邯鄲市中華大街-南環(huán)路立交選型研究

袁國柱

（中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司，天津市 300074）

0 引言

邯鄲市主城區(qū)是由外環(huán)線環(huán)繞，呈田字形布局的城市格局。中華大街是邯鄲主城區(qū)南北中軸，人民路是東西中軸，中華大街、人民路與外環(huán)路的4 個交叉口是邯鄲市內(nèi)外交通的關(guān)鍵節(jié)點。隨著邯鄲市主城區(qū)和周邊經(jīng)濟的發(fā)展，這4 個交叉口承受了越來越大的交通壓力，已成為城市發(fā)展的瓶頸。為解決邯鄲市主城區(qū)4 個交通節(jié)點擁堵的問題，邯鄲市政府決定年在主城的東南西北4 個交通節(jié)點投資建設(shè)4 座全互通式立交。本文以中華大街－南環(huán)路立交為例，探討樞紐型互通立交設(shè)計過程中的選型問題。

中華大街－南環(huán)路立交位于邯鄲市中華大街與南環(huán)路交叉口，是邯鄲南部地區(qū)的重要交通節(jié)點。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，加速了城市化進(jìn)程，導(dǎo)致城市人口規(guī)模、用地規(guī)模不斷擴張。邯鄲市南部城市組團(tuán)、衛(wèi)星城鎮(zhèn)逐漸發(fā)展壯大，南部機場的擴建升級，產(chǎn)生了大量的中長距離出行。城市交通出現(xiàn)長短距離交通、快慢速交通混行現(xiàn)象，給原本就十分擁擠的城市道路帶來了很大的交通壓力。交通擁擠問題日益突出，嚴(yán)重影響了城市交通效率的發(fā)揮。

1 交叉口交通調(diào)查及評價

參照項目所在地的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對擬建項目相交道路中華大街和南環(huán)路交通量進(jìn)行了有關(guān)資料的收集整理工作。為了更科學(xué)地完成本項目的交通分析和預(yù)測工作，進(jìn)行了交通調(diào)查。調(diào)查采用斷面交通量觀測的方法，在中華大街和南環(huán)路道路上進(jìn)行了定點觀測，觀測點分別設(shè)在中華大街和南環(huán)路交叉口4個進(jìn)口道處。斷面交通量觀測采用人工不間斷記錄法對不同行駛方向的各車型交通量分別予以記錄，并對裝載客（貨）車和車輛所屬地做了詳盡的統(tǒng)計和記錄。路段現(xiàn)狀飽和度分析見表1；南環(huán)路－中華大街現(xiàn)狀交叉口評價分析見表2。

表1 路段現(xiàn)狀飽和度分析表

表2 南環(huán)路-中華大街現(xiàn)狀交叉口評價分析

綜上所述，中華大街和南環(huán)路現(xiàn)狀道路飽和度較大，服務(wù)水平較低，因此亟需對交叉口進(jìn)行改造，以改善交叉口的通行條件。中華大街和南環(huán)路現(xiàn)狀交通組成中，客車比例遠(yuǎn)大于貨車，這與道路沿線土地利用現(xiàn)狀以及城市產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)相符。

2 相交道路規(guī)劃

本工程相交道路為南環(huán)路和中華大街。南環(huán)路規(guī)劃為城市快速路，道路紅線為60 m，斷面形式為：3.5 m（人行便道）+7 m（非機動車道）+1.5 m（機非隔離帶）+15 m（機動車道）+ 6 m（綠化隔離帶）+15 m（機動車道）+1.5 m（機非隔離帶）+7 m（非機動車道）+3.5 m（人行便道）=60 m；中華大街規(guī)劃為城市主干道，與南環(huán)路交叉口處道路紅線45 m，道路斷面為：2.5 m（人行便道）+4.5 m（非機動車道）+5 m（機非隔離帶）+21 m（機動車道）+5 m（機非隔離帶）+4.5 m（非機動車道）+2.5 m（人行便道）=45 m。

2.1 南環(huán)路

道路功能定位：（1）完善外環(huán)路網(wǎng)的功能；（2）重點區(qū)域?qū)ν饪焖偻ǖ赖墓δ埽唬?）緩解交通擁堵路段壓力及減小穿越核心區(qū)過境交通的功能。

