邯鄲市中華大街-南環(huán)路立交選型研究

袁國(guó)柱

（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）

0 引言

邯鄲市主城區(qū)是由外環(huán)線環(huán)繞，呈田字形布局的城市格局。中華大街是邯鄲主城區(qū)南北中軸，人民路是東西中軸，中華大街、人民路與外環(huán)路的4 個(gè)交叉口是邯鄲市內(nèi)外交通的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。隨著邯鄲市主城區(qū)和周邊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這4 個(gè)交叉口承受了越來(lái)越大的交通壓力，已成為城市發(fā)展的瓶頸。為解決邯鄲市主城區(qū)4 個(gè)交通節(jié)點(diǎn)擁堵的問(wèn)題，邯鄲市政府決定年在主城的東南西北4 個(gè)交通節(jié)點(diǎn)投資建設(shè)4 座全互通式立交。本文以中華大街－南環(huán)路立交為例，探討樞紐型互通立交設(shè)計(jì)過(guò)程中的選型問(wèn)題。

中華大街－南環(huán)路立交位于邯鄲市中華大街與南環(huán)路交叉口，是邯鄲南部地區(qū)的重要交通節(jié)點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，加速了城市化進(jìn)程，導(dǎo)致城市人口規(guī)模、用地規(guī)模不斷擴(kuò)張。邯鄲市南部城市組團(tuán)、衛(wèi)星城鎮(zhèn)逐漸發(fā)展壯大，南部機(jī)場(chǎng)的擴(kuò)建升級(jí)，產(chǎn)生了大量的中長(zhǎng)距離出行。城市交通出現(xiàn)長(zhǎng)短距離交通、快慢速交通混行現(xiàn)象，給原本就十分擁擠的城市道路帶來(lái)了很大的交通壓力。交通擁擠問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重影響了城市交通效率的發(fā)揮。

1 交叉口交通調(diào)查及評(píng)價(jià)

參照項(xiàng)目所在地的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)擬建項(xiàng)目相交道路中華大街和南環(huán)路交通量進(jìn)行了有關(guān)資料的收集整理工作。為了更科學(xué)地完成本項(xiàng)目的交通分析和預(yù)測(cè)工作，進(jìn)行了交通調(diào)查。調(diào)查采用斷面交通量觀測(cè)的方法，在中華大街和南環(huán)路道路上進(jìn)行了定點(diǎn)觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)分別設(shè)在中華大街和南環(huán)路交叉口4個(gè)進(jìn)口道處。斷面交通量觀測(cè)采用人工不間斷記錄法對(duì)不同行駛方向的各車型交通量分別予以記錄，并對(duì)裝載客（貨）車和車輛所屬地做了詳盡的統(tǒng)計(jì)和記錄。路段現(xiàn)狀飽和度分析見表1；南環(huán)路－中華大街現(xiàn)狀交叉口評(píng)價(jià)分析見表2。

表1 路段現(xiàn)狀飽和度分析表

表2 南環(huán)路-中華大街現(xiàn)狀交叉口評(píng)價(jià)分析

綜上所述，中華大街和南環(huán)路現(xiàn)狀道路飽和度較大，服務(wù)水平較低，因此亟需對(duì)交叉口進(jìn)行改造，以改善交叉口的通行條件。中華大街和南環(huán)路現(xiàn)狀交通組成中，客車比例遠(yuǎn)大于貨車，這與道路沿線土地利用現(xiàn)狀以及城市產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)相符。

2 相交道路規(guī)劃

本工程相交道路為南環(huán)路和中華大街。南環(huán)路規(guī)劃為城市快速路，道路紅線為60 m，斷面形式為：3.5 m（人行便道）+7 m（非機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（機(jī)非隔離帶）+15 m（機(jī)動(dòng)車道）+ 6 m（綠化隔離帶）+15 m（機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（機(jī)非隔離帶）+7 m（非機(jī)動(dòng)車道）+3.5 m（人行便道）=60 m；中華大街規(guī)劃為城市主干道，與南環(huán)路交叉口處道路紅線45 m，道路斷面為：2.5 m（人行便道）+4.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+5 m（機(jī)非隔離帶）+21 m（機(jī)動(dòng)車道）+5 m（機(jī)非隔離帶）+4.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+2.5 m（人行便道）=45 m。

