高速公路与城市道路互通异形立交的设计要点分析

发表时间:2021/3/29   来源:《工程管理前沿》2021年第1期   作者:万 猛
[导读] 近几年来我国经济水平快速增长,对道路交通的要求越来越高
        万 猛
        武汉综合交通研究院有限公司 湖北武汉 430014
        摘要:近几年来我国经济水平快速增长,对道路交通的要求越来越高,需提升整个交通系统的建设水平。在整个交通体系中,高速公路是重要组成部分,而互通异形立交是其中比较重要的设计内容。为此,本文通过对互通立交桥建设进行分析,从立交桥建设选址问题、选型、设计着手,探讨高速公路与城市道路互通异形立交的设计要点,以此为相关人士提供有价值的参考依据。
        关键词:高速公路;城市道路;互通异形立交;设计要点

        前言:在经济快速发展的背景下,现代化城市建设不断推进,交通体系作为其中重要建设内容。高速公路建设过程中,相关部门不仅要对高速公路规划提高重视,还需融合互通异形立交建设方法。然而,当前高速建设融入互通式交互方案在设计方面仍然面临着内容匮乏、深度不够的问题,不能够满足现代化建设的需求,因此需要对互通立交方式高速公路建设设计方案进行严格控制,以此进一步提升设计方案质量。

一、位置选择
        其一,科学进行路网相交节点位置的规划设计,就互通异形立交而言,其作为整个高速公路路网中比较重要的转环设施,因此在进行路网规划时,应对其中的重要节点处、高速公路和与沿线主要道路之间的交点等处进行互通立交布设,这样做的目的在于为未来路网投入实际使用中,为沿线交通流提供便利[1];其二,对于被交道路的设计条件,对于互通异形立交设计而言,其互通范围主线交通量和被交道路之间进行转换,因此对于匝道和被交道路两者在相交处比较适宜选取被交道路平纵指标相对比较高的路段进行设计。另外,如果需要进行互通连接线处的互通设计,连接线路线走势也会在一定程度上影响互通位置;其三,对于互通范围所处地质和地形方面,就互通场地而言,具有占地面积大的特征,因此在进行选址时应尽可能避开不良地带,选择一些比较适用于互通展线或者拆迁量小的地形位置进行布设,与此同时还要做好对互通规模的控制;其四,对于互通异形立交间距的设计,应根据立交前后与隧道或者其他比较重大结构之间的距离进行分析,以此来决定互通位置。

二、型式选择
        其一,匝道形式,基于匝道功能、相交道路之间的关系进行分类,可将匝道分为左转、右转两种匝道形式,对于左转匝道还可分成直接、半直接和间接三种形式。
        其二,互通异形立交形式,根据相交道路条数进行划分,主要分为以下三种:1.三路立体交叉,还可将其分为喇叭形、子叶式以及Y形;2.四路立体交叉,还可将其分为苜蓿叶式、X形、定向式、涡轮式以及组合式;3.多路立体交叉,可将其分为苜蓿叶式、苜蓿叶式和Y形两者组合、苜蓿叶式和喇叭形两者组合。

三、综合设计
(一)匝道设计速度
        对于匝道设计速度,主要根据当前工程中匝道型式、互通立交类型等多方面因素进行确定,而匝道速度在整个设计中对匝道平纵参数、曲线超高等参数信息的确定起到直接决定作用[2]。

除此之外,还需特别注意环形匝道速度应以低于40km/h进行设计;对于左转弯匝道中的直连和半直连两种匝道,应以规范中的数值为标准,选择上限值或中间值进行设计;对于右转弯匝道,应选择上限值或中间值进行设计。
(二)匝道通行能力
        对于通行能力部分的设计,通常根据匝道基本路段、端部、交织区域的通行能力来进行设计,选择上述三者通行能力中的最小值。另外,在进行匝道通行能力设计过程中,还会因主线分合流区通行能力产生相应的影响。基于以上在进行实际设计中,应根据工程中主线变速车道、渐变段长度等技术指标进行相应的设计。对于环形匝道,其通行能力通常为800-1000pcu/h之间,为此应结合交通量来确定设计的半径,以此最大化的满足匝道交通能力,防止因此造成交通瓶颈问题。
(三)主线设计
   在互通异形立交设计中,互通区主线作为其中一部分重要组成,对于该部分的设计应严格遵循行车便捷、快速、安全等基本原则进行。对于主线中的平纵面技术指标的设计应比主线正常路段的标准高出一部分,主要有平/竖曲线半径、横/纵坡等[3]。这主要在于主线部分的平纵技术指标对匝道线性整体设计以及主线分合流区中车辆驾驶安全稳定具有非常重要的影响。
(四)被交道设计
        如果被交道性质为高速公路或者一级公路情况下,对于互通立交中的匝道相接处应选取平纵指标相对比较高的路段进行设计,与此同时,还要将该处是否有改建规划考虑其中,例如需要进行改建的部分可根据远期作业标准,并在特定的互通范围中一同进行修建,这样做的目的在于最大化避免出现因二次实施产生的工程浪费情况;如果被交道性质为二级公路或者三级公路情况下,对于互通 连接线位置和被交道两者之间应采取平面交叉的方式进行设计,对于相交位置的选择应根据当前被交道相邻交叉口之间的间距、平纵指标进行设计。
(五)匝道平面线形设计
        对于这部分设计内容应根据当前公路工程的匝道功能、设计速度、通行能力等多方面因素来进行综合设计。关于平面线形构成要素主要有直线、缓和曲线以及圆曲线。其中要特别注意分流鼻位置的匝道平面曲线最小曲率半径应根据规范标准中要求进行设备,还要确保回旋线长度不得比超高过渡长度短。
(六)匝道纵断面设计
        首先应明确该工程匝道的起点纵坡和终点纵坡,以此为基础进行匝道拉坡,一般情况下在匝道设计线位置距离分合流点5m或者10m位置取点,通过该点对主线横坡的设计高程进行相应计算,然后在分合流点设计高程进行高差计算,然后与两点之间距离进行相除,最终算出纵坡参数,而这个坡度就是匝道起点纵坡或者终点纵坡。

总结:
        综上所述,社会经济不断提升,城市人口日益增长,为道路交通体系带来很大压力,道路堵塞也成一种常见现象,特别是交叉口拥堵情况比较严重,已影响到人们正常生活,在这样的情势下也就出现了各种形式立交桥、高架桥、高速公路等。其中互通异形立交工程能够有效缓解交通堵塞问题,其具有设计新颖、造成美观等特点,不仅改善了交通体系建设,同时也为城市添加了一种美景,具有积极性设计意义。

参考文献:
[1]毛传义. 高速公路与城市道路互通异形立交的设计要点分析[J]. 建筑施工, 2020, v.42;No.348(04):125-129.
[2]何禄诚, 宁选杰, 史刚雷. 山区高速公路服务型异形互通方案研究[J]. 公路, 2019, v.64(11):76-80.
[3]覃兆柳. 城市道路互通立交优化设计研究[J]. 珠江水运, 2020, No.505(09):78-79.
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