新機(jī)場(chǎng)北線高速公路工程磁大路互通立交選型設(shè)計(jì)

李歆揚(yáng)

北京國(guó)道通公路設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 北京 100053

新機(jī)場(chǎng)北線（京開高速-京臺(tái)高速）高速公路工程起點(diǎn)為京開高速，大興黃垡村北側(cè)約700m，終點(diǎn)為京臺(tái)高速，全長(zhǎng)14.66km，全部位于大興區(qū)境內(nèi)平原區(qū)。新機(jī)場(chǎng)北線高速公路作為北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)的配套交通工程，其主要功能為集散大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)客流，使大量的機(jī)場(chǎng)客流能夠通過高速路網(wǎng)進(jìn)行疏散。為減少相交道路對(duì)高速主線上車流的影響，保證干線路網(wǎng)上車流的快速轉(zhuǎn)換，全線設(shè)置5座互通式立交。分別為京開立交、南北航站樓立交、新機(jī)場(chǎng)立交、磁大路立交、京臺(tái)立交。本文將對(duì)新機(jī)場(chǎng)北線（京開高速-京臺(tái)高速）互通立交選型中考慮的主要因素，并以磁大路互通立交為例詳細(xì)論述立交的方案比選，結(jié)合磁大路互通立交的設(shè)計(jì)過程總結(jié)出互通立交選型中應(yīng)該特別注意的幾點(diǎn)問題。

1.磁大路互通立交方案設(shè)計(jì)

1.1 項(xiàng)目概況

磁大路是新航城地區(qū)對(duì)外出行的重要通道，磁大路與新機(jī)場(chǎng)北線高速公路節(jié)點(diǎn)距西側(cè)新機(jī)場(chǎng)高速立交中心約2公里，距離東側(cè)終點(diǎn)京臺(tái)高速立交中心約4.9公里（見圖1）。現(xiàn)狀磁大路為二級(jí)公路，路面寬度為12米，一上一下兩車道斷面，為南北走向，遠(yuǎn)期規(guī)劃為一級(jí)公路。

圖1 磁大路立交位置關(guān)系圖

根據(jù)新機(jī)場(chǎng)北線高速公路工程主要服務(wù)機(jī)場(chǎng)的功能，互通立交確定設(shè)計(jì)思路與規(guī)劃一致。為保證新航城地區(qū)的對(duì)外連接，為新機(jī)場(chǎng)客運(yùn)區(qū)提供服務(wù)，在與規(guī)劃一級(jí)公路磁大路相交節(jié)點(diǎn)設(shè)置一處服務(wù)型立交與地方道路相接，并設(shè)置匝道收費(fèi)站，根據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)出主線交通量設(shè)置收費(fèi)車道，以滿足地方出行需求。

1.2 選型設(shè)計(jì)及方案比選

互通立交選型時(shí)應(yīng)該綜合考慮立交功能、收費(fèi)情況、轉(zhuǎn)向交通量大小、近遠(yuǎn)期結(jié)合及規(guī)劃和現(xiàn)狀用地條件等因素。因此，磁大路互通立交在選型時(shí)應(yīng)綜合考慮該節(jié)點(diǎn)的收費(fèi)需求、周邊現(xiàn)況的用地情況、交通轉(zhuǎn)向預(yù)測(cè)分析等因素。

由于喇叭型立交廣泛應(yīng)用于收費(fèi)公路的十字交叉，在無(wú)其他條件限制的情況下，優(yōu)先選擇喇叭型互通立交。且本工程磁大路與新機(jī)場(chǎng)北線相交的西北象限為西段家務(wù)村莊，東北象限有北京禮縣益農(nóng)蔬菜專業(yè)合作社無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)基地，其余范圍主要為旱地、菜地、苗圃等，立交建設(shè)條件較好。因此該節(jié)點(diǎn)考慮雙喇叭互通立交和單喇叭互通立交兩個(gè)方案。磁大路立交轉(zhuǎn)向交通量分布圖如下(見圖 2)。

根據(jù)2038年新機(jī)場(chǎng)北線高速公路、磁大路立交轉(zhuǎn)向交通量分析，磁大路立交2038年轉(zhuǎn)向交通量主要為新機(jī)場(chǎng)北線（機(jī)場(chǎng)方向）與磁大路的交通轉(zhuǎn)換，其中南向西的轉(zhuǎn)向交通量為6385pcu/d，西向北方向（新機(jī)場(chǎng)高速機(jī)場(chǎng)回磁大路方向）的轉(zhuǎn)向交通量為8834pcu/h。因此立交的型式應(yīng)重點(diǎn)考慮這兩個(gè)方向的交通需求。

圖2 磁大路立交轉(zhuǎn)向交通量

1.2.1 方案一（雙喇叭立交）

方案一立交型式為雙喇叭互通型式（見圖3），解決了各個(gè)方向的交通轉(zhuǎn)換。為減少對(duì)新航城規(guī)劃用地的占用，互通立交在東北象限布設(shè)，匝道設(shè)置一處匝道收費(fèi)站。

方案一共設(shè)置9條匝道，設(shè)計(jì)速度為40公里/小時(shí)，匝道線形指標(biāo)最小圓曲線半徑為60m。匝道縱斷面最大縱坡3%，最小縱坡0.3%。最小豎曲線長(zhǎng)度60.024m。

