四平市紫氣大路立交工程總體設(shè)計(jì)

齊慶祥

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市300074）

1 項(xiàng)目建設(shè)背景

四平市是吉林省第三大城市，地處松遼平原中部腹地，遼、吉、蒙三省交界處。四平市作為吉林省的南大門(mén)和重要工業(yè)城市，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大。四平市委、市政府深入貫徹科學(xué)發(fā)展觀，以“保增長(zhǎng)、保發(fā)展、保穩(wěn)定”為主線，堅(jiān)持“工業(yè)立市和項(xiàng)目帶動(dòng)”戰(zhàn)略，以提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量和效益為目的，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的全面進(jìn)步。在此背景下，對(duì)城市總體格局將作新的調(diào)整，并將城市東部作為今后開(kāi)發(fā)建設(shè)的生態(tài)新城。生態(tài)新城以“一心、兩帶、兩組團(tuán)、四片區(qū)”為總體格局，其中“兩帶”之一就是紫氣大路的景觀帶。紫氣大路與東盛大街交叉位置就是紫氣大路立交工程。

2 立交功能定位

紫氣大路立交工程的建設(shè)，考慮以下幾點(diǎn)：（1）從城市格局的整體出發(fā)，著眼于改善城市的交通功能；（2）從生態(tài)新城的區(qū)域開(kāi)發(fā)出發(fā)，著眼于提升其投資環(huán)境；（3）從紫氣大路景觀大道的帶狀景觀與該區(qū)總體的生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，著眼于整個(gè)開(kāi)發(fā)園區(qū)生態(tài)景觀的整體性與協(xié)調(diào)性。

在方案的構(gòu)思上，強(qiáng)調(diào)貫通東西，疏通南北；在立交的選型上，盡量簡(jiǎn)潔流暢；在周邊環(huán)境的營(yíng)造上，留出足夠的綠化用地，使周邊建筑盡量不靠近立交，同時(shí)將立交綠化景觀與雙向道路綠化景觀有機(jī)相接，形成完整的生態(tài)與綠化景觀系統(tǒng)。

故此，紫氣大路立交方案的定位是：生態(tài)新區(qū)主要的樞紐立交，景觀大道的核心景點(diǎn)，生態(tài)良好的風(fēng)景領(lǐng)地，四平最靚麗的民心工程。工程地理位置見(jiàn)圖1。

圖1 紫氣大路立交地理位置

3 設(shè)計(jì)范圍和主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 設(shè)計(jì)范圍

紫氣大路立交工程的設(shè)計(jì)范圍為紫氣大路、東盛大街及其交叉口。紫氣大路與東盛大街均為城市主干路，其中：紫氣大路總長(zhǎng)1 110 m，紅線寬72 m；東盛大街總長(zhǎng)1 171 m，紅線寬50 m。工程全線包括樞紐立交1座，鐵路景觀橋1座。

3.2 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）立交類型

樞紐立交[1]。

（2）設(shè)計(jì)速度

紫氣大路：60 km/h；

東盛大街：60 km/h；

立交匝道：環(huán)形匝道30 km/h，半直連匝道40 km/h。

（3）道路最小凈高[1]

紫氣大路、東盛大街及立交匝道最小凈高4.5m；

四平熱電廠鐵路專用線橋梁建筑限界[2]6.55 m；

非機(jī)動(dòng)車道及人行道最小凈高2.5 m。

（4）荷載標(biāo)準(zhǔn)

道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100 kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。

（5）設(shè)計(jì)年限

道路交通量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的道路設(shè)計(jì)年限為20 a。

3.3 橫斷面布置

紫氣大路（見(jiàn)圖2）規(guī)劃為城市主干路，紅線寬72 m。橫斷面布置為：3.5 m（人行道）+5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+5 m（機(jī)非分隔帶）+16 m（機(jī)動(dòng)車道）+13 m（中央分隔帶）+16 m（機(jī)動(dòng)車道）+5 m（機(jī)非分隔帶）+5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+3.5 m（人行道）。

圖2 紫氣大路橫斷面（單位：m）

東盛大街規(guī)劃為城市主干路，紅線寬53 m。橫斷面布置為：3.5 m（人行道）+5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+2 m（機(jī)非分隔帶）+12 m（機(jī)動(dòng)車道）+8 m（中央分隔帶）+12 m（機(jī)動(dòng)車道）+2 m（機(jī)非分隔帶）+5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+3.5 m（人行道）。

