樞紐立交選型實例分析

齊萱

（北京市政工程設計研究總院有限公司，北京市100082）

樞紐立交選型實例分析

齊萱

（北京市政工程設計研究總院有限公司，北京市100082）

隨著我國經濟的不斷發展，城市快速路及立交建設方興未艾，出現了越來越多的各種大型互通樞紐型立交。樞紐立交設計一直是道路立交設計中的難題，而位于環線和放射線處的環－切線樞紐立交更是增加了設計難度。北滘立交在佛山一環線東南角處，一環線與橫六、縱五呈環路—切線關系，其相交道路等級及功能定位確定其必須具有大型樞紐立交的功能。分析主線布設、匝道布設、豎向設計及其與周邊地形地物的結合、與地方路相交節點的處理等方面進行立交選型設計，總結了北滘立交選型設計中遇到的各種問題和經驗教訓，對同類立交設計中應當注意的相關問題提出建議。

環－切線樞紐立交；一環線；北滘立交；選型設計

0　引言

立交選型是否合理，不僅影響整個立交的功能和投資，而且與景觀及社會效益的發揮密切相關。隨著我國經濟的不斷發展，城市快速路及立交建設方興未艾，出現了越來越多的各種大型互通樞紐型立交。樞紐立交設計一直是道路立交設計中的難題，而位于環線和放射線處的環－切線樞紐立交更是增加了設計難度。選取有代表性的佛山北滘立交選型實例,通過對選型設計過程中遇到的難點進行分析，得到設計經驗，將其總結歸納，希望為同類立交設計提供技術借鑒。

北滘立交位于佛山市順德區北滘鎮，處于佛山一環線、規劃橫六及縱五的交匯處。北滘立交在佛山一環線東南角處，一環線與橫六、縱五呈環路—切線關系，其相交道路等級及功能定位決定了其必須具有大型樞紐立交的功能。其地理位置詳見圖1。

北滘立交在選型上不僅受到了規劃道路“橫六、縱五”線位的限制，而且受到了現況村莊、廠房、河道的制約，立交的主路線形及匝道布線，立交占地范圍均被控制在一定范圍之內，增加了立交選型設計的難度。整個設計過程經歷了線位調整、斷面布置調整、近遠期實施方案、立交方案調整深化、地方連接通道的恢復與完善等階段，最終確定為環－切線型的全互通式樞紐立交形式。

圖1　地理位置示意圖

1　區域現況及規劃

1.1現況

北滘立交位于佛山順德區北滘鎮，立交用地范圍內主要有魚塘、少量的苗圃，另外沿線還占用了少量的民房、工業開發區、廠房等建筑物。地形、地物復雜，分布單位多，地上、地下管線較多，所受限制主要為以下幾方面：

（1）工業開發區及廠房：立交東南側分布有許多現有廠房；

（2）相交道路：立交的東北象限為現有的三樂路，三樂路向西北與立交縱五線相交，向東南與立交橫六線匯合；

（3）相交河道：在三樂路南側與其平行的三馬河，位于立交西側的黃龍大涌等；

（4）立交現況其余用地均為魚塘和少量的苗圃。

1.2規劃

在立交范圍內，有一環線、橫六、縱五和三樂路4條規劃道路，規劃河道為三馬河，規劃立交為全互通式樞紐立交。

1.2.1一環線（含橫六和縱五）

一環線規劃為全封閉、全立交、控制出入的一級公路兼城市快速路，規劃紅線寬120 m，計算行車速度為100 km/h；標準橫斷面為兩幅路形式，雙向8車道加連續停車帶，標準路基寬42 m。道路兩側設輔路系統，兩側輔路按城市主干路標準，計算行車速度40～50 km/h，路面寬度2×12 m。

1.2.2三樂路

三樂路規劃為一級公路，計算行車速度為80km/h；標準橫斷面為兩幅路形式，雙向6車道，標準路基寬度為28 m。

1.2.3三馬河

三馬河規劃河上口寬為15 m，涌底控制高程珠基為-1.5 m，橋梁梁底控制高程珠基為3 m。

1.2.4立交方案

綜合以上各條道路的性質，結合佛山組團的發展方向及周邊的用地情況，該立交定義為環－切線型的全互通式樞紐立交。立交主流向應滿足環線和公路主干線的交通需求，同時也應考慮立交周邊的地方道路交通。

