德陽市一環(huán)路長江西路立交總體方案設(shè)計

張 娜，吳 艷，黃慶龍

（中國市政工程西南市政研究總院，四川成都610081）

1 概述

隨著德陽市被確定為四川省首批統(tǒng)籌城鄉(xiāng)綜合配套改革試點市，德陽市的總體目標是經(jīng)過10年努力，把德陽建設(shè)成為具有國際競爭力的裝備制造業(yè)基地、新材料基地、綜合化工基地、名優(yōu)食品基地、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地，使德陽成為成渝經(jīng)濟區(qū)不可替代的重要發(fā)展力量。隨著市域范圍的擴大，重型機械工業(yè)區(qū)、電機工業(yè)區(qū)、天元開發(fā)區(qū)、旌湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū)和八角井開發(fā)區(qū)等開發(fā)區(qū)的相繼發(fā)展，德陽市經(jīng)濟飛速發(fā)展，城市人口的增加，人民生活水平不斷提高，交通擁堵問題也日益增加，部分道路已經(jīng)超過了其交通量服務(wù)能力。且目前相對于城市建設(shè)發(fā)展的規(guī)模而言，現(xiàn)有的道路交通設(shè)施總體上規(guī)模不足，難以完全滿足群眾出行以及貨物運輸?shù)幕疽蟆Ｖ行某菂^(qū)設(shè)施不足的原因主要在于次干路及支路等次級道路不足。次干路缺乏將成為城區(qū)規(guī)模不斷擴張中首先需要解決的問題。鑒于此，為了德陽市的可持續(xù)發(fā)展，改善城市的基礎(chǔ)設(shè)施，擴大城市規(guī)模十分必要。

本工程位于德陽市城區(qū)天元片區(qū)中心長江西路與一環(huán)路交叉節(jié)點處，見圖1，相交的兩條道路都是城市主干路Ⅰ級，設(shè)計車速都達到了60 km/h，因此兩條道路都是交通功能為主的干道。根據(jù)《德陽市綜合交通規(guī)劃》，長江西路是連接中心城區(qū)與天元片區(qū)的主要通道之一，同時，還承擔(dān)著一部分東西向過境交通的流量；規(guī)劃的一環(huán)路主要起著德陽市區(qū)間連接通道的作用，另外，規(guī)劃期內(nèi)還將承擔(dān)一部分南北向過境交通的流量。

從以上的分析可以看出，長江西路與一環(huán)路交通功能都比較顯著，流量較大，本工程建設(shè)的立交應(yīng)屬于樞紐型互通立交。

圖1 德陽市交通規(guī)劃圖

2 立交現(xiàn)場與規(guī)劃分析

2.1 立交場址現(xiàn)狀

立交場址范圍地勢平坦，高差較小，大部分為農(nóng)田、空地和魚塘。該節(jié)點西側(cè)與一環(huán)路平行有一現(xiàn)狀改造完成的溝渠（三十支渠），三十支渠斷面為倒梯形，上口寬度8 m，且渠道位于一環(huán)路西側(cè)規(guī)劃綠化帶內(nèi)。本節(jié)點北、東、南三個方向的道路均已施工圖設(shè)計完成，一環(huán)路已經(jīng)在建，其土路基已經(jīng)部分形成，因此立交地面層道路標高已確定。

2.2 相交道路規(guī)劃

項目為天元片區(qū)中心位置，本片區(qū)主要功能為商業(yè)金融中心、行政辦公文化娛樂中心及工業(yè)發(fā)展。

規(guī)劃區(qū)用地分為三個主要功能區(qū)：天元片區(qū)南部區(qū)域為工業(yè)區(qū)；片區(qū)中部為居住區(qū)和商業(yè)金融區(qū)，包括完善的配套服務(wù)和社區(qū)管理設(shè)施；片區(qū)北部為居住區(qū)。

