典型五路大型樞紐立交方案研究

■曹菁林英

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院蘇州分院江蘇蘇州215006）

典型五路大型樞紐立交方案研究

■曹菁林英

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院蘇州分院江蘇蘇州215006）

本文通過對五路大型樞紐立交典型案例--南湖立交的方案設(shè)計介紹，提出了大型樞紐立交設(shè)計的一些較有參照價值的設(shè)計思路。

大型樞紐立交交通組織互通匝道

1　背景

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市道路的建設(shè)規(guī)模、數(shù)量、范圍也迅速地發(fā)展。尤其是城市快速路網(wǎng)的建設(shè)，使城市立交的數(shù)量急劇增加，在這其中，不乏有一些大型的樞紐型互通立交，而互通立交方案設(shè)計的好壞，也直接決定了該節(jié)點的交通功能是否能夠最大程度發(fā)揮，并在保證交通功能的同時達到提升城市景觀，降低工程造價等目的。本文通過對一個典型案例——兩條城市快速路以及一條高速公路連接線所形成的五路大型樞紐型立交的方案設(shè)計介紹，希望能為其他類似大型樞紐立交設(shè)計提供一些有參考價值的設(shè)計理念及思路。

2　概述

南湖立交為蘇州市東環(huán)快速路南延與規(guī)劃中環(huán)線兩條快速路相交的樞紐型互通立交，同時該立交還與常臺高速吳中出口連接線實現(xiàn)互通，最終形成一個五路大型樞紐立交。同時立交區(qū)西側(cè)還有京杭大運河貫穿南北。

3　南湖立交與常臺高速接線方案關(guān)系研究

規(guī)劃中環(huán)路與東環(huán)南延相交與樁號K6+340處，上高路為常臺高速（常臺高速）吳中出入口的連接線，規(guī)劃調(diào)整后線位與東環(huán)南延相交與樁號K6+710處，兩者間距僅370m。

根據(jù)前面的分析，中環(huán)快速路與東環(huán)南延快速路相交，應(yīng)設(shè)樞紐型互通立交。而上高路作為高速公路出入口的接線道路，宜將其與快速路主線直接相連，實現(xiàn)快接快的交通轉(zhuǎn)換。但根據(jù)東環(huán)南延規(guī)劃方案，上高路僅與東環(huán)南延地面道路相交，不能直接進出快速路。上高路進出快速路的交通僅能通過在好、中環(huán)路北側(cè)、繞城高速南側(cè)的出入口進出快速路。

從快速路路網(wǎng)體系來看，快速路作為長距離、快速車流的通道，應(yīng)成網(wǎng)、成系統(tǒng)，才能更好地發(fā)揮快速效應(yīng)，從這點而言，快速路與高速公路出入口宜設(shè)置互通立交，實現(xiàn)快接快，以便盡快地實現(xiàn)進出高速公路交通流的快速疏散。因此，綜合考慮各項因素結(jié)合蘇州當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)的實踐經(jīng)驗，常臺高速吳中出口接線應(yīng)通過立交與快速路溝通。

4　南湖立交總體方案

4.1交通量分析及預(yù)測

從立交周邊快速路（高速）路網(wǎng)構(gòu)成體系及交通路預(yù)測來看，東環(huán)南延與中環(huán)相交的4個轉(zhuǎn)向流量中，西—北流向相當(dāng)于環(huán)向流向，為主要流向，東—北、東—南為溝通尹山湖地區(qū)與吳江開發(fā)區(qū)、市區(qū)的流向，流量次之，西—南流向由于已建有西環(huán)南延分流效應(yīng)，交通需求相對最小。

上高路與東環(huán)南延及中環(huán)線的4個轉(zhuǎn)向流量中，上高路與東環(huán)南延北側(cè)、中環(huán)西側(cè)的溝通，是為主要流向，上高路與中環(huán)東側(cè)的溝通次之，上高路與東環(huán)南延南側(cè)流量最小。

因此為減小立交規(guī)模，上高路與南側(cè)主線不設(shè)置立交匝道、與東側(cè)主線的溝通匝道根據(jù)用地情況可考慮設(shè)置亦可考慮不設(shè)置，該流向交通除分流之外，還可以通過上高路地面輔道以及立交南側(cè)、東側(cè)的上下匝道實現(xiàn)溝通。

4.2立交總體方案

（1）方案一：吳中出口接線部分流向（4個流向）與南湖立交結(jié)合設(shè)計形成五路立交

考慮到常臺高速吳中出口接線距離南湖立交較近，距東環(huán)、中環(huán)交叉點僅約370m，因此，考慮把常臺高速吳中出口接線部分流向直接接入中環(huán)互通立交，形成一個5路互通的樞紐型立交。為減小立交規(guī)模，上高路與東環(huán)南延主線北側(cè)，中環(huán)線主線西側(cè)均通過匝道直接溝通，而與東環(huán)南延主線南側(cè)、中環(huán)線主線東側(cè)則不設(shè)置互通匝道。但同時為了滿足高速公路上下車流對快速的快速對接，在立交東側(cè)、南側(cè)各設(shè)置一對上下匝道。使上下高速車流還可以通過上下匝道與快速路實現(xiàn)快速溝通。