2　立交選型原則

立交選型主要遵循以下幾項原則：

（1）立交選型是根據其功能要求和遠景直行、分流及合流交通量的分布情況，綜合考慮地方規劃、現場條件、技術特征、行駛安全、投資成本、經濟效益、美觀效果及遠期發展等因素，在多方案比較的基礎上，合理選定互通式立交形式；

（2）立交的選型應與整體路網格局一致，其設置除應滿足現有道路網區域交通轉換功能之外，還應為沿線鄉鎮提供便捷服務；

（3）對節點進行定性、定量分析，區分主次要交通流向，保證主方向環線的交通順暢，體現“快”與“快”相交的特點；

（4）環線與規劃道路“橫六、縱五”連接，滿足交通轉換及交通流量的需求；

（5）滿足其他各方向的交通轉向、現有三樂路的交通需求，解決好立交輔路系統的轉向問題；

（6）緊密結合區域規劃條件、地形地物特點，因地制宜、機動靈活、合理安排立交形式，使匝道布置緊湊，節約用地，減少拆遷；

（7）從匝道布局、豎向安排、拆遷占地、生態環保等方面進行綜合分析比較，控制工程規模、節省工程投資；

（8）滿足規范、標準要求。

3　節點功能分析

3.1交通功能分析

北滘立交位于一環線的東南角，為規劃縱五與橫六的交點位置，同時又是規劃一環線的環切線位置。此交點是路網中極為特殊并且十分重要的節點，立交關系復雜。由于三樂路與橫六線位相距較近，所以北滘立交是含三樂路立交在內的一組大型樞紐立交，為一級立交。立交采用全互通、機非分離形式。

根據規劃，佛山市將以禪城區為核心，周圍四區及其鄉鎮以多組團的模式發展。按此規劃，佛山干線公路網規劃為“五縱九橫”，其中的橫二、橫六、縱三、縱五圍合的線路即形成了規劃城市快速環路線位（一環線）。一環線承擔的主要功能為屏蔽過境交通流量。從佛山地區總體交通流向分析，主流向為西南至東北方向，即佛山至廣州方向，而北滘立交位于南環和東環轉向聯接線處，除直行交通外，其環線交通特征明顯。該節點立交設計中，應強調環線的功能及標準，保證環線交通流向連續性的同時滿足切線交通。

整個立交分為主路（一環線、橫六和縱五）、匝道及輔路三個層次，系統間緊密聯系，不僅解決了過境交通和轉換交通，同時也服務于地方，對地方區域交通進行了恢復和補充完善。

3.2預測交通分析

根據遠景年（2026年）交通量預測，北滘立交節點轉向交通流量如圖2所示。

圖2　北滘立交節點預測交通轉向流量圖（單位：pcu/h）

從預測交通量上分析，該立交預測年末（2026）總轉向交通量為74 103 pcu/d，主要的交通量轉移方向為北向西和西向北上、下行雙方向，交通量為45 428 pcu/d，占總轉向交通量的61.3%。另外，由西駛入該立交的交通量為45 460 pcu/d，其中左轉向北的交通為22 683 pcu/d，占總交通量的49.9%，由北駛入立交的交通量為57 213 pcu/d，其中右轉向西的交通量為22 746 pcu/d，占總量的39.8%（其余的交通量主要分布在橫六、縱五的延長線方向）。由此可見，該立交的環向交通量占立交總交通量相當大的比重，因此該立交應為環線加十字交叉型立交，在立交設計中應首先保證環線交通的通暢，同時滿足其余方向的交通。

4　立交布局

4.1立交控制條件

北滘立交選型的主要控制條件有與三樂路近遠期設計的結合、避開立交東南角的多處廠房、村鎮之間交通聯系的地方道路，同時還有河道的控高、主線凈空為5 m對豎向設計的影響等。由于一環線為主流向，橫六和縱五也同樣是快速路系統，立交用地雖然達到95萬m2，但是對于三層全互通式公路立交用地仍有局限性。