服務(wù)對象：城市及過境客貨運交通。

道路等級及計算行車速度：城市快速路；行車速度v=60 km/h。

2.2 中華大街

道路功能定位：中華大街是邯鄲市區(qū)最主要的1條兼具交通性和中長距離集散的干道。

服務(wù)對象：中華大街既是主要的客運通道，又是邯鄲地區(qū)主要的貨運通道。

道路等級及計算行車速度：城市主干道；行車速度v=60 km/h。

3 立交功能定位

中華大街：南環(huán)路全互通立交是從南面進(jìn)入邯鄲市區(qū)的門戶,連接了邯鄲市邯山區(qū)、機場區(qū)，加強了各大組團(tuán)的聯(lián)系,解決了項目周邊地區(qū)交通狀況，可改善城市面貌，提升城市品味。

中華大街－南環(huán)路全互通立交主要服務(wù)于邯鄲市區(qū)、武安、肥鄉(xiāng)、成安、磁縣、臨漳、峰峰方向的過境車輛及城市交通。過境車輛以貨運交通為主；城市交通以客運交通為主。

中華大街－南環(huán)路全互通立交作為城市快速路與城市主干路環(huán)線轉(zhuǎn)換的重要節(jié)點，要為長距離、快速交通服務(wù)，2 條相交道路的交通功能均十分重要，轉(zhuǎn)換的交通總量很大，立交等級定位于立A2 類樞紐互通式立交。

根據(jù)以上路網(wǎng)和道路規(guī)劃分析，中華大街是雙向6 車道+ 側(cè)分帶+ 非機動車道+ 人行道，道路紅線寬度45 m 的城市主干道；南環(huán)路是雙向8 車道+側(cè)分帶+ 非機動車道+ 人行道，道路紅線為60 m 的城市快速路；主線設(shè)計車速均為v=60 km/h；中華大街－南環(huán)路立交等級定位于A2 類樞紐型互通式立交。根據(jù)城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程，十字交叉A2 類城市互通立交的主要形式為苜蓿葉形、半定向、定向-半定向組合的全互通立交，宜在城市外圍與中心區(qū)之間區(qū)域采用[1]，可作為接下來立交選型設(shè)計的參考。

4 交叉口交通量預(yù)測

通過對立交相交主線道路的功能分析以及南環(huán)路和中華大街周邊用地性質(zhì)、強度等的分析，得到本立交預(yù)測2032 年交通流量流向圖（見圖1）。

圖1 2032 年交通流量流向圖（單位：pcu/h）

通過對路口交通需求預(yù)測年的分析，中華大街和南環(huán)路交叉口以東西、南北4 個方向的直行交通為主，直行交通流量占70%左右，因此應(yīng)保證相交道路主車道的橫斷面寬度與一般路段基本一致（可根據(jù)交通流量預(yù)測結(jié)果保持或減少1 個車道）；轉(zhuǎn)向交通方面，到規(guī)劃預(yù)測末年2032 年，各個方向的轉(zhuǎn)向交通流量比較均衡，沒有特別明顯的差異，因此轉(zhuǎn)向交通預(yù)測結(jié)果對立交的選型沒有明顯的制約，應(yīng)根據(jù)交通流量預(yù)測和匝道長度來合理布置匝道的寬度和車道數(shù)，以滿足立交使用期內(nèi)的交通流量。

5 交叉口現(xiàn)狀情況

目前，立交范圍內(nèi)道路兩側(cè)的建筑物較多，本工程立交場址范圍內(nèi)東北象限內(nèi)有開元小區(qū)，西北象限有公安小區(qū)，西南象限有邯峰小區(qū)和一些汽車銷售和維修企業(yè)；另外，立交范圍內(nèi)還有3 處電力箱變和開閉站，如圖2 所示。特別需要指出的是，東北角的開元小區(qū)是立交設(shè)計的重要控制因素，應(yīng)盡量減少占用和拆遷民建，同時要求立交設(shè)計造型美觀，技術(shù)可靠和經(jīng)濟合理。

圖2 交叉口主要建筑圖（勾勒形狀為現(xiàn)狀建筑）

路口建筑往往對立交選型有直接的影響，一些多層和高層的拆遷難度很大，特別是民宅性質(zhì)的建筑。在滿足交通功能的前提下，立交選型時應(yīng)盡量減少拆遷難度，使工程具備可實施性。

通過以上分析可知，現(xiàn)狀相交道路路口擁堵較為嚴(yán)重，迫切需要建立互通立交；現(xiàn)狀河道可能影響立交的加減速車道，有需要拓寬的可能性；路口周邊管線種類較多，可能與將來立交的橋墩會有一定的沖突，所以需要統(tǒng)一切改管線；影響立交選型最大的制約因素是路口建筑，西南角的汽車4S 店具備拆除的可能性；離路口最近的小區(qū)為開元小區(qū)，可能是最大的制約因素，而立交匝道也應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離公安小區(qū)和邯峰小區(qū)。

