鄭州市花園口互通式立交總體設(shè)計(jì)

朱家兵，劉衛(wèi)東

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都610031）

0 引言

鄭州市花園口互通式立交工程位于鄭州市北部，中州大道（原G107）與G107（東繞城公路）、西繞城公路、花園路等五路交叉處，為鄭州市的北大門，是鄭州市北部重要的樞紐互通式立體交叉，見圖1。該立交是鄭州市規(guī)劃的“環(huán)線＋放射”型道路網(wǎng)布局中的重要節(jié)點(diǎn)，也是鄭州市“繞城公路環(huán)”即四環(huán)快速路系統(tǒng)的重要組成部分。它的建設(shè)對于完善鄭州市“環(huán)線＋放射”型城市主骨架路網(wǎng)，構(gòu)筑快速繞城快速路環(huán)意義重大。

圖1 立交區(qū)位示意圖

1 立交規(guī)劃功能定位

1.1 相交道路規(guī)劃

本立交范圍內(nèi)現(xiàn)有道路主要有花園路、中州大道、G107（東繞城方向）、G107（花園北路方向）及京黃公路（大河路）等五條道路及現(xiàn)有已經(jīng)建成的立交東北象限的溝通G107方向的E、F匝道。

項(xiàng)目根據(jù)城市規(guī)劃，東繞城和西繞城公路將作為鄭州市的四環(huán)快速路的一部分，東繞城道路紅線寬80 m，西繞城道路紅線寬53 m，規(guī)劃為雙向八車道+輔道+人行道的路幅構(gòu)成；中州大道也將作為鄭州市的一條縱向的城市快速路，道路紅線寬100 m，規(guī)劃為雙向十車道+輔道+人行道的路幅構(gòu)成；花園路是城市主干路，道路紅線寬50 m，規(guī)劃為雙向六車道+輔道+人行道的路幅構(gòu)成。

1.2 立交功能定位

本立交是鄭州市規(guī)劃的“環(huán)線＋放射”型道路網(wǎng)布局中的重要節(jié)點(diǎn)，也是鄭州市“繞城公路環(huán)”即四環(huán)快速路系統(tǒng)的重要組成部分。立交是繞城公路交通樞紐并兼具城市交通功能的樞紐型立交節(jié)點(diǎn)，具有完善鄭州市北部區(qū)域的路網(wǎng)結(jié)構(gòu),承擔(dān)城市組團(tuán)之間及與新鄉(xiāng)市橋北新區(qū)之間的交通聯(lián)系的功能。

1.3 立交交通量預(yù)測

根據(jù)鄭州市城市空間發(fā)展及路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，結(jié)合產(chǎn)業(yè)布局，對花園口立交2030年交通量預(yù)測見圖2。

圖2 立交2030年高峰小時轉(zhuǎn)向交通量（單位：pcu/h）

需要指出的是，由于該立交南端距立交交叉中心1 km處有一東西向的城市主干路——迎賓路連接了花園路和中州大道，因此，從交通運(yùn)行特性的角度，可以不考慮花園路和中州大道之間的交通在立交節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這樣該立交交通運(yùn)行的方向由標(biāo)準(zhǔn)五路交叉的20個交通流向減少為18個方向。

從交通量預(yù)測結(jié)果可以看出，立交交通量以東西向直行交通為主，南北向交通由于受既有雙向四車道黃河大橋通行能力所限，交通量不會很大，其余各轉(zhuǎn)向交通量較均衡，轉(zhuǎn)向交通量均在239～569 pcu/h，單車道匝道可以滿足要求，但是，由于立交轉(zhuǎn)向匝道長，考慮超車要求部分匝道設(shè)置為雙車道匝道。

2 立交總體方案設(shè)計(jì)

2.1 立交總體設(shè)計(jì)思路

對于多肢立交選型設(shè)計(jì)首先應(yīng)充分體現(xiàn)以人為本，將滿足功能需求，滿足交通運(yùn)營安全放在首位，減少交通運(yùn)行的復(fù)雜性，特別是減少交通運(yùn)行中的多出入口、交織運(yùn)行等，以減少司乘人員的誤行，這一點(diǎn)對于多肢互通立交設(shè)計(jì)尤為重要。

立交型式應(yīng)該和交通流量、立交造型、立交規(guī)模和立交景觀相協(xié)調(diào)。此外，在立交選型時考慮到，該立交作為鄭州市的北大門，充分體現(xiàn)鄭州市的城市生機(jī)和活力。