2.1 南環(huán)路

道路功能定位：（1）完善外環(huán)路網(wǎng)的功能；（2）重點(diǎn)區(qū)域?qū)ν饪焖偻ǖ赖墓δ?；?）緩解交通擁堵路段壓力及減小穿越核心區(qū)過(guò)境交通的功能。

服務(wù)對(duì)象：城市及過(guò)境客貨運(yùn)交通。

道路等級(jí)及計(jì)算行車速度：城市快速路；行車速度v=60 km/h。

2.2 中華大街

道路功能定位：中華大街是邯鄲市區(qū)最主要的1條兼具交通性和中長(zhǎng)距離集散的干道。

服務(wù)對(duì)象：中華大街既是主要的客運(yùn)通道，又是邯鄲地區(qū)主要的貨運(yùn)通道。

道路等級(jí)及計(jì)算行車速度：城市主干道；行車速度v=60 km/h。

3 立交功能定位

中華大街：南環(huán)路全互通立交是從南面進(jìn)入邯鄲市區(qū)的門戶,連接了邯鄲市邯山區(qū)、機(jī)場(chǎng)區(qū)，加強(qiáng)了各大組團(tuán)的聯(lián)系,解決了項(xiàng)目周邊地區(qū)交通狀況，可改善城市面貌，提升城市品味。

中華大街－南環(huán)路全互通立交主要服務(wù)于邯鄲市區(qū)、武安、肥鄉(xiāng)、成安、磁縣、臨漳、峰峰方向的過(guò)境車輛及城市交通。過(guò)境車輛以貨運(yùn)交通為主；城市交通以客運(yùn)交通為主。

中華大街－南環(huán)路全互通立交作為城市快速路與城市主干路環(huán)線轉(zhuǎn)換的重要節(jié)點(diǎn)，要為長(zhǎng)距離、快速交通服務(wù)，2 條相交道路的交通功能均十分重要，轉(zhuǎn)換的交通總量很大，立交等級(jí)定位于立A2 類樞紐互通式立交。

根據(jù)以上路網(wǎng)和道路規(guī)劃分析，中華大街是雙向6 車道+ 側(cè)分帶+ 非機(jī)動(dòng)車道+ 人行道，道路紅線寬度45 m 的城市主干道；南環(huán)路是雙向8 車道+側(cè)分帶+ 非機(jī)動(dòng)車道+ 人行道，道路紅線為60 m 的城市快速路；主線設(shè)計(jì)車速均為v=60 km/h；中華大街－南環(huán)路立交等級(jí)定位于A2 類樞紐型互通式立交。根據(jù)城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程，十字交叉A2 類城市互通立交的主要形式為苜蓿葉形、半定向、定向-半定向組合的全互通立交，宜在城市外圍與中心區(qū)之間區(qū)域采用[1]，可作為接下來(lái)立交選型設(shè)計(jì)的參考。

4 交叉口交通量預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)立交相交主線道路的功能分析以及南環(huán)路和中華大街周邊用地性質(zhì)、強(qiáng)度等的分析，得到本立交預(yù)測(cè)2032 年交通流量流向圖（見圖1）。

圖1 2032 年交通流量流向圖（單位：pcu/h）

通過(guò)對(duì)路口交通需求預(yù)測(cè)年的分析，中華大街和南環(huán)路交叉口以東西、南北4 個(gè)方向的直行交通為主，直行交通流量占70%左右，因此應(yīng)保證相交道路主車道的橫斷面寬度與一般路段基本一致（可根據(jù)交通流量預(yù)測(cè)結(jié)果保持或減少1 個(gè)車道）；轉(zhuǎn)向交通方面，到規(guī)劃預(yù)測(cè)末年2032 年，各個(gè)方向的轉(zhuǎn)向交通流量比較均衡，沒有特別明顯的差異，因此轉(zhuǎn)向交通預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)立交的選型沒有明顯的制約，應(yīng)根據(jù)交通流量預(yù)測(cè)和匝道長(zhǎng)度來(lái)合理布置匝道的寬度和車道數(shù)，以滿足立交使用期內(nèi)的交通流量。

5 交叉口現(xiàn)狀情況

目前，立交范圍內(nèi)道路兩側(cè)的建筑物較多，本工程立交場(chǎng)址范圍內(nèi)東北象限內(nèi)有開元小區(qū)，西北象限有公安小區(qū)，西南象限有邯峰小區(qū)和一些汽車銷售和維修企業(yè)；另外，立交范圍內(nèi)還有3 處電力箱變和開閉站，如圖2 所示。特別需要指出的是，東北角的開元小區(qū)是立交設(shè)計(jì)的重要控制因素，應(yīng)盡量減少占用和拆遷民建，同時(shí)要求立交設(shè)計(jì)造型美觀，技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)合理。