4 交通量預(yù)測(cè)

紫氣大路和東盛大街道路等級(jí)設(shè)計(jì)為主干路，根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 37—2012）[1]，主干路設(shè)計(jì)年限為20 a。該項(xiàng)目2012年建成，交通量預(yù)測(cè)特征年確定為2012年、2022年和2032年。交通量預(yù)測(cè)方法采用常用的“四階段”法。立交主線及匝道交通量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152—2010）[3]及預(yù)測(cè)交通量，計(jì)算立交主線和匝道的飽和度及服務(wù)水平（見(jiàn)表2）。

根據(jù)上述交通量預(yù)測(cè)，紫氣大路和東盛大街主線2032年主線的服務(wù)水平均為Ⅱ1級(jí)，各匝道遠(yuǎn)期服務(wù)水平均為Ⅱ2級(jí)，立交主線和匝道均能滿足立交服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)。因此，紫氣大路主線采用雙向8車道，東盛大街主線采用雙向6車道，東至南、北至東、西至南半定向匝道采用單向2車道，其余方向匝道采用單向單車道，均能滿足遠(yuǎn)期交通發(fā)展需求。

表1 立交主線及匝道交通量預(yù)測(cè)結(jié)果 pcu/h

表2 立交主線和匝道的飽和度及服務(wù)水平

5 總體設(shè)計(jì)

5.1 道路路線設(shè)計(jì)

5.1.1 平面設(shè)計(jì)

立交區(qū)沒(méi)有現(xiàn)狀建筑物，也沒(méi)有等級(jí)道路。立交節(jié)點(diǎn)的西南方向?yàn)樗钠綗犭姀S的鐵路專用線，現(xiàn)狀為單線鐵路。道路選線按照規(guī)劃路線走向，交叉口交角85°，均為直線。

5.1.2 縱斷面設(shè)計(jì)

（1）紫氣大路采用的最大縱坡為3.5%，最小縱坡為0.598%；豎曲線的最大半徑為R=3 000 m，最小半徑為R=2 000 m。

（2）東盛大街采用的最大縱坡為3.5%，最小縱坡為0.3%；豎曲線的最大半徑為R=8 000 m，最小半徑為R=1 500 m。

5.2 交叉處理

根據(jù)規(guī)劃，該工程共設(shè)置兩處交叉口。紫氣大路與東盛大街相交處規(guī)劃為一座樞紐立交。紫氣大路、東盛大街與四平熱電廠鐵路專用線均采用分離式立交型式，采用跨越式景觀橋方案。

6 樞紐立交方案選擇

6.1 線形選擇原則

（1）在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，在滿足功能需求的前提下，體現(xiàn)合理性和經(jīng)濟(jì)性。

（2）立交布局因地制宜，盡量少拆遷、少占地，立交布設(shè)結(jié)合與鐵路立交型式，節(jié)省工程投資。

（3）根據(jù)道路等級(jí)、車速要求合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并互相有機(jī)結(jié)合，以最小投資取得較大經(jīng)濟(jì)效益。

（4）立交造型新穎、富于美感，線形簡(jiǎn)潔、明快、流暢，匝道布設(shè)緊湊，多增加綠地，提高環(huán)境效應(yīng)及景觀效應(yīng)，成為四平市一景。

6.2 樞紐立交方案設(shè)計(jì)

6.2.1 方案一苜蓿葉造型

方案一為三層苜蓿葉互通式樞紐立交。非機(jī)動(dòng)車與行人系統(tǒng)在地面層，通過(guò)人行天橋過(guò)鐵路；東盛大街上跨鐵路后位于第二層；紫氣大路跨越鐵路后跨越東盛大街，位于第三層。立交4條環(huán)形匝道布設(shè)在2～3層之間，東北角及西南角象限的右轉(zhuǎn)匝道為地坪匝道，西北角的右轉(zhuǎn)匝道跨越鐵路專用線，東南角象限右轉(zhuǎn)匝道接?xùn)|盛大街上跨鐵路的橋梁。非機(jī)動(dòng)車與行人在樞紐立交橋下實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換。圖3為方案一苜蓿葉造型。

