,所以雖然方案 A與其他方案比較造價上增加了 30%左右,但長遠考慮,方案 A一次性徹底解決了遠期城市發(fā)展及規(guī)劃的要求,避免了將來更大的浪費,總體經(jīng)濟性較好,因此此次技術(shù)設(shè)計推薦 A方案,即變形苜蓿葉樞紐互通。

表 1 各方案的比較

續(xù)表1

5 結(jié) 語

該互通位于齊齊哈爾市東出口,連接綏滿公路、齊白公路及聯(lián)通大道,它的建設(shè)不僅要注重交通暢通,更要求與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。

齊齊哈爾車輛廠鐵路專用線分離橋的設(shè)置是本互通的控制因素。為有效利用現(xiàn)有互通,布設(shè)了完全苜蓿葉互通方案,目前該互通已按推薦方案實施。

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[1]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTGB01-2003.

[2]公路路線設(shè)計規(guī)范 JTGD20-2006.