關(guān)于公路互通式立交平面線形設(shè)計及應(yīng)用分析

葉益宏

公路互通式立交設(shè)計是公路設(shè)計的重要內(nèi)容，它除具備一般公路設(shè)計的特點之外，還受到區(qū)域車輛行駛軌跡的多向性、線形多元化以及公路方向等因素的影響。采用平面線形設(shè)計的方法，能夠有效的提高設(shè)計效率。

1 平面線形設(shè)計方法概述

平面線形設(shè)計方法在公路互通設(shè)計中具有十分廣泛應(yīng)用，它主要分為直線型平面線形設(shè)計方法與曲線型平面線形設(shè)計兩種方法，在具體設(shè)計過程中，需要結(jié)合實際情況，采用合理的方法進行設(shè)計，以滿足靈活性與多樣性的要求。

1.1 直線型平面線形設(shè)計方法

在設(shè)計的過程中，主要以導(dǎo)線來控制設(shè)計線路的走向，來對互通式立交橋進行設(shè)計，這種方法設(shè)計簡單，但其在彎道處使用曲線布設(shè)，在實際的公路立交設(shè)計時，往往存在很多局限性，不能滿足互通式立交匝道線形多種交通形式的需要。

1.2 曲線型平面線形設(shè)計方法

曲線設(shè)計法在互通式立交橋設(shè)計中具有十分廣泛的應(yīng)用，它主要是采用在直線和圓曲線中插入回旋線的方法進行平面繪制，而不再以直線為控制主體，并且在設(shè)計中采用曲線勾勒線形走向，從能夠巧妙的應(yīng)用地形，使得互通式立交橋的線形更加優(yōu)美流暢，已經(jīng)成為當(dāng)前互通式立交橋設(shè)計的主要方法之一，它常用的方法有導(dǎo)線法、積木法、模式法、線元法等多種方法，在具體的設(shè)計過程中，一般主要是采用曲線板在當(dāng)?shù)氐牡匦螆D上設(shè)計出互通式立交橋的基本形狀，然后結(jié)合具體的情況進行調(diào)整設(shè)計，以滿足設(shè)計的約束條件，接著根據(jù)具體的要求進行精讀的計算，得到曲線的各個要求與逐樁坐標(biāo)。在具體的設(shè)計過程中，都是根據(jù)具體的切線長度與曲線參數(shù)進行設(shè)計，直到能夠滿足要求。一般情況下，設(shè)計都是采用固定起、終點及切線方位來進行設(shè)計，而傳統(tǒng)曲線法在具體的求解時主要采用的試算法，并不斷的對回旋參數(shù)A 和終點半徑Re 為搜索對象，這樣在具體的計算中，就不能保證設(shè)計的收斂性，導(dǎo)致設(shè)計的精度不夠。

2 平面線形設(shè)計方法在互通式立交橋設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 直線型平面線形的應(yīng)用

采用直線型平面線形設(shè)計主要實現(xiàn)步驟結(jié)合具體的情況進行設(shè)計，步驟如下：

第一，根據(jù)設(shè)計的具體要求，需要點擊選取或輸入數(shù)據(jù)，確定設(shè)計的起點坐標(biāo)(Xorg Yorg) 位置；第二，根據(jù)立交橋線形存在曲線的情況，確定曲線的切線方向(在此切線方向即為直線方向)，在確定時要能夠結(jié)合實際地形等進行設(shè)計，這時，可以通過采用endpoint (定向端點) /twopoint (兩點法) /input (輸入數(shù)值) 這三種數(shù)據(jù)來確定具體的數(shù)據(jù)選擇方法，從而能夠確定立交橋的互通方式。第三，在完成前期的線路設(shè)計時，根據(jù)路線具體的設(shè)計要求，選擇布設(shè)點取下一點，并根據(jù)步驟2 來選擇相應(yīng)的切線進行確定。

采用直線單元為道路平面線形設(shè)計時的方法與步驟比較簡單，設(shè)計的效果也比較好，主要采用線形設(shè)計的方進行滿足要求，在具體設(shè)計時與AUTOCAD 繪圖方法比較相似，主要是比AUTOCAD 繪圖多了選擇線形的這一步驟。

2.2 曲線型平面線形設(shè)計方法的應(yīng)用

采用曲線型平面設(shè)計的方法可以充分考慮互通式立交橋的多種影響因素，并能結(jié)合地形的實際情況進行設(shè)計，具體的實現(xiàn)步驟如下：

第一步，根據(jù)設(shè)計的具體要求，需要點擊選取或輸入數(shù)據(jù)，確定設(shè)計的起點坐標(biāo)(Xorg Yorg) 位置，作為曲線的起始點；

第二步，根據(jù)立交橋線形存在曲線的情況，確定曲線的切線方向(在此切線方向即為直線方向)，在確定時要能夠結(jié)合實際地形等進行設(shè)計，這時，要求結(jié)合具體的地形情況與線路的可能的通行情況，可以通過采用endpoint (定向端點)/twopoint (兩點法) /input (輸入數(shù)值) 這三種數(shù)據(jù)來確定具體的數(shù)據(jù)選擇方法，從而能夠確定立交橋的互通方式。

第三步，第三，在完成前期的線路設(shè)計時，根據(jù)路線具體的設(shè)計要求，選擇布設(shè)點取下一點，并根據(jù)步驟2 來選擇相應(yīng)的切線進行確定。

采用圓曲線單元為道路平面線形設(shè)計中是公路互通式立交橋設(shè)計的另一種方法，可以與直線型平面線形方法結(jié)合在一起，在兩點線元法互通式立交平面線形設(shè)計中也需要與AUTOCAD 繪圓曲線方法結(jié)合在一起，采用三點法，兩點法，相切、相切、半徑方法進行設(shè)計，這與其他的設(shè)計方法不同，它是己知互通式立交橋的兩點坐標(biāo)(起、終點坐標(biāo)) 和一條圓的切線(起點切線) 的條件下，來設(shè)計具體的形狀與方式，并通過求出各點坐標(biāo)來畫出相應(yīng)圓曲線，從而實現(xiàn)具體互通式立交橋的設(shè)計。

它的主要過程如下：首先確定設(shè)計的起始點坐標(biāo)值（X0，Y0），并結(jié)合起點的切線方向夾角β，以達到確定設(shè)計終點的坐標(biāo)（X1，Y1），這樣就可以結(jié)合具體的情況來求出圓周上每個點的具體坐標(biāo)。主要是通過圓心坐標(biāo)與終點的連線及其垂線之間形成三角關(guān)系，得到相應(yīng)的坐標(biāo)值。

3 結(jié)語

在立交橋設(shè)計采用平面線形設(shè)計的方法，可以簡化工程設(shè)計的布置，提高具體的設(shè)計效率，將直線與曲線設(shè)計相結(jié)合的方法，可以綜合的考慮設(shè)計的影響互通式立交橋的地形、環(huán)境以及其他影響因素，便于有效的對周圍環(huán)境進行控制，從而能夠提高設(shè)計的效率，也使得互通式立交橋的適應(yīng)性與靈活性更強。