相交道路規(guī)劃如下：

一環(huán)路：城市主干路I級，紅線寬度50 m，見圖2。

長江西路：城市主干路I級，紅線寬度50 m，見圖3。

圖2 一環(huán)路標準路段橫斷面（單位：m）

圖3 長江西路標準路段橫斷面（單位：m）

3 立交交通量預(yù)測

根據(jù)《德陽市綜合交通規(guī)劃》，遠景年為2020年，因此本項目交通流量預(yù)測遠景年為2020年，預(yù)測情況為路網(wǎng)形成。預(yù)測思路大體上采用“四階段模式”，即沿著交通生成→交通分布→交通方式劃分→路網(wǎng)流量分配的過程進行。得到該立交的高峰小時預(yù)測流量見表1。

表1 2020年立交高峰小時流量（單位：pcu/h）

立交遠景預(yù)測交通量見圖4。

圖4 立交遠景預(yù)測交通量

4 設(shè)計指導(dǎo)思想

（1）嚴格執(zhí)行專業(yè)設(shè)計規(guī)范、技術(shù)標準，服從城市規(guī)劃，滿足交通功能和交通需求。同時，立交設(shè)計應(yīng)符合通常駕駛習(xí)慣。

（2）立交橋選型美觀大方，強調(diào)交通功能和外形設(shè)計的完美結(jié)合，體現(xiàn)大都市風(fēng)貌。

（3）力爭少占地，少拆遷。

（4）橋梁結(jié)構(gòu)形式選用應(yīng)符合“安全，美觀，經(jīng)濟，適用，施工方便”的原則。

（5）注重立交方案的可實施性。

（6）堅持以人為本的設(shè)計理念，為行人及非機動車提供盡可能的方便。

5 立交總體方案布置

5.1 方案一

（1）方案概況

本方案屬于雙向分離式立交，立交總共三層。

（2）交通組織

該方案的交通組織為一環(huán)路及長江西路輔道在地面層平交為立交的第一層；一環(huán)路直行交通下穿地面層為立交負一層；長江西路直行交通上跨地面層為立交第二層。所有左右轉(zhuǎn)交通通過地面層平交層實現(xiàn)其交通轉(zhuǎn)換。立交范圍內(nèi)的非機動車與人行通過輔道地面層實現(xiàn)其交通轉(zhuǎn)換，見圖5。

圖5 方案一效果圖

（3）主線縱段設(shè)計

一環(huán)路南北段道路及長江西路東段道路均已施工圖設(shè)計完成，本次道路地面層設(shè)計高程均以施工圖為依據(jù)，與之一致，只有長江西路西段道路地面層縱斷面為本次需新設(shè)計的，此段縱斷面設(shè)計也以已設(shè)計的道路縱斷面高程為控制高程，與之銜接。

一環(huán)路直行主線最大縱坡為3.95%，長江西路直行主線最大縱坡為3.95%。

（4）方案特點綜述

a.直行方向通行能力大，且整個立交可以實現(xiàn)各個方向的轉(zhuǎn)向交通。

b.受現(xiàn)有三十支渠限制，直行下穿只能是一環(huán)路，且一環(huán)路在縱斷面設(shè)計基本都是填方，這樣更有利于設(shè)計成下穿，降低下挖深度，節(jié)約工程投資。

c.有效地利用了道路規(guī)劃綠化用地，沒有突破道路紅線寬度，節(jié)約土地資源，占地小。

d.人行及非機動車道系統(tǒng)完善，使用方便，安全。

e.本方案采用地道，立交排水需設(shè)泵站,今后維護費用較大。

5.2 方案二

（1）方案概況

本方案屬于苜蓿葉式立交，立交總共三層。

（2）立交交通組織

該方案的交通組織為一環(huán)路與長江西路的輔道在地面層平交，為立交的第一層；長江西路直行交通上跨地面層為立交第二層；四個方向的左轉(zhuǎn)交通通過四個苜蓿葉匝道實現(xiàn)轉(zhuǎn)換；一環(huán)路直行交通上跨長江西路為立交的第三層。所有右轉(zhuǎn)交通設(shè)專門右轉(zhuǎn)匝道。立交范圍內(nèi)的非機動車與人行通過輔道和地面平交層實現(xiàn)其交通轉(zhuǎn)換，見圖6。