6 立交選型方案

根據(jù)交通量預(yù)測分析以及現(xiàn)場勘察的立交區(qū)域內(nèi)地形地物分布情況，提出3 種立交方案。方案一為部分對稱扁平苜蓿葉方案；方案二為全苜蓿葉形互通立交方案；方案三為半苜蓿葉半定向立交方案。

6.1 方案一：部分對稱扁平苜蓿葉方案

方案一中，立交由主路、匝道、人非系統(tǒng)組成。其中南環(huán)路位于最上層，人非系統(tǒng)位于最下層，中層為中華大街。南環(huán)路與中華大街的交通轉(zhuǎn)換通過扁平苜蓿葉匝道實現(xiàn)，人非系統(tǒng)通過下層的環(huán)道實現(xiàn)。為增加交織段長度，互通內(nèi)環(huán)匝道做成扁圓形，盡量拉長進(jìn)出口間距。方案一效果圖見圖3。

圖3 方案一效果圖

在本互通立交方案中，機動車道交通組織如下：南環(huán)路－市區(qū)、南環(huán)路－秀水路、中華大街－東環(huán)路、中華大街－西環(huán)路左轉(zhuǎn)方向車輛通過半徑30 m扁平型內(nèi)環(huán)匝道，實現(xiàn)南環(huán)路與中華大街的左轉(zhuǎn)交通轉(zhuǎn)換。

南環(huán)路－市區(qū)、南環(huán)路－秀水路、中華大街－東環(huán)路、中華大街－西環(huán)路右轉(zhuǎn)方向車輛通過定向匝道來實現(xiàn)彼此間的交通轉(zhuǎn)換。

非機動車道交通組織通過橋下輔道實現(xiàn)直行和轉(zhuǎn)彎。

南環(huán)路道路橫斷面布置：南環(huán)路道路紅線為60 m，斷面形式為：3.5 m（人行便道）+7 m（非機動車道）+1.5 m（機非隔離帶）+15 m（機動車道）+6 m（分隔帶）+15 m（機動車道）+7 m（非機動車道）+3.5 m（人行便道）=60 m。

中華大街為城市主干道，與南環(huán)路交叉口處道路紅線45 m，道路斷面為：2.5 m（人行便道）+4.5 m（非機動車道）+5 m（機非隔離帶）+21 m（機動車道）+4.5 m（非機動車道）=45 m。

匝道采用單向2 車道匝道，路基寬度為9.5 m；雙向2 車道匝道路基寬度17.5 m，其中行車道寬度為3.5 m。

技術(shù)指標(biāo)：南環(huán)路及中華大街主路為直線線型，南環(huán)路上跨中華大街，設(shè)置1 跨36 m 的框架橋，通過4 條扁平型內(nèi)環(huán)匝道及外側(cè)4 條定向匝道實現(xiàn)與中華大街的交通流轉(zhuǎn)換，內(nèi)環(huán)匝道圓曲線最小半徑為30 m，外側(cè)匝道圓曲線最小半徑為40 m，立交區(qū)最大縱坡度為3.5%。機動車道凈空4.5 m，非機動車道凈空3.5 m，人行道凈空2.5 m。

方案特點：（1）部分對稱扁平苜蓿葉方案的整體布置左右對稱，景觀效果較好；（2）主路匝道分合流點之間存在交織區(qū)；（3）橋梁面積小，工程規(guī)模較小，投資較低；（4）由于設(shè)置4 個內(nèi)環(huán)匝道，占地規(guī)模較大。

6.2 方案二：全苜蓿葉形立交方案

本立交為3 層全苜蓿葉互通式立交，建筑高度約為13 m。方案由主線、匝道、輔道及人行道系統(tǒng)組成。

本方案首先考慮要保證南環(huán)路和中華大街2 條城市干路直行車輛的快速通行，滿足近、遠(yuǎn)期交通發(fā)展的需要。

立交方案設(shè)置為：中華大街上跨南環(huán)路為最上層，南環(huán)路為第2 層，地面輔道及人行道系統(tǒng)位于最下層。其中，南環(huán)路與中華大街的左轉(zhuǎn)方向車輛通過4 個R=50 m 的苜蓿葉匝道實現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；右轉(zhuǎn)方向車輛通過4 個定向匝道實現(xiàn)彼此間的交通轉(zhuǎn)換。

地面輔道及人行道全部設(shè)置在立交外圍右轉(zhuǎn)匝道的外側(cè)，并采用通道形式穿過匝道及中華大街與南環(huán)路兩側(cè)輔道連接，實現(xiàn)地面各個方向及沿線交通組織的貫通。方案二效果圖見圖4。