立交規(guī)模應(yīng)結(jié)合地形地物，盡可能降低立交造價(jià)，取得功能、景觀和造價(jià)的辨證統(tǒng)一。由于現(xiàn)狀此節(jié)點(diǎn)在前期G107輔道（東繞城）建設(shè)中已經(jīng)在東北象限建成兩條轉(zhuǎn)向匝道——E、F匝道溝通東繞城與黃河大橋方向，作為G107的主線，故立交方案均應(yīng)考慮盡量利用已有轉(zhuǎn)向匝道。

同時，由于該立交規(guī)劃的道路均有輔道，考慮立交周邊的交通出行需要，必須充分考慮有關(guān)輔道的設(shè)置的問題。立交總體設(shè)計(jì)按照快速系統(tǒng)、慢速系統(tǒng)雙系統(tǒng)進(jìn)行交通組織，快速系統(tǒng)主要為各相交道路上長距離、快速通過交通服務(wù)；慢速系統(tǒng)主要考慮為立交周邊區(qū)域城市規(guī)劃區(qū)的出行交通及行人、非機(jī)動車服務(wù)。

2.2 立交總體設(shè)計(jì)方案概述

該互通式立交作為五路交叉的城市樞紐級互通式立交，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時，我們就將立交的功能定位，立交的具體匝道設(shè)置進(jìn)行了全面研究，期間我們提出了四路+三路交叉的復(fù)合立交方案、五肢全互通方案等立交型式，最后結(jié)合立交功能定位及規(guī)劃用地等條件確定了主轉(zhuǎn)向匝道單環(huán)無交織地面輔道“工”型連通的組合式立交方案。限于篇幅，本文主要對最終選定方案進(jìn)行闡述。

（1）立交主線及匝道關(guān)系處理

在具體進(jìn)行匝道布線中，通過對該立交節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)期交通流量分析可以得出該立交的各轉(zhuǎn)向交通量都不是主要流向，以直行的交通為主，轉(zhuǎn)向交通量均衡且流量不大。因此在立交選型設(shè)計(jì)時首先考慮將立交的各主線拉通布置，然后在此基礎(chǔ)上布置各轉(zhuǎn)向匝道。

該立交為三層半組合式互通立交，將立交中心區(qū)范圍內(nèi)地面輔道進(jìn)行了下沉0.2～1.8 m（由于該區(qū)域地下水位為87.25 m，因此地面輔道最低路面標(biāo)高按照不小于88.00 m控制），作為負(fù)半層，以溝通各方向地面輔道；將東西向繞城快速路主線、立交各方向右轉(zhuǎn)匝道放在第一層；南北向花園路主線、中州大道主線、西繞城公路轉(zhuǎn)中州大道匝道、西繞城公路轉(zhuǎn)中州大道（G107）方向匝道、花園路和中州大道轉(zhuǎn)西繞城公路匝道放在第二層；東繞城公路轉(zhuǎn)花園路和中州大道匝道放在第三層，立交最高點(diǎn)距地面16.5 m，考慮立交區(qū)域西側(cè)為主要已建的建筑區(qū)，設(shè)計(jì)盡可能對西側(cè)部分匝道標(biāo)準(zhǔn)降低，將立交主體區(qū)布置在立交東側(cè)象限，見圖3。

圖3 立交（中心區(qū)）平面布置圖

（2）立交總體功能和技術(shù)指標(biāo)

立交總體上共設(shè)置27條設(shè)計(jì)線，其中5條主線和12條主轉(zhuǎn)向匝道，主線分別為東西向繞城快速路主線K線、南北向花園路合修主線HY線、分修A線和B線及中州大道主線Z線。12條主轉(zhuǎn)向匝道中東繞城與黃河大橋方向的E、F轉(zhuǎn)向匝道為既有匝道，已建成通車，本次設(shè)計(jì)新建10條轉(zhuǎn)向匝道，實(shí)現(xiàn)了該立交節(jié)點(diǎn)的除中州大道與花園路之間的交通轉(zhuǎn)換外的所有轉(zhuǎn)向交通的順暢連接。此外該方案又設(shè)置了10條地面輔道（其中一條為人行通道），保證了立交周邊的區(qū)域交通和快速路的輔道交通及非機(jī)動車和行人交通的順暢溝通，見圖4。

圖4 立交效果圖

立交實(shí)際設(shè)計(jì)采用主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 立交實(shí)際采用主要技術(shù)指標(biāo)表

2.3 立交工程建設(shè)規(guī)模

花園口立交作為五肢交叉全互通立交，其工程規(guī)模較大，東西向主線全長2.42 km，南北向中州大道全長1.8 km。全部主線全長5.558 km；主轉(zhuǎn)向匝道全長8.983 km；其中新建匝道全長6.209 km；地面輔道匝道全長7.824km。橋梁面積共65 955.1 m2（含前期G107已建E、F匝道），立交總占地808畝。

2.4 立交總體方案評價(jià)

