城市互通式立体交叉改造方案分析

刘官发

摘要：现阶段，随着城市的发展，交通量的增加，越来越多的城市互通立交已不能满足当前交通的需求，亟需进行改造。本文结合我市某立交改造实例，阐述城市互通立交改造设计的特点、难点。仅供业内同行参考。

关键词：互通式；立体；改造方案

1互通式立交的特点

⑴制约因素多样，型式因地制宜。立交的型式往往受制于互通区的控制因素。主线及被交路道路条件、结构物布设情况、地形地貌状况、不良地质分布、管线保护需要等要素往往令匝道布设空间受限。因此，立交在设计中往往很难采用标准、对称的造型，需要根据预测交通量，结合互通区实际控制因素有的放矢，在标准型式的基础上适当变形，这也造就了枢纽立交型式复杂多变、各不相同。

⑵匝道数量较多，交通组织复杂。立交按照相交岔路数量的不同可分为三路交叉、十字交叉以及多路交叉。若枢纽立交相关道路的所有方向均设置匝道直接沟通联系，则随着相交岔路数量的增多，匝道数量将呈现几何级的增长，由此带来主线、匝道分合流次数的增多，增加了立交系统交通组织的复杂程度。

⑶占地面积宏大，投资规模显著。尽管大多立交设计时选用了布局紧凑的互通型式，但在实现匝道互联互通的同时，不可避免地产生了较多围合空间，这些封闭、零散的空间增加了利用上的难度，亦造成占地规模宏大。另一方面，匝道、主线间交叉关系较多，需要设置大量跨线结构物，由此造成投资规模显著增加。

2城市互通式立体交叉改造方案

2.1工程概况

我市某项目属于公路网规划“五纵、八横、两环、十联”中的环一线，匝道设计速度为40km/h，采用单向双车道或单向单车道。地面辅道设计速度为40km/h，根据需要及现场具体情况采用单向双车道或三车道，具体根据交通量预测结果及项目周边实际情况确定。

2.2 城市立交改造的主要控制因素

根据现场踏勘以及与相关部门对接、沟通，确定本项目的主要控制因素为：①我市道路系统现状及规划；②我市第二西通道隧道主体工程方案；③铁路及粮食专用线：距离成功大道约230m，铁路为双线电气化铁路，粮食专用线为单线地方铁路标准。按照铁路规定，铁路净空要求大于8.5m；④现状环岛北互通；⑤现状鼻子沟：下穿成功大道和铁路，2-2×4m连续拱涵，为该片区重要排水设施；⑥现状地下管线：含雨水、污水、给水、燃气、电力和通信等。⑦项目沿线建筑物；⑧环境保护对项目的限制；⑨工程地质条件对工程建设的影响。立交改造方案应避开控制物，主要控制物平面如1所示。

图1 主要控制物平面图

2.2确定主线车道数、匝道及其车道数

根据规划，结合现状路网，本项目主线按一级公路兼城市快速路设计标准，设计速度80km/h。本项目未来远景交通量预测年为2037年，结果显示此时路段断面交通量为41652pcu/d，高峰交通量为2749pcu/h。本项目设计速度80km/h，故快速路一条车道的基本通行能力为N0=2100pcu/h，单车道匝道设计车速≤50km/h，基本通行能力为N0=1200pcu/h，单向路线的设计通行能力按下式计算：

Na=N0×η×λ×γ×n×C式中：Na为单向路线设计通行能力 （pcu/h）；N0为一个车道基本通行能力；η为车道宽影响修正系数；λ为自行车影响修正系数；γ为行人过街影响修正系数；n为车道数修正系数；C为交叉口影响修正系数。

综上，本项目主线按双向六车道的一级公路兼城市快速路设计的标准设计，设计速度80km/h。匝道速度取40km/h，高峰小时交通量大于1200pcu，以及高峰小时交通量小于1200pcu 但匝道长度大于500m时，采用双车道匝道，除此之外采用单车道。

