山西運(yùn)城市學(xué)苑北路立交方案比選研究

劉生濤

（西安市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710068）

1 概述

1.1 立交位置

運(yùn)城市學(xué)苑北路立交工程是運(yùn)城市重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，在運(yùn)城市城市路網(wǎng)中有著舉足輕重的作用。工程位于運(yùn)城市東郊，位于機(jī)場(chǎng)大道與學(xué)苑北路交叉口。

1.2 路網(wǎng)現(xiàn)狀

機(jī)場(chǎng)大道現(xiàn)狀為4幅路，機(jī)非分行，機(jī)動(dòng)車道為雙向8車道，瀝青混凝土路面，路況良好。該道路不僅是主城區(qū)與航空港間的快速連接通道，而且該路與工農(nóng)街共同構(gòu)成貫穿城市東西的交通要道，承擔(dān)市內(nèi)交通和出入境交通，現(xiàn)狀交通量較大。在機(jī)場(chǎng)大道南側(cè)并行一條南同蒲鐵路，該項(xiàng)目東側(cè)現(xiàn)狀有一處下穿鐵路通道，但通道寬度較窄，僅6m寬，線形技術(shù)指標(biāo)低，車輛通行不暢，下穿鐵路后與機(jī)場(chǎng)大道平交。車輛出入機(jī)場(chǎng)大道不僅影響到機(jī)場(chǎng)大道主線車輛的快速通行，而且存在一定的安全隱患。與機(jī)場(chǎng)大道并行的南同蒲鐵路有著七十多年運(yùn)齡，它是山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈，由于南同蒲鐵路將運(yùn)城市區(qū)一分為二，南北方向道路通行不暢，嚴(yán)重影響和制約了運(yùn)城市的城市發(fā)展。因此，在機(jī)場(chǎng)大道與學(xué)苑北路交叉口建設(shè)立交意義重大。

學(xué)苑北路在機(jī)場(chǎng)大道以北段路基已形成；在機(jī)場(chǎng)大道南側(cè)，學(xué)苑北路在禹都東街（位于機(jī)場(chǎng)大道南側(cè)東西向道路）以南段已建成；禹都東街至機(jī)場(chǎng)大道段無現(xiàn)狀路。

1.3 設(shè)計(jì)思路

現(xiàn)狀機(jī)場(chǎng)大道交通量大，而且路況良好，應(yīng)盡可能利用機(jī)場(chǎng)大道，減少改造工程量；南同蒲鐵路位于機(jī)場(chǎng)大道南側(cè)，立交匝道應(yīng)盡量布置在機(jī)場(chǎng)大道北側(cè)的兩個(gè)象限內(nèi)，減少跨越南同蒲鐵路的匝道橋梁；立交布置型式要緊湊、占地少，且減少拆遷量。

2 交通量預(yù)測(cè)

交通量預(yù)測(cè)結(jié)果見表1。

表1 各特征年遠(yuǎn)景高峰小時(shí)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果 pcu

3 立交方案的設(shè)計(jì)與比選

3.1 設(shè)計(jì)原則

（1）立交定位為全互通立交，應(yīng)盡量利用機(jī)場(chǎng)大道現(xiàn)狀路，盡可能減少機(jī)場(chǎng)大道改造工程量。

（2）在功能上：首先，立交要解決學(xué)苑北路跨越南同蒲鐵路直行的車輛；其次，立交要適應(yīng)城市道路交通、鐵路未來發(fā)展的形勢(shì)，處理好學(xué)苑北路與機(jī)場(chǎng)大道交匯處的轉(zhuǎn)向交通。

（3）在滿足交通功能的條件下，盡量使立交型式簡(jiǎn)潔、實(shí)用，美觀大方，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，盡量節(jié)省投資。

（4）盡量減少占地，減少對(duì)地上建筑物，尤其是多層工房的拆遷，把對(duì)地下管線的影響減少到最小。

（5）工程方案要充分考慮到施工期間各種不利因素的影響。

3.2 立交方案比選

學(xué)苑北路立交作為學(xué)苑北路與機(jī)場(chǎng)大道的交通轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，在運(yùn)城市路網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。根據(jù)前述交通需求分析，結(jié)合工程建設(shè)條件，經(jīng)認(rèn)真分析比選后，本次提出3個(gè)立交方案。

3.2.1 方案一

（1）立交布局及交通組織

該方案為苜蓿葉半定向4層互通式立交，其中地面上三層，地面下一層，立交東西方向長1.18km，南北方向長0.878km。

該立交方案中，學(xué)苑北路主線由南向北依次為上跨鐵南路（規(guī)劃道路，位于南同蒲鐵路緊南側(cè)）、南同蒲鐵路和機(jī)場(chǎng)大道，位于地面上二層，主要承擔(dān)南北向直行交通。