圖2 交叉口主要建筑圖（勾勒形狀為現(xiàn)狀建筑）

路口建筑往往對(duì)立交選型有直接的影響，一些多層和高層的拆遷難度很大，特別是民宅性質(zhì)的建筑。在滿足交通功能的前提下，立交選型時(shí)應(yīng)盡量減少拆遷難度，使工程具備可實(shí)施性。

通過(guò)以上分析可知，現(xiàn)狀相交道路路口擁堵較為嚴(yán)重，迫切需要建立互通立交；現(xiàn)狀河道可能影響立交的加減速車道，有需要拓寬的可能性；路口周邊管線種類較多，可能與將來(lái)立交的橋墩會(huì)有一定的沖突，所以需要統(tǒng)一切改管線；影響立交選型最大的制約因素是路口建筑，西南角的汽車4S 店具備拆除的可能性；離路口最近的小區(qū)為開元小區(qū)，可能是最大的制約因素，而立交匝道也應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離公安小區(qū)和邯峰小區(qū)。

6 立交選型方案

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)分析以及現(xiàn)場(chǎng)勘察的立交區(qū)域內(nèi)地形地物分布情況，提出3 種立交方案。方案一為部分對(duì)稱扁平苜蓿葉方案；方案二為全苜蓿葉形互通立交方案；方案三為半苜蓿葉半定向立交方案。

6.1 方案一：部分對(duì)稱扁平苜蓿葉方案

方案一中，立交由主路、匝道、人非系統(tǒng)組成。其中南環(huán)路位于最上層，人非系統(tǒng)位于最下層，中層為中華大街。南環(huán)路與中華大街的交通轉(zhuǎn)換通過(guò)扁平苜蓿葉匝道實(shí)現(xiàn)，人非系統(tǒng)通過(guò)下層的環(huán)道實(shí)現(xiàn)。為增加交織段長(zhǎng)度，互通內(nèi)環(huán)匝道做成扁圓形，盡量拉長(zhǎng)進(jìn)出口間距。方案一效果圖見圖3。

圖3 方案一效果圖

在本互通立交方案中，機(jī)動(dòng)車道交通組織如下：南環(huán)路－市區(qū)、南環(huán)路－秀水路、中華大街－東環(huán)路、中華大街－西環(huán)路左轉(zhuǎn)方向車輛通過(guò)半徑30 m扁平型內(nèi)環(huán)匝道，實(shí)現(xiàn)南環(huán)路與中華大街的左轉(zhuǎn)交通轉(zhuǎn)換。

南環(huán)路－市區(qū)、南環(huán)路－秀水路、中華大街－東環(huán)路、中華大街－西環(huán)路右轉(zhuǎn)方向車輛通過(guò)定向匝道來(lái)實(shí)現(xiàn)彼此間的交通轉(zhuǎn)換。

非機(jī)動(dòng)車道交通組織通過(guò)橋下輔道實(shí)現(xiàn)直行和轉(zhuǎn)彎。

南環(huán)路道路橫斷面布置：南環(huán)路道路紅線為60 m，斷面形式為：3.5 m（人行便道）+7 m（非機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（機(jī)非隔離帶）+15 m（機(jī)動(dòng)車道）+6 m（分隔帶）+15 m（機(jī)動(dòng)車道）+7 m（非機(jī)動(dòng)車道）+3.5 m（人行便道）=60 m。

中華大街為城市主干道，與南環(huán)路交叉口處道路紅線45 m，道路斷面為：2.5 m（人行便道）+4.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+5 m（機(jī)非隔離帶）+21 m（機(jī)動(dòng)車道）+4.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）=45 m。

匝道采用單向2 車道匝道，路基寬度為9.5 m；雙向2 車道匝道路基寬度17.5 m，其中行車道寬度為3.5 m。

技術(shù)指標(biāo)：南環(huán)路及中華大街主路為直線線型，南環(huán)路上跨中華大街，設(shè)置1 跨36 m 的框架橋，通過(guò)4 條扁平型內(nèi)環(huán)匝道及外側(cè)4 條定向匝道實(shí)現(xiàn)與中華大街的交通流轉(zhuǎn)換，內(nèi)環(huán)匝道圓曲線最小半徑為30 m，外側(cè)匝道圓曲線最小半徑為40 m，立交區(qū)最大縱坡度為3.5%。機(jī)動(dòng)車道凈空4.5 m，非機(jī)動(dòng)車道凈空3.5 m，人行道凈空2.5 m。