圖3 方案一苜蓿葉造型

6.2.2 方案二組合式造型

方案二為二層苜蓿葉與半直連匝道組成的組合式樞紐立交。東盛大街下穿鐵路后位于地面層；紫氣大路跨越鐵路后跨越東盛大街，位于第二層。立交在東北角及東南角象限各布置1條環(huán)形匝道，位于地面層和二層之間。為充分利用紫氣大路上跨鐵路的凈空，布設(shè)了2條左轉(zhuǎn)半直連匝道由紫氣大路橋下穿過(guò)，實(shí)現(xiàn)東轉(zhuǎn)南和北轉(zhuǎn)東兩個(gè)流向的左轉(zhuǎn)。東北角及西南角象限的右轉(zhuǎn)匝道為地坪匝道；西北角的右轉(zhuǎn)匝道跨越鐵路專用線，接紫氣大路高架橋；東南角象限右轉(zhuǎn)匝道接?xùn)|盛大街下穿鐵路的開(kāi)挖路塹。地面系統(tǒng)由于各線位的阻隔，需要采用上跨或下穿地道形式，在立交橋下匯集各方向非機(jī)動(dòng)車和行人再實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換。圖4為方案二組合式造型。

圖4 方案二組合式造型

6.2.3 方案三渦輪式造型

方案三為二層苜蓿葉與半直連匝道組成的渦輪式組合式樞紐立交。東盛大街下穿鐵路后位于地面層；紫氣大路跨越鐵路后跨越東盛大街，位于第二層。立交在東北角及東南角象限各布置1條環(huán)形匝道，位于地面層和二層之間。為充分利用紫氣大路上跨鐵路的凈空，布設(shè)了2條左轉(zhuǎn)半直連匝道由紫氣大路橋下穿過(guò)，實(shí)現(xiàn)東轉(zhuǎn)南和北轉(zhuǎn)東兩個(gè)流向的左轉(zhuǎn)。東北角及西南角象限的右轉(zhuǎn)匝道為地坪匝道；西北角的右轉(zhuǎn)匝道跨越鐵路專用線，接紫氣大路高架橋；東南角象限右轉(zhuǎn)匝道接?xùn)|盛大街下穿鐵路的開(kāi)挖路塹，匝道絕大部分放坡。地面系統(tǒng)由于各線位的阻隔，需要采用上跨或下穿地道形式，在立交橋下匯集各方向非機(jī)動(dòng)車和行人再實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換。圖5為方案三渦輪式造型。

圖5 方案三渦輪式造型

6.3 樞紐立交方案選擇

將6.2節(jié)中所述3種不同樞紐立交造型在立交層次、通行能力、橋梁面積、道路主線、匝道面積、立交面積、立交估算投資以及后期管養(yǎng)難度等方面進(jìn)行綜合對(duì)比后可以看出：苜蓿葉造型美觀，非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車完全分離，非機(jī)動(dòng)車與行人直行方向距離最短，有利于組織交通，但工程規(guī)模較大，在3個(gè)方案中造價(jià)最高；渦輪式造型較美觀，機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)方向距離較長(zhǎng)，造價(jià)比較高；組合式造型美觀，行車舒順，造價(jià)最低。綜合比較后推薦組合式造型。

7 鐵路景觀橋

紫氣大路立交規(guī)劃范圍內(nèi)有熱電廠專用鐵路線穿過(guò)，根據(jù)四平市建設(shè)紫氣大路景觀帶的具體要求，在熱電廠專用鐵路上建設(shè)圓環(huán)塔型景觀橋一座（見(jiàn)圖 6、圖 7）。

圖6 圓環(huán)塔型景觀橋透視圖

8 結(jié) 語(yǔ)

紫氣大路立交橋是一座城市樞紐立交，不僅滿足交通功能，還兼顧了景觀效果。通過(guò)紫氣大路立交工程的建設(shè)，帶動(dòng)生態(tài)新區(qū)整體環(huán)境的改善，提升區(qū)域開(kāi)發(fā)的價(jià)值，是構(gòu)筑生態(tài)新城與景觀大道的一個(gè)引領(lǐng)項(xiàng)目，也是普寫(xiě)生態(tài)新城發(fā)展的核心樂(lè)段和高潮篇章。

圖7 紫氣大路立交總體設(shè)計(jì)鳥(niǎo)瞰圖