機(jī)場(chǎng)大道主線維持現(xiàn)狀不變，位于地面一層，主要承擔(dān)東西向直行交通。

在機(jī)場(chǎng)大道主線南側(cè)設(shè)置一條東西向匝道，9m寬，單向雙車道，上跨學(xué)苑北路主線，位于地面上三層。北向東、西向北兩條半定向式左轉(zhuǎn)匝道以及西向南、南向東兩條右轉(zhuǎn)匝道均與此匝道相接，從而承擔(dān)這4個(gè)方向的交通轉(zhuǎn)換。

立交在學(xué)苑北路主線與機(jī)場(chǎng)大道主線間共設(shè)4條左轉(zhuǎn)匝道，以解決機(jī)場(chǎng)大道與學(xué)苑北路間的左轉(zhuǎn)交通需求，其中南向西、東向南兩條左轉(zhuǎn)匝道采用苜蓿葉型式，北向東、西向北兩條左轉(zhuǎn)匝道采用半定向式；立交外側(cè)設(shè)置4條定向式右轉(zhuǎn)匝道，實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)交通轉(zhuǎn)換。

在立交外圍緊貼右轉(zhuǎn)匝道布設(shè)地面輔路（單向通行），在立交內(nèi)同時(shí)設(shè)兩條連接輔路（雙向通行），以解決非機(jī)動(dòng)車交通和行人交通，其中南北向輔路以箱涵方式下穿鐵南路（規(guī)劃道路）、南同蒲鐵路及機(jī)場(chǎng)大道主線，位于地面下一層。下穿箱涵在機(jī)場(chǎng)大道南側(cè)設(shè)有出入口，以便于機(jī)場(chǎng)大道南側(cè)非機(jī)動(dòng)車及行人的轉(zhuǎn)向。圖1為立交方案一平面圖。

（2）橫斷面布置

圖1 立交方案一平面圖

學(xué)苑北路：為城市主干路，規(guī)劃紅線控制寬度50m，綠線控制寬度80m，3幅路，其中機(jī)動(dòng)車道寬21m，兩側(cè)分隔帶各寬3m,非機(jī)動(dòng)車道各寬6m,路側(cè)帶各寬5.5m,紅線外綠帶各寬15m。本次設(shè)計(jì)時(shí)，為提高行車安全，在機(jī)動(dòng)車道中央設(shè)隔離墩以分離對(duì)向行駛車輛，橋梁及擋墻段機(jī)動(dòng)車道寬度由規(guī)劃的21m調(diào)整至24m。

機(jī)場(chǎng)大道:保持現(xiàn)狀。

匝道：機(jī)場(chǎng)大道南側(cè)東西向匝道按單向雙車道設(shè)計(jì)，匝道凈寬9m；其余匝道按單向單車道設(shè)計(jì)，匝道凈寬7m。

地面輔路：考慮到立交周邊有區(qū)域交通通行需求，在立交外圍布設(shè)的單向通行地面輔路按7m寬設(shè)計(jì)，路側(cè)帶3m寬，在立交內(nèi)設(shè)置的雙向通行連接輔路按12m寬設(shè)計(jì)，兩側(cè)路側(cè)帶各3m寬。

（3）與城市其他交通項(xiàng)目的銜接情況

與該立交橋工程相交的工程主要有：南同蒲鐵路、鐵南路（規(guī)劃路）、棉北街（規(guī)劃路）等。

與南同蒲鐵路交叉處：該立交方案中，學(xué)苑北路機(jī)動(dòng)車道上跨鐵路，立交南北向連接輔路下穿鐵路，機(jī)、非交通流均與鐵路完全分離。在立交結(jié)構(gòu)物布設(shè)時(shí)同時(shí)為鐵路復(fù)線改造工程預(yù)留空間。

與鐵南路（規(guī)劃路）交叉處：學(xué)苑北路主線及兩條右轉(zhuǎn)匝道上跨鐵南路（規(guī)劃路），立交南北向連接輔路下穿鐵南路，立交外圍地面輔路與鐵南路平交。

與棉北街（規(guī)劃路）交叉處：學(xué)苑北路與棉北街平交。

（4）工程規(guī)模及投資估算

立交總占地17hm2，除規(guī)劃道路用地外還需新征地6.87hm2。

立交橋梁總面積為28772m2，道路總面積為54826m2，設(shè)計(jì)排水管道長度6.7km，照明工程2.1km。工程建安費(fèi)1.73億元,工程總投資2.6億元。

3.2.2 方案二

（1）立交布局及交通組織

該方案為苜蓿葉半定向4層互通式立交，其中地面上三層，地面下一層，立交東西方向長1.02km，南北方向長1.05km。

該立交方案中，學(xué)苑北路主線由南向北依次上跨鐵南路（規(guī)劃道路）、南同蒲鐵路和機(jī)場(chǎng)大道，位于地面第三層（最上層），主要承擔(dān)南北向直行交通。