方案特點(diǎn)：（1）部分對(duì)稱扁平苜蓿葉方案的整體布置左右對(duì)稱，景觀效果較好；（2）主路匝道分合流點(diǎn)之間存在交織區(qū)；（3）橋梁面積小，工程規(guī)模較小，投資較低；（4）由于設(shè)置4 個(gè)內(nèi)環(huán)匝道，占地規(guī)模較大。

6.2 方案二：全苜蓿葉形立交方案

本立交為3 層全苜蓿葉互通式立交，建筑高度約為13 m。方案由主線、匝道、輔道及人行道系統(tǒng)組成。

本方案首先考慮要保證南環(huán)路和中華大街2 條城市干路直行車輛的快速通行，滿足近、遠(yuǎn)期交通發(fā)展的需要。

立交方案設(shè)置為：中華大街上跨南環(huán)路為最上層，南環(huán)路為第2 層，地面輔道及人行道系統(tǒng)位于最下層。其中，南環(huán)路與中華大街的左轉(zhuǎn)方向車輛通過(guò)4 個(gè)R=50 m 的苜蓿葉匝道實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；右轉(zhuǎn)方向車輛通過(guò)4 個(gè)定向匝道實(shí)現(xiàn)彼此間的交通轉(zhuǎn)換。

地面輔道及人行道全部設(shè)置在立交外圍右轉(zhuǎn)匝道的外側(cè)，并采用通道形式穿過(guò)匝道及中華大街與南環(huán)路兩側(cè)輔道連接，實(shí)現(xiàn)地面各個(gè)方向及沿線交通組織的貫通。方案二效果圖見圖4。

圖4 方案二效果圖

技術(shù)指標(biāo)：南環(huán)路及中華大街主路為直線線型，中華大街上跨南環(huán)路，通過(guò)4 條圓形內(nèi)環(huán)匝道及外側(cè)4 條定向匝道實(shí)現(xiàn)其與南環(huán)路的交通流轉(zhuǎn)換；內(nèi)環(huán)匝道圓曲線最小半徑為50 m，外側(cè)匝道圓曲線最小半徑為80 m，立交區(qū)最大縱坡度為3.5%。機(jī)動(dòng)車道凈空4.5 m，非機(jī)動(dòng)車道凈空3.5 m，人行道凈空2.5 m。

方案特點(diǎn)：（1）全苜蓿葉方案的整體布置對(duì)稱簡(jiǎn)潔，交通識(shí)別性好，景觀效果好；（2）橋梁面積小，工程規(guī)模較小，投資較低；（3）內(nèi)環(huán)半徑較大（R=50 m），故轉(zhuǎn)彎交通比較舒適；（4）由于設(shè)置4 個(gè)內(nèi)環(huán)匝道，占地規(guī)模較大；（5）立交西北角面臨5 棟樓房（6 層）的拆遷，實(shí)施難度較大。

6.3 方案三：半苜蓿葉半定向立交方案

本立交方案為3 層半苜蓿葉半定向互通式立交，建筑高度約為14 m。方案由主線、匝道、輔道及人行道系統(tǒng)組成。

本立交方案的布設(shè)仍需保證南環(huán)路和中華大街2 條城市干道車輛直行的快速通行，滿足近、遠(yuǎn)期交通發(fā)展的需要。

立交方案設(shè)置為：中華大街路面較窄，選擇上跨南環(huán)路，位于最上層；南環(huán)路路面寬度較寬，設(shè)為第2層；地面輔道及人行道系統(tǒng)位于最下層。其中，秀水路－西環(huán)路、東環(huán)路－秀水路方向的左轉(zhuǎn)方向車輛通過(guò)2 個(gè)半定向匝道分別下穿中華大街和上跨南環(huán)路實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；西環(huán)路－市區(qū)、市區(qū)－東環(huán)路的左轉(zhuǎn)方向車輛通過(guò)R=55 m 的2 個(gè)苜蓿葉內(nèi)環(huán)匝道實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；西環(huán)路－秀水路、秀水路－東環(huán)路、東環(huán)路－市區(qū)、市區(qū)－西環(huán)路的右轉(zhuǎn)方向車輛通過(guò)定向匝道實(shí)現(xiàn)彼此間的交通轉(zhuǎn)換。