4.2立交系統組成

北滘立交形式為單苜蓿葉加定向匝道三層全互通式樞紐立交。一環線與橫六、縱五采用雙Y型立交，橫六上跨縱五，與三樂路采用分離式立交形式。除由南向西轉向匝道采用環形苜蓿葉式外，其余均采用定向式匝道，如圖3所示。

圖3　北滘立交效果圖

一環線規劃為一級公路兼城市快速路，但從其所處的位置來看，城市道路的功能更加突出。在一環線線位走向確定后，在一環線、橫六、縱五以及三樂路圍合范圍內，受立交東南角用地范圍的限制，考慮到與橫六、縱五兩個規劃線位的銜接，同時滿足主要轉向即環線和切線橫六、縱五的交通暢通，立交設計對主線及匝道布設線位進行多次調整。由里及外，由主到次，按先優化主流線位、重要轉向匝道、次要轉向匝道，再考慮輔路系統的先后順序，合理布設立交主線、匝道及輔路系統。立交設計方案如圖4所示。

圖4　北滘立交方案圖

4.2.1主流向系統

（1）設置由西（南一環線）向北（東一環線）向東（橫六）在上，東向西在下的雙Y型立體交叉。

（2）設置由北（東—環線）向西（南—環線）向南（縱五）在下，南向北在上的雙Y型立體交叉。

（3）橫六上跨縱五形成十字立體交叉。

（4）一環線與三樂路相交采用—環線在上，三樂路在下，分離式立體交叉形式，轉向可通過輔路系統進行方向轉換。

（5）橫六與三樂路相交采用雙Y型立交，三樂路南向北主路按原線位布置，橫六從主路分流至南一環線；調整三樂路北向南部分線位，下穿橫六與其合流至三樂路原線位。

（6）縱五與三樂路以右進右出的形式相交，不設紅綠燈控制，三樂路通過增設一條右轉匝道（Z匝道）與縱五相接。

4.2.2匝道系統

結合未來交通流量及主次交通需求設置由西向南、由南向東、由東向北三條右轉匝道（H、Y、G匝道），設置由南向西苜蓿葉型一條左轉匝道（W匝道），設置由東向南、由北向東兩條定向式左轉匝道（D、I匝道）。

4.2.3輔路系統

在立交匝道線位確定后，根據主路及匝道的豎向高程、單位及村莊的出行方向、規劃路網等情況，在匝道的外側，利用橋梁凈空及下穿通道設置立交輔路，同時承擔地方道路連接功能。

5　豎向設計

5.1設計原則

（1）根據現況地形、地物合理安排道路的上跨或下穿；

（2）綜合考慮土方的填挖方數量，在滿足規范標準的前提下，減少填方和橋梁面積；

（3）豎向與平面線位相協調，通過局部淺挖，降低上跨高程，減少橋梁長度；

（4）地下水位控制以及道路路基的防洪要求；

（5）滿足周邊單位、建筑的散水要求；

（6）滿足河道的水位要求。

5.2主要豎向控制

立交豎向設計也是控制立交形式的重要因素之一。在有限的立交用地范圍內，滿足道路凈空要求。縱向設計直接影響平面定線，通過反復的平縱調整優化設計，使立交發揮最優的交通功能。

北滘立交道路最低標高是根據北京市政院《水文分析與計算》中關于特大值暴雨產生的淹澇水位2.9 m左右確定的。考慮到排水系中間有一定的水位差別，道路路堤、橋梁等阻水因素，以及魚塘常水位對路基穩定性的影響，路基最低填高到4 m。由于是三層立交，主線、匝道以及三樂路凈空要求均為5 m。在立交用地范圍內多次進行平縱調整優化，以滿足縱向設計要求。所有匝道出入口處的縱坡均沿其主線切線方向順坡一段進行豎向設計，以保證其豎向的連接平順。