2.3改造方案比选综合上述分析，确定本立交改造设计的原则

①立交总体布置方案应符合规划要求，同时与周边路网相协调，满足项目的使用功能；②根据项目周边的用地情况，结合交通量分析，选择合理的立交形式和规模；③尽量减少改变现状立交的交通组织，减小规模，便于居民出行；④详细调查地下、地面及地上现状道路及控制物的形式及标高，优化方案，避开控制物的同时，竖向上与现状道路做好衔接；⑤优化线形，尽量减少征地和拆迁；⑥选用合理、美观的桥型，尤其在上跨现状成功大道和铁路处，应做到尽量缩短工期。本次主要提出以下2个改造方案。

图2 方案一平面布置图

方案一：主线上跨铁路和现状互通，改造现状B匝道引道，平面布置如图2所示。①B匝道（仅改造地面引道部分）：由现状路北侧地面辅道分流，利用主线桥孔，穿过主线后与现状B匝道桥梁相接，后左转进入成功大道。②H匝道（新建）：由现状成功大道右分流，左转跨越现状A匝道、B匝道、主线、C匝道、禾山路、粮食专用线（铁路）及铁路后汇流进入主线。③Q匝道（新建）：由主线分流，右转跨越铁路、粮食专用线及禾山路后汇入现状B匝道，再汇流成功大道。图方案一平面布置图方案一分析：①根据预测交通量，2037年由机场左转至演武大桥方向（B匝道）为4032pcu/h。现状B匝道采用双车道匝道，技术指标低，存在安全隐患，且远期无法满足服务水平Ⅱ1级。②东往南，需由主线提前驶出辅道，由辅道进入B匝道，行车不流畅，交织多，无法快速通行。③由于须为B匝道下穿留有空间，该处主线最大跨径为40m，部分桥墩需做门架形式，施工复杂。且错位墩多，显得如林密布，景观性差。

方案二：在方案一的基础上进行优化，方案二平面布置如图3所示。①将现状A匝道拆除重建，在满足规范交织长度要求下，重建A匝道从成功大道路基段重新分流。而H匝道则从A匝道左侧分出，左转上跨主线、成功大道后再汇入主线，以解决方案二中主线上连续分流间距不足的问题。②进一步优化L匝道，方案二中L匝道（以直接式出口从主线分出）上跨比亚迪专卖店，跨径为40m，且桥墩距离建筑较近。考虑到不影响现状C匝道及地下通道，H匝道线形已无优化条件。方案中L匝道采用平行式出口，线位向主线压近，减小跨径，与建筑尽量拉开距离。优化后L匝道平面图图3方案二平面布置图方案二存在问题：①需拆除既有A、B匝道桥，新建A、H、J、L、Q、X匝道增加部分工程量和造价。②因拆除既有A、B匝道桥，需进一步考虑施工过程中的交通组织问题。综上所述，方案二相对于方案一，解决了方案一存在的多项问题，同时满足各方向交通需求，且造价控制在投资估算范围内，因此方案二作为推荐方案。

图3 方案二平面布置图

2.4地面交通系统的恢复与完善

由于城市中互通立交的特殊属性，地面交通系统往往连接着互通周边居民小区或厂区等，是互通立交中的重要部分，因此在互通立交方案制定的过程中务必同时考虑并完善该系统。地面交通系统主要包括地面机动车交通系统和行人、非机动车交通系统两部分。地面系统的改造应恢复地方道路交通功能，满足周边居民出行要求。本次地面机动车交通系统主要通过对现状地面道路进行改线，铁路两侧道路利用现状通道涵连通。

结束语：

结合上述立交改造案例，在城市互通立交改造方案中用地较为受限，交通流方向多，均需提出满足各方向交通的解决方案；互通改造控制因素多且繁杂，在前期研究方案阶段须逐一搜集资料和调查，尽量减少对现状互通的拆除，以及需保证地面层交通系统畅通、完善。

参考文献：

[1]刘子剑.互通式立体交叉设计原理与应用[M].北京:人民交通出版社，2015.