（2）方案二：吳中出口接線與東環(huán)南延設(shè)置一般互通立交，與南湖立交形成組合立交

東環(huán)南延與中環(huán)相交處設(shè)置樞紐型互通立交，實現(xiàn)快接快的交通轉(zhuǎn)換需求。上高路與東環(huán)南延主線設(shè)置一座喇叭型一般互通，與中環(huán)路樞紐型互通立交形成組合立交，解決東環(huán)路南延主線與中環(huán)路主線、常臺高速之間的相互溝通，并通過東環(huán)路南延高架上下匝道和將來中環(huán)路高架上下匝道，解決高架、高速路系統(tǒng)與地面系統(tǒng)之間的溝通，方便地區(qū)交通出行。為解決兩個立交間距過近的問題，在組合立交區(qū)段均設(shè)置了集散車道，大部分交織均在集散車道內(nèi)完成，減少交織車流對主線車流的影響。

根據(jù)方案比選可知，若采用方案二組合立交，由于立交之間間距較近，通過設(shè)置集散車道來減少主線交織，集散車道上存在交織段，交通功能相對較差，同時立交總占地和拆遷數(shù)量也較大。而方案一五路立交既保證了快速路與快速路之間的快速互通，也保證了上下高速公路主要流向與快速路的快速連接，并對次要流向采用了上下匝道與快速路溝通，交通功能滿足需求，同時立交規(guī)模、用地、造價適中，因此予以推薦。

5　立交方案設(shè)計

5.1中環(huán)互通立交方案一：“渦輪式立交”

根據(jù)城市立交的特點以及流量預(yù)測的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確定立交形態(tài)布置以滿足交通功能并適當(dāng)超前的前提下合理使用土地。

方案一采用全迂回定向的“渦輪形立交”，在常規(guī)渦輪立交的基礎(chǔ)上，增加了與上高路相連的4條匝道。這種形態(tài)的立交在樞紐型立交中層次相對較次，匝道線形標(biāo)準(zhǔn)相對較高，立交規(guī)模適中，有較強的適應(yīng)性，在城市樞紐型立交中應(yīng)用較廣泛，如上海中環(huán)線浦東段的楊高路立交、機場北通道的S20立交等。

立交具體布置如下：考慮到中環(huán)路需跨越京杭大運河航道，標(biāo)高比較高，因此，將中環(huán)路主線高架橋布置在立交的第3層，東環(huán)南延主線布置在第2層，地面層為兩條快速路輔道的平面交叉口。轉(zhuǎn)向匝道大部分分別從第2層～第3層或者從第3層～第2層穿行，東南象限NG匝道高度達到4層。上高路與快速路的4個轉(zhuǎn)向匝道也通過迂回匝道予以實現(xiàn)，立交總層次為3層。左轉(zhuǎn)迂回定向匝道的圓曲線半徑控制在R=100～145m左右，平面線形標(biāo)準(zhǔn)比較高，立交匝道通行能力較好。同時立交匝道出入口處，均將左右轉(zhuǎn)匝道合并后再進出主線，對主線的交通干擾較少。

同時在立交的東側(cè)、南側(cè)各有1對上下匝道，溝通區(qū)域內(nèi)到發(fā)交通與快速路交通，同時為高速公路上下車流快速出入快速路系統(tǒng)服務(wù)。

5.2中環(huán)互通立交方案二：“迂回定向+苜蓿葉全互通立交”

按立交范圍各轉(zhuǎn)向交通在快速路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的功能特點定性分析，西-北轉(zhuǎn)向交通隨著快速路網(wǎng)的完善，功能進一步提升的可能性較大；而受西側(cè)運河橋布置的限制，在靠運河一側(cè)設(shè)置環(huán)形匝道的可能性不大。因此，結(jié)合南-西轉(zhuǎn)向交通流向相對較少的因素，立交布置將南-西方向按苜蓿葉匝道設(shè)計，其余方向匝道形式與方案一類似，均采用迂回定向匝道。

立交具體布置如下：同樣考慮到中環(huán)路需跨越京杭大運河航道，標(biāo)高比較高，因此，將中環(huán)路主線高架橋布置在立交的第3層，東環(huán)南延主線布置在第2層，地面層為兩條快速路輔道的平面交叉口。各條轉(zhuǎn)向匝道大部分分別從第2層～第3層或者從第3層～第2層穿行。

立交總層次為3層，東南象限NG匝道高度達到4層，環(huán)形匝道的半徑采用R=55m，其余左轉(zhuǎn)迂回定向匝道的圓曲線半徑控制在R=115～156m左右。除南向西的流向外，其余立交匝道出入口處，均將左右轉(zhuǎn)匝道合并后再進出主線，對主線的交通干擾較少。