圖6 方案二效果圖

（3）路幅斷面設(shè)計

本方案一環(huán)路與長江西路標準段路幅設(shè)計與方案一處理方式一致。匝道采用單向車道設(shè)計。

（4）方案特點綜述

a.立交為全互通立交，交通通行量大。

b.各個方向交通流無沖突點，無須設(shè)紅綠燈。

c.非機動車、人行步道系統(tǒng)完善，使用方便，安全。

d.由于右轉(zhuǎn)匝道的設(shè)置，G匝道在與一環(huán)路相接處需跨過現(xiàn)狀三十支渠100 m，如果在此處采用暗涵形式處理，工程造價較大，為節(jié)約投資建議將此處三十支渠改道處理。

5.3 方案三

（1）方案概況

本方案屬于部分互通式立交，立交總共三層。

（2）立交交通組織

該方案的交通組織為一環(huán)路與長江西路的輔道在地面層平交，為立交的第一層；長江西路直行交通上跨地面層為立交第二層；一環(huán)路南向長江西路西方向的左轉(zhuǎn)和一環(huán)路北向長江西路東方向的左轉(zhuǎn)交通通過兩個苜蓿葉匝道實現(xiàn)轉(zhuǎn)換；長江西路西向一環(huán)路北及長江西路東向一環(huán)路南兩個方向的左轉(zhuǎn)交通通過兩個定向匝道實現(xiàn)；一環(huán)路直行交通上跨長江西路為立交的第三層。所有右轉(zhuǎn)交通設(shè)專門右轉(zhuǎn)匝道。立交范圍內(nèi)的非機動車與人行通過輔道和地面平交層實現(xiàn)其交通轉(zhuǎn)換，見圖7。

圖7 方案三效果圖

（3）路幅斷面設(shè)計

本方案的路幅設(shè)計與方案二處理方式一致。

（4）方案特點綜述

a.立交各個方向交通快捷，交通流量大。

b.立交線形流暢，行車更為安全。

c.立交規(guī)模宏偉，形式美觀，可成為天元片區(qū)一標志性建筑。

d.人行及非機動車系統(tǒng)完善，使用方便，安全。

e.由于右轉(zhuǎn)匝道的設(shè)置，G匝道在與一環(huán)路相接處需跨過現(xiàn)狀三十支渠100 m，如果在此處采用暗涵形式處理，工程造價較大，為節(jié)約投資建議將此處三十支渠改道處理。

6 橋型的選擇與橋跨布置

對于城市互通橋梁，其橋梁平面布置應(yīng)服從整體道路線位的走向。跨徑選擇應(yīng)注意經(jīng)濟、合理性，同時又必須保證橋梁在整個互通立交內(nèi)的功能發(fā)揮。

該項目為大型城市立交工程，為保證行車的舒適性、整體性與耐久性，考慮到橋梁整體的景觀效果，設(shè)計優(yōu)先采用標準跨度的連續(xù)梁橋。橋梁跨度的布置結(jié)合建設(shè)場地實際情況，采用25 m標準跨徑進行布設(shè)，橋跨布置受場地實際情況制約時，根據(jù)需要對跨徑進行適當(dāng)調(diào)整。

6.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)

城市橋梁的梁體是整座橋梁的靈魂，梁體結(jié)構(gòu)既要保證安全可靠，又要考慮施工方便，還要兼顧造型美觀。梁體在景觀上要求纖細輕巧、連續(xù)流暢，主梁頂面盡量與底面平衡。經(jīng)認真對比分析，本次設(shè)計梁體采用箱梁，有以下三種形式：

魚腹箱梁、斜腹板箱梁、直腹板箱梁。

魚腹梁是在傳統(tǒng)梁體中加入了曲線要素，從而使梁體更加形體豐富、韻律優(yōu)美。成都市已建成的二環(huán)路交大立交及成彭快速路高架橋采用的魚腹梁受到了廣大群眾的一致好評，本次設(shè)計魚腹梁形式與之不同，梁側(cè)不設(shè)懸臂，讓梁體曲線更加順暢，底面更加平順，外形更加優(yōu)美。此種梁體還具有閉合截面剛度更大,整體受力整體性能更好的特點，見圖8。

圖8 魚腹梁截面

斜腹板箱梁的邊腹板斜置，減小了底板橫向?qū)挾龋诠?jié)約材料的同時也具有較好的景觀效果。該梁體的特點是水平方向單維突出，具有很強的沿水平方向左右伸展的力動感與穿越感連續(xù)流暢，對橋梁正視時，水平方向呈直線或曲線延伸，從橋的一端連續(xù)流暢地到達彼端，見圖9。