地面輔道及人行道全部設(shè)置在立交外圍右轉(zhuǎn)匝道的外側(cè)，并采用下穿橋梁形式穿過(guò)匝道及中華大街和南環(huán)路，與中華大街兩側(cè)輔道連接，實(shí)現(xiàn)地面交通組織各個(gè)方向及沿線的貫通。方案三效果圖見圖5。

圖5 方案三效果圖

技術(shù)指標(biāo)：南環(huán)路及中華大街主路為直線線型，中華大街上跨南環(huán)路，通過(guò)2 條圓形內(nèi)環(huán)匝道、2 條半定向匝道（左轉(zhuǎn)）及外側(cè)4 條定向匝道（右轉(zhuǎn)）實(shí)現(xiàn)其與南環(huán)路的交通流轉(zhuǎn)換；內(nèi)環(huán)匝道圓曲線最小半徑為55 m，半定向匝道最小半徑為65 m，外側(cè)匝道圓曲線最小半徑為147.5 m，立交區(qū)最大縱坡度為3.5%。機(jī)動(dòng)車道凈空4.5 m，非機(jī)動(dòng)車道凈空3.5 m，人行道凈空2.5 m。環(huán)形匝道v=30 km/h；半定向匝道v=40 km/h；右轉(zhuǎn)匝道v=40 km/h。方案三平、縱線形主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 方案三平、縱線形主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表

方案三特點(diǎn)：（1）半苜蓿葉半定向立交方案的整體布置較為對(duì)稱，簡(jiǎn)潔大方，景觀效果好；（2）橋梁面積較大，工程規(guī)模較大，投資較高；（3）內(nèi)環(huán)半徑（R=55 m）和半定向匝道（R=65 m）半徑較大，故轉(zhuǎn)向交通比較舒適；（4）由于設(shè)置2 個(gè)內(nèi)環(huán)匝道，占地規(guī)模緊湊；（5）立交西北角拆遷一段小區(qū)圍墻，需要溝通協(xié)調(diào)。

6.4 方案比選論證

立交方案的比選從占地拆遷、立交線形、噪音影響和景觀等幾方面進(jìn)行。

（1）方案二南環(huán)路往中華大街方向的右轉(zhuǎn)匝道距開元小區(qū)很近，根據(jù)v=30 km/h 車速對(duì)應(yīng)半徑為50 m，其結(jié)果會(huì)拆除開元小區(qū)部分居民樓房（5 棟6層建筑），需要拆遷的民房較多，工程進(jìn)度難度較大，不利于保證立交建設(shè)如期竣工。方案三只需要拆遷西北角一段圍墻和西南角的汽車4S 店，拆遷難度較小。

（2）方案三的立交線形標(biāo)準(zhǔn)均高于方案一和方案二，線形比較舒暢，車輛行駛安全，設(shè)計(jì)車速也較高，相對(duì)而言立交的使用功能較高；方案一線形不夠舒展，設(shè)計(jì)車速太低，會(huì)影響遠(yuǎn)期使用效果。

（3）本立交坐落于市區(qū)較繁華地帶，周圍有公安家屬院、開元小區(qū)和邯峰小區(qū)等居民住宅樓群。其中，方案二右上象限立交范圍貼近開元小區(qū)居民樓，且范圍較大，如果立交橋距離樓群很近，會(huì)對(duì)居民造成高分貝噪聲污染，影響很大；方案三較之其余方案的噪音影響范圍要小一些。

（4）城市立交往往有較強(qiáng)的景觀要求，方案一景觀性一般；方案二對(duì)稱性好，且具有較好的景觀性；方案三結(jié)構(gòu)緊湊對(duì)稱，簡(jiǎn)潔大方，具有很強(qiáng)的視覺景觀。

根據(jù)以上分析，最終以方案三為施工圖方案。建成的實(shí)景圖見圖6，3 種方案比較表見表4。

圖6 建成實(shí)景圖（主體）

表4 立交方案比較表

7 結(jié)語(yǔ)

立交選型方案設(shè)計(jì)應(yīng)該在立交設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下，明確交通量預(yù)測(cè)結(jié)果和路口需要規(guī)避的重要建筑，形成立交選型整體思路，因地制宜地提出可行的立交比選方案。通過(guò)對(duì)立交方案的交通功能、工程投資、占地拆遷、立交線形、噪音影響和景觀等方面進(jìn)行比選，可以確定各方滿意的立交選型方案。