（1）實(shí)現(xiàn)了完善功能，符合城市規(guī)劃要求

該立交設(shè)計(jì)按照城市規(guī)劃，對樞紐節(jié)點(diǎn)功能進(jìn)行了精心研究和定位，符合城市規(guī)劃要求，達(dá)到了完善路網(wǎng)交通的要求，立交總體功能完善，立交通行能力大，對于鄭州北大門這一重要交通樞紐處理恰當(dāng)。

（2）考慮了以人為本，安全第一的原則

立交總體方案主線交通直接順暢，轉(zhuǎn)向匝道分工明確，地面輔道采用直接拉通布置，保證地面輔道交通、區(qū)域交通連接方便。特別是作為五路交叉的互通立交，做到了各主線、匝道交通無交織運(yùn)行段，這在國內(nèi)尚屬首次，可以說是本立交的一重要創(chuàng)新。設(shè)計(jì)對地面輔道的機(jī)動車、非機(jī)動車及行人交通統(tǒng)籌考慮、妥善安排。地面交叉口預(yù)留信號燈控制交通，并設(shè)置人行橫道線，使人車分離、各行其道、互不干擾，提高交叉口通行能力，并在部分路段設(shè)置人行天橋和通道，保證交通暢通、安全。

（3）合理采用技術(shù)指標(biāo)，滿足樞紐立交要求

立交匝道設(shè)計(jì)均采用單向雙車道，這樣不僅可滿足汽車拋錨時的緊急停車需要，而且隨著交通量增長可滿足超車需要，保證交通快捷、暢通。整個立交只有西繞城至黃河大橋方向的轉(zhuǎn)向匝道為環(huán)形匝道，圓曲線半徑為63 m，其余匝道均為直連、半直連匝道，最小圓曲線半徑為90 m，各匝道的最大縱坡為3.8%，立交的整體平縱面指標(biāo)高。

（4）精心布設(shè)匝道，充分利用了既有工程，降低了造價(jià)

立交設(shè)計(jì)對立交匝道進(jìn)行了精心布設(shè)，巧妙的錯開了各匝道的最高點(diǎn)，雖為三層半立交，但立交最高點(diǎn)距地面僅16.5 m，這在國內(nèi)大型交通樞紐設(shè)計(jì)中并不多見。此外，立交設(shè)計(jì)對既有橋梁做到了完全利用，對既有道路路基進(jìn)行了部分利用，對降低工程造價(jià)起到了積極作用。

（5）貫徹了景觀和諧、環(huán)保節(jié)能的設(shè)計(jì)理念

由于作為五路交叉的樞紐節(jié)點(diǎn)，立交做到了布局緊湊，又不失宏偉大氣，造型美觀，最大限度地減少了占地和拆遷，將立交整體“重心”布置在立交東側(cè)象限，避開了西側(cè)大量的建筑物拆遷，使項(xiàng)目建設(shè)得以順利推進(jìn)起到重要作用，立交總占地53.851 2 hm2，遠(yuǎn)小于《公路建設(shè)項(xiàng)目用地指標(biāo)》規(guī)定的85.590 8 hm2的用地指標(biāo)。此外，立交轉(zhuǎn)向匝道直接順暢，平縱指標(biāo)高，工程投資適當(dāng)。這都為后期運(yùn)營期間達(dá)到節(jié)能環(huán)保創(chuàng)造了條件。

3 結(jié)語

鄭州市花園口互通式立交功能完善，布局緊湊，通過合理布設(shè)轉(zhuǎn)向匝道，妥善處理地面輔道交通，巧妙安排各匝道之間的層次關(guān)系，設(shè)置了主轉(zhuǎn)向匝道單環(huán)無交織型+地面輔道“工”型連通的組合式立交方案，達(dá)到了各向互通的功能需求，同時降低了立交整體高度，節(jié)約了工程占地和造價(jià)，是處理五路交叉設(shè)計(jì)的一成功范例。當(dāng)然，對于多肢交叉的互通式立交，在前期規(guī)劃階段就應(yīng)該積極避免，不能為了設(shè)計(jì)規(guī)模宏大立交而刻意追求多路交叉，本文旨在總結(jié)花園口立交總體設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可為由于路網(wǎng)構(gòu)成等原因形成的多路交叉設(shè)計(jì)提供參考。

[1]鄭州市花園口互通式立交新建工程初步設(shè)計(jì)[Z].四川成都：中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，2009.

[2]鄭州市花園口互通式立交新建工程施工圖設(shè)計(jì) [Z].四川成都:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，2010.

[3]JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]JTG D20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]CJJ37-1990，城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]CJJ129-2009，城市快速路設(shè)計(jì)規(guī)程[S].