5.3中環(huán)互通立交方案一：“全迂回定向”立交

考慮到城市立交用地規(guī)模應(yīng)盡量縮小，方案三采用全迂回定向立交，迂回定向匝道線形標(biāo)準(zhǔn)較高，交通功能較好，整個立交占地較小，但這種形態(tài)的立交在層次相對較高。

立交具體布置如下：考慮到中環(huán)路需跨越京杭大運河航道，標(biāo)高比較高，因此，將中環(huán)路主線高架橋布置在立交的第4層，東環(huán)南延主線布置在第2層，地面層為兩條快速路輔道的平面交叉口。各條轉(zhuǎn)向匝道分別從第2層～第4層或者從第4層～第2層穿行。上高路與快速路的4個轉(zhuǎn)向匝道也通過迂回匝道予以實現(xiàn)，立交總層次為4層，左轉(zhuǎn)迂回定向匝道的圓曲線半徑控制在R=90～95m左右，平面線形標(biāo)準(zhǔn)比較高，立交匝道通行能力較好。

從表可見，方案一在立交線形標(biāo)準(zhǔn)、交通功能等方面均優(yōu)于方案二，并且立交占地、拆遷面積也比方案二小，并且在工程造價上也基本與方案二相差不多，因此，方案一明顯優(yōu)于方案二。而方案三雖然立交占地小，拆遷面積小，但是立交層次過高，對于城市立交，應(yīng)盡量控制立交的規(guī)模及高度，并且，方案三立交線形標(biāo)準(zhǔn)相對方案一略低，因此，綜合考慮各方面因素，推薦采用方案一。

6　立交線形設(shè)計

6.1立交平面設(shè)計

羅爹爹急喊無用，轉(zhuǎn)眼便不見他的人影。羅爹爹腿力不行，忙打電話給兒子羅四強。羅爹爹說：“四強，你趕緊過來。阿里跑不見了，我追不到他。”

根據(jù)方案比選，南湖立交采用“渦輪形”立交。立交區(qū)兩條主線均按照80km/h線形標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，匝道按照40km/h線形標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。

南湖立交總層次為3層，局部匝道達到4層，左轉(zhuǎn)迂回定向匝道的圓曲線半徑控制在R=100～145m左右，平面線形標(biāo)準(zhǔn)比較高，右轉(zhuǎn)匝道除了西向南的匝道受運河大橋主橋限制，線形標(biāo)準(zhǔn)略低，最小圓曲線R=95m，其余三條右轉(zhuǎn)匝道半徑均達到R=200m以上，因此，立交總體平面線形標(biāo)準(zhǔn)較高，立交匝道通行能力較好。

匝道分合流設(shè)計：匝道分合流的長度均滿足規(guī)范要求，同時考慮交通辨識的需求，有條件時盡量加長分合流距離，提高行車安全性。同時立交匝道出入主線處，均將左右轉(zhuǎn)匝道合并后再一起進出主線，對主線的交通干擾較少。匝道與主線分合流處均按照規(guī)范要求設(shè)置變速車道及過渡段，一般情況下均按照雙車道匝道的變速車道及過渡段的長度要求進行設(shè)置。

6.2立交縱斷面設(shè)計

立交范圍內(nèi)的道路凈空按4.5m控制。為最大程度地降低立交高度，減少工程量，根據(jù)最新的《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》，匝道設(shè)計車速50km/h時最大縱坡為7%，設(shè)計車速小于等于40km/h最大縱坡為8%。南湖立交匝道設(shè)計車速為40km/h，本次匝道縱斷面設(shè)計考慮立交區(qū)行車條件較為復(fù)雜，同時提高積雪冰凍季節(jié)的安全行車安全性，推薦方案的匝道最大縱坡仍按5.0%控制。

分合流點標(biāo)高及縱坡均與主線標(biāo)高接順，有條件時按照路段最小坡長進行控制。豎曲線半徑一般情況均采用大于規(guī)范要求的一般值，困難時采用規(guī)范要求的極限值。

6.3立交橫斷面設(shè)計

匝道均采用雙車道匝道并考慮小半徑曲線的加寬（每條車道按小型汽車標(biāo)準(zhǔn)加寬），為了減少橋梁結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，部分匝道全路段采用加寬處理。

匝道超高橫坡基本按照規(guī)范要求設(shè)置，并滿足相應(yīng)的行車舒適性，橋梁結(jié)構(gòu)路段最大超高按4%控制，基本均為2%。

7　結(jié)語

本文通過介紹一個較為典型的大型立交方案設(shè)計，旨在傳達一種設(shè)計思路與理念：大型樞紐立交的布置方案可以千變?nèi)f化，但是最關(guān)鍵的，就是要因地制宜，根據(jù)實際需求，著重立交交通功能的最大程度發(fā)揮，同時綜合考慮立交規(guī)模、環(huán)境景觀、工程造價等因素。

C9［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-488-2