6　與地方路節點的處理

6.1三樂路

三樂路原為城市次干路，道路等級較低。一環線與三樂路原設計為一環線上跨三樂路，一環線輔路與三樂路平面相交為兩個燈控十字路口。立交設計過程中三樂路進行加寬改造，目前提級為一級公路，不宜在三樂路上增加燈控平交路口，故一環線輔路在與三樂路相交時采用分離式立交，一環主線上跨三樂路。一環線輔路與三樂路構成平交路口，采用“回形”道路，利用橋下空間，左轉車流先右轉，調頭后通過三樂路主路，實現直行及左轉功能。此設計簡化了路口交通組織的同時節省了投資，如圖5所示。

6.2黃龍通道

為使北滘鎮黃龍村與馬龍村取得便捷的交通聯系，完善地方路網，確定在北滘互通式立交西南角設置一條黃龍通道，如圖6所示。該通道下穿一環主線和8-8輔路，與7-7輔路合流。通過立交輔路達到地方路的貫通。

圖5　三樂路與一環路節點方案圖

圖6　黃龍通道方案圖

7　立交選型特點及建議

7.1選型特點

北滘立交選型設計主要突出了以下特點：

（1）根據周邊地形、地物條件，合理設置立交匝道，立交布設緊湊，系統層次分明，節省用地，減少了工程投資，同時形成了層次分明、功能齊全的交通節點樞紐轉換系統。

（2）交通組織主次分明，主流向交通均保證快速通暢，次要交通通過節點處理，結合輔路系統解決，避免了對主流向交通的干擾。

（3）北滘立交在選型設計中結合規劃、現況條件及近、遠期情況全面考慮，方案合理，既兼顧了近期的使用功能，又滿足了遠期的規劃要求。

（4）優化匝道進出口的設置，減少與主線相接的進出口數量，將同方向的轉向進口合并，使分合流在匝道上完成，減少對主線交通的干擾。

（5）設計妥善處理了一環線和橫六、縱五三條相交主路曲線的連接，滿足技術標準要求的同時也確保了主流向交通通暢。

（6）豎向安排合理，轉向匝道根據交通流量的大小來設置，首先滿足了交通功能，符合規劃要求，與主線協調且滿足設計標準，同時結合用地因地制宜地進行布置，占地少，線形優美，投資省，且解決了三層立交的豎向要求。

（7）對立交與地方道路節點的處理能更好地溝通周邊村鎮的交通聯系，完善了地方道路系統，符合“以人為本”的設計原則。

7.2建議

立交選型設計涉及的內容是多方面的，立交選型是否合理對整個系統運行至關重要。總結北滘立交選型設計中遇到的各種問題和經驗教訓，建議在同類立交設計中應重視以下幾方面問題。

7.2.1立交選型標準

立交選型時，應從相交道路的各系統上對交通運行狀況作全面分析，使其運行條件基本一致。必須保證主要轉向交通，盡量滿足次要交通；處理交叉口間距較近的組合立交群時，應綜合考慮轉向，確保主流向暢通，次要交通迂回解決；不能盲目復雜化立交形式，應避免立交形式選擇不當而影響交通功能，同時也要防止不切實際地片面貪大求全造成工程的浪費；為主交通發生源提供最便捷的服務，為交通流提供安全、順暢的運行條件。

7.2.2預留遠期立交功能需求

北滘立交設置了輔路系統并對地方道路進行恢復和完善。佛山一環線雖然位于城市邊緣，但是其兼顧城市快速路的功能，隨著周邊地方城市化的發展，大量的地方交通需通過一環線輔路進出，輔路系統的優越性就能充分體現。建議立交設計也應結合地方發展規劃，分析地方道路系統對城市交通發展的影響，對輔路和進出口系統進行分析論證，在立交選型設計中為地方道路發展預留充分的條件和必要的發展空間。

8　結語

總之，立交選型之前應仔細分析論證，保證主流向的交通功能，充分考慮減少立交占地和各種外界條件的限制，結合立交遠期發展功能需求進行選型。隨著公路立交和城市立交形式的日益完善，立交形式呈現出功能化、多樣化以及美化城市的特點，也為立交設計人員提供更多、更好發揮其設計才能的空間。

U412.35+2

B

1009-7716（2016）02-0001-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.001

2015-10-23

齊萱（1975-），女，北京人，高級工程師，主要從事道路工程設計工作。