匝道斷面分兩種，A匝道收費(fèi)站至磁大路連接段為雙向雙車道匝道，路基寬度16.5m；收費(fèi)站至新機(jī)場(chǎng)北線連接段為對(duì)向三車道匝道，路基寬度18m。出了收費(fèi)站去往北京方向的匝道、新機(jī)場(chǎng)方向往返收費(fèi)站匝道采用單向雙車道匝道，路基寬度10.5m；其它匝道均為單向單車道匝道，寬度9m。A匝道設(shè)置匝道收費(fèi)站，收費(fèi)通道為6入11出。

磁大路遠(yuǎn)期規(guī)劃為一級(jí)公路，規(guī)劃道路斷面為兩幅路形式，兩幅路面寬度各為10.5m，安排兩上兩下四條機(jī)動(dòng)車道，中央隔離帶寬度為2m，雙喇叭方案與遠(yuǎn)期磁大路實(shí)現(xiàn)規(guī)劃斷面相接。

圖3 磁大路互通立交方案一（雙喇叭型式）

1.2.2 方案二（單喇叭立交）

方案二采用單喇叭互通型式（見圖4），結(jié)合近期交通量需要，從降低工程規(guī)模及減少占地的角度考慮，方案二采用與磁大路以平交型式相接。方案二可作為方案一的近遠(yuǎn)期結(jié)合方式，遠(yuǎn)期可根據(jù)交通量發(fā)展實(shí)施雙喇叭立交方案。

圖4 磁大路互通立交方案二（單喇叭型式）

兩個(gè)方案均為喇叭型互通立交方案，在收費(fèi)方面，只需一個(gè)收費(fèi)站就可以解決兩條路的收費(fèi)問題。方案一的雙喇叭型互通式立交多用于連接高速公路或一級(jí)公路等交通量較大的干線公路，組成四路交叉的完全立交型式。方案二相對(duì)于方案一為近期方案，為與磁大路遠(yuǎn)期規(guī)劃相結(jié)合。方案一的優(yōu)點(diǎn)是服務(wù)水平高，無(wú)交織，安全性高，交通轉(zhuǎn)換快捷，對(duì)磁大路主路行車干擾較小，缺點(diǎn)是對(duì)于近期的交通量而言立交工程規(guī)模較大；方案二較方案一規(guī)模小，占地少，但設(shè)置平交路口轉(zhuǎn)向?qū)Υ糯舐沸熊嚫蓴_性大，且隨著交通量增加，路口易發(fā)生擁堵，交通疏導(dǎo)能力差，安全性相對(duì)較差，服務(wù)水平低。

因此，綜合比較兩方案，方案一能更好地實(shí)現(xiàn)新機(jī)場(chǎng)北線高速公路與磁大路的交通轉(zhuǎn)換功能。

2.磁大路雙喇叭型互通立交設(shè)計(jì)主要技術(shù)問題

磁大路互通立交場(chǎng)區(qū)條件良好，基本為樹林和農(nóng)田，場(chǎng)區(qū)內(nèi)拆遷較少。設(shè)置立交匝道及收費(fèi)廣場(chǎng)時(shí)以避讓基本農(nóng)田為設(shè)計(jì)原則。

磁大路互通立交與新機(jī)場(chǎng)高速互通立交間距2公里，與京臺(tái)高速互通立交間距5公里。考慮磁大路互通立交與新機(jī)場(chǎng)高速互通立交凈距不滿足1.2公里，通過設(shè)置輔助車道連接新機(jī)場(chǎng)高速互通立交與磁大路互通立交。

3.立交橋梁方案

磁大路立交推薦方案共設(shè)主線橋1座，匝道橋9座，通道橋1座。

磁大路互通式立交主線橋，橋梁跨徑為：（30+45+30）鋼砼疊合梁+（30.06+30+30+30.06）預(yù)制小箱梁+（30.06+30+30.06）預(yù)制小箱梁+3x30連續(xù)箱梁+3x35連續(xù)箱梁+5x30連續(xù)箱梁+30.04預(yù)制小箱梁+3x35現(xiàn)澆箱梁+（26.06+3x26+26.06預(yù)制小箱梁），主線橋橋長(zhǎng)932.4m。上部結(jié)構(gòu)型式主要采用30米預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁，30m、35米主跨的現(xiàn)澆箱梁，45m主跨的鋼砼疊合梁，下部采用蓋梁柱式墩，雙柱式橋墩；橋臺(tái)采用肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用承臺(tái)樁基礎(chǔ)。

匝道橋橋梁結(jié)構(gòu)均為上部結(jié)構(gòu)型式主要采用主跨30米的現(xiàn)澆箱梁；下部采用橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用承臺(tái)樁基礎(chǔ)。

主線通道橋按現(xiàn)況地方道路布置橋孔，橋梁跨越地方道路。橋梁上部結(jié)構(gòu)形式為1x16m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，梁高為0.75m；橋臺(tái)采用重力式臺(tái)接承臺(tái)樁基礎(chǔ)。

4.結(jié)束語(yǔ)

影響喇叭型互通式立交的因素很多，除應(yīng)滿足互通式立交間距、相鄰的其他有出入口的設(shè)施之間的距離要求外還應(yīng)以現(xiàn)狀道路路網(wǎng)或已批復(fù)的規(guī)劃為依據(jù)，考慮立交的設(shè)置條件、近遠(yuǎn)期結(jié)合、技術(shù)指標(biāo)、工程造價(jià)上的合理性以及各側(cè)單喇叭的型式選擇等，并且收費(fèi)廣場(chǎng)的位置設(shè)置應(yīng)選擇地勢(shì)平坦開闊、地質(zhì)良好，拆遷較少等條件好的地帶。