機(jī)場(chǎng)大道主線在立交范圍內(nèi)需要改造，南北兩幅路縱向分離：南半幅道路抬高，位于地面上第二層，承擔(dān)西向東直行交通；北半幅道路位于地面層，其平面線位及豎向高程與現(xiàn)狀一致，承擔(dān)東向西直行交通。

立交其余匝道及輔路布設(shè)情況基本同方案一。圖2為立交方案二平面圖。

圖2 立交方案二平面圖

（2）橫斷面布置

學(xué)苑北路：同方案一。

機(jī)場(chǎng)大道：城市快速路，規(guī)劃紅線寬度52m，4幅路。

現(xiàn)狀道路斷面：中央分隔帶寬5m，兩側(cè)機(jī)動(dòng)車道各寬14m，兩側(cè)分隔帶各寬2m,非機(jī)動(dòng)車道各寬4m,路側(cè)帶各寬3.5m。本次設(shè)計(jì)道路各組成部分寬度保持與現(xiàn)狀一致。

匝道：匝道設(shè)計(jì)寬度在兩條匝道合流段按單向兩車道設(shè)計(jì)，匝道凈寬9m；其余匝道按單向單車道設(shè)計(jì)，匝道凈寬7m。

地面輔路：同方案一。

（3）與城市其他交通項(xiàng)目的銜接情況

同方案一。

（4）工程規(guī)模及投資估算

立交總占地20.33hm2，除規(guī)劃道路用地外還需新征地9.87hm2。

立交橋梁總面積32880m2,道路總面積90787m2,設(shè)計(jì)排水管道長度6.7km，照明工程2.1km。工程建安費(fèi)1.95億元,工程總投資2.98億元。

3.2.3 方案三

該方案為苜蓿葉半定向4層互通式立交，其中地面上三層，地面下一層，立交東西方向長1.03km，南北方向長0.79km。

學(xué)苑北路由南向北依次上跨鐵南路（規(guī)劃道路）、南同蒲鐵路和機(jī)場(chǎng)大道，位于地面第三層（最上層），主要承擔(dān)南北向直行交通。在立交范圍內(nèi)對(duì)機(jī)場(chǎng)大道進(jìn)行改造：北半幅道路抬高，位于第二層，主要承擔(dān)東向西直行交通，在立交范圍內(nèi)道路平面線位與現(xiàn)狀一致；南半幅道路豎向高程基本與現(xiàn)狀一致，位于地面。立交共設(shè)8條轉(zhuǎn)向匝道，其中西向南、南向東兩條右轉(zhuǎn)匝道在南同蒲鐵路以北第一、二象限內(nèi)實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)。此方案的特點(diǎn)是所有匝道都在一二象限布設(shè)。

立交總占地17.67hm2，除規(guī)劃道路用地外還需新征地8.67hm2。工程建安費(fèi)約2.2億元，工程總投資3.05億元。

圖3為立交方案三平面圖。

圖3 立交方案三平面圖

3.2.4 方案比選

經(jīng)綜合分析比選（見表2），本次設(shè)計(jì)將方案一作為推薦方案，并得到建設(shè)單位認(rèn)可。

在后續(xù)施工圖設(shè)計(jì)中，對(duì)方案一又進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，結(jié)合交通分析，將立交東向北、北向西專用的右轉(zhuǎn)匝道取消，同時(shí)對(duì)兩側(cè)的輔路進(jìn)行了加寬。這是一項(xiàng)非常好的改進(jìn)，減少了立交占地，降低了工程造價(jià)，同時(shí)立交功能并沒有減弱，如圖4所示。

4 結(jié)語

城市立交在選型上一定要結(jié)合修建場(chǎng)地的實(shí)際情況，避免大拆大建，要盡量利用現(xiàn)狀道路；立交造型要緊湊、美觀，減少立交占地，節(jié)省工程投資。推薦方案中，保持現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)大道機(jī)動(dòng)車道不動(dòng)，通過在機(jī)場(chǎng)大道主線南側(cè)設(shè)9m寬匝道橋，將兩個(gè)左轉(zhuǎn)、兩個(gè)右轉(zhuǎn)匝道聯(lián)系起來，很好地利用了現(xiàn)狀機(jī)場(chǎng)大道路面，構(gòu)思巧妙，節(jié)省了工程投資。

表2 立交方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表

圖4 建成后的學(xué)苑北路立交

針對(duì)中小城市特點(diǎn)，結(jié)合交通量分析，在立交中可不設(shè)專用的右轉(zhuǎn)匝道，空間留出來后可增加地面輔路車道數(shù)，有效地增加了地面通行能力。西安市南二環(huán)太白路立交即使在早晚高峰期間，4個(gè)右轉(zhuǎn)匝道交通量都較小，而地面輔路則非常擁堵，這是一個(gè)非常明顯的佐證。目前，學(xué)苑北路立交已經(jīng)建成通車，運(yùn)營情況良好。