圖9 斜腹板箱梁截面

傳統(tǒng)的直腹板箱梁造型簡單而又充滿力度的。直腹板箱梁與以上兩種梁體相比，受力明確，施工模板易于制作、搭設(shè)，施工方便，最為經(jīng)濟，見圖10。

圖10 直腹板箱梁截面

6.2 橋梁下部結(jié)構(gòu)

橋梁墩型的選擇應(yīng)滿足上部結(jié)構(gòu)的受力要求、滿足結(jié)構(gòu)本身強度、剛度和穩(wěn)定性，還應(yīng)結(jié)合周邊景觀和地形、地貌特征等的要求，要與上部結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的和諧統(tǒng)一，并注重當(dāng)?shù)厝宋木坝^的特點。橋墩在考慮荷載等因素的前提下應(yīng)盡可能數(shù)量少、形態(tài)統(tǒng)一。城市立交橋要避免墩高、量多，注意梁底處理，使橋下空間明亮而舒暢。同時，應(yīng)考慮橋梁施工的難易程度及橋梁的經(jīng)濟合理性。

本次設(shè)計采用外形近似的Y型雙肢墩和花瓶式橋墩，見圖11、圖12，這種橋墩造型的選擇改變以往橋墩直排笨重的形象，使得橋梁更生動、富有靈氣。

圖11 主線橋Y型雙肢墩

圖12 匝道花瓶墩

主線橋的橋墩采用Y型雙肢墩，墩柱間用橫系梁連接，使橋下視覺穿透性更好，橋下空間明亮大方，同時橋墩用料也得到了節(jié)約，見圖13。

匝道橋則選用形態(tài)優(yōu)美的花瓶墩，橋墩墩柱纖細、挺拔，墩柱邊緣及橋墩頂部配以精細的紋理，突顯橋梁精密細致、挺拔有力的建筑形態(tài)。

6.3 下穿地道結(jié)構(gòu)

整個下穿地道按結(jié)構(gòu)歸類分為：地道框架段、U型船槽段以及擋墻段。

圖13 上跨橋效果圖

（1）地道框架部分設(shè)計采用單箱雙室矩形框架結(jié)構(gòu)，材料為C30防水鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土抗?jié)B等級不低于S8。

（2）U型船槽部分采用兩側(cè)帶有立式懸臂的C30防水鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)（整體式），混凝土抗?jié)B等級不低于S8。

（3）擋墻結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)高度不同分為鋼筋混凝土懸臂擋土墻及素混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)。

6.4 施工方法

該立交工程的限制因素眾多，因此根據(jù)立交不同區(qū)段采用了不同的施工方法。

（1）跨線橋的施工

跨線橋設(shè)計為連續(xù)梁橋，梁橋采用搭架現(xiàn)澆施工。

（2）下穿地道的施工

方案一一環(huán)路方向采用了下穿長江西路的方式，因此在下穿三環(huán)路的施工方式上我們專門進行了研究和比較，通過比較分析，下穿地道的施工只有采取采用明挖法施工。

7 方案評價

方案詳細比較見表2。

表2 立交方案綜合比較表

通過以上比較，可看出三個方案均能夠解決各個方向的左右轉(zhuǎn)交通需求，交通功能均比較齊全。通過綜合比較結(jié)合現(xiàn)在城市交通發(fā)展的迅猛趨勢，推薦采用方案三為推薦方案，線形標準高，縱坡較緩，兩條定向左轉(zhuǎn)匝道車速可達到50 km/h，故方案三為推薦方案。

8 結(jié)語

一環(huán)路長江西路立交作為德陽市城區(qū)西部天元片區(qū)的主要重要節(jié)點，典型的主干路與主干路交匯點，立交型式的選擇應(yīng)根據(jù)沿線已有道路交通設(shè)置狀況及建筑，用地狀況，在堅持設(shè)計標準的條件下，因地制宜，新舊設(shè)施結(jié)合，注重環(huán)境保護，達到工程建設(shè)成果與經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益的有機統(tǒng)一。