圖4 方案二效果圖

技術(shù)指標(biāo)：南環(huán)路及中華大街主路為直線線型，中華大街上跨南環(huán)路，通過4 條圓形內(nèi)環(huán)匝道及外側(cè)4 條定向匝道實現(xiàn)其與南環(huán)路的交通流轉(zhuǎn)換；內(nèi)環(huán)匝道圓曲線最小半徑為50 m，外側(cè)匝道圓曲線最小半徑為80 m，立交區(qū)最大縱坡度為3.5%。機動車道凈空4.5 m，非機動車道凈空3.5 m，人行道凈空2.5 m。

方案特點：（1）全苜蓿葉方案的整體布置對稱簡潔，交通識別性好，景觀效果好；（2）橋梁面積小，工程規(guī)模較小，投資較低；（3）內(nèi)環(huán)半徑較大（R=50 m），故轉(zhuǎn)彎交通比較舒適；（4）由于設(shè)置4 個內(nèi)環(huán)匝道，占地規(guī)模較大；（5）立交西北角面臨5 棟樓房（6 層）的拆遷，實施難度較大。

6.3 方案三：半苜蓿葉半定向立交方案

本立交方案為3 層半苜蓿葉半定向互通式立交，建筑高度約為14 m。方案由主線、匝道、輔道及人行道系統(tǒng)組成。

本立交方案的布設(shè)仍需保證南環(huán)路和中華大街2 條城市干道車輛直行的快速通行，滿足近、遠(yuǎn)期交通發(fā)展的需要。

立交方案設(shè)置為：中華大街路面較窄，選擇上跨南環(huán)路，位于最上層；南環(huán)路路面寬度較寬，設(shè)為第2層；地面輔道及人行道系統(tǒng)位于最下層。其中，秀水路－西環(huán)路、東環(huán)路－秀水路方向的左轉(zhuǎn)方向車輛通過2 個半定向匝道分別下穿中華大街和上跨南環(huán)路實現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；西環(huán)路－市區(qū)、市區(qū)－東環(huán)路的左轉(zhuǎn)方向車輛通過R=55 m 的2 個苜蓿葉內(nèi)環(huán)匝道實現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換；西環(huán)路－秀水路、秀水路－東環(huán)路、東環(huán)路－市區(qū)、市區(qū)－西環(huán)路的右轉(zhuǎn)方向車輛通過定向匝道實現(xiàn)彼此間的交通轉(zhuǎn)換。

地面輔道及人行道全部設(shè)置在立交外圍右轉(zhuǎn)匝道的外側(cè)，并采用下穿橋梁形式穿過匝道及中華大街和南環(huán)路，與中華大街兩側(cè)輔道連接，實現(xiàn)地面交通組織各個方向及沿線的貫通。方案三效果圖見圖5。

圖5 方案三效果圖

技術(shù)指標(biāo)：南環(huán)路及中華大街主路為直線線型，中華大街上跨南環(huán)路，通過2 條圓形內(nèi)環(huán)匝道、2 條半定向匝道（左轉(zhuǎn)）及外側(cè)4 條定向匝道（右轉(zhuǎn)）實現(xiàn)其與南環(huán)路的交通流轉(zhuǎn)換；內(nèi)環(huán)匝道圓曲線最小半徑為55 m，半定向匝道最小半徑為65 m，外側(cè)匝道圓曲線最小半徑為147.5 m，立交區(qū)最大縱坡度為3.5%。機動車道凈空4.5 m，非機動車道凈空3.5 m，人行道凈空2.5 m。環(huán)形匝道v=30 km/h；半定向匝道v=40 km/h；右轉(zhuǎn)匝道v=40 km/h。方案三平、縱線形主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 方案三平、縱線形主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表

方案三特點：（1）半苜蓿葉半定向立交方案的整體布置較為對稱，簡潔大方，景觀效果好；（2）橋梁面積較大，工程規(guī)模較大，投資較高；（3）內(nèi)環(huán)半徑（R=55 m）和半定向匝道（R=65 m）半徑較大，故轉(zhuǎn)向交通比較舒適；（4）由于設(shè)置2 個內(nèi)環(huán)匝道，占地規(guī)模緊湊；（5）立交西北角拆遷一段小區(qū)圍墻，需要溝通協(xié)調(diào)。

6.4 方案比選論證

立交方案的比選從占地拆遷、立交線形、噪音影響和景觀等幾方面進(jìn)行。

（1）方案二南環(huán)路往中華大街方向的右轉(zhuǎn)匝道距開元小區(qū)很近，根據(jù)v=30 km/h 車速對應(yīng)半徑為50 m，其結(jié)果會拆除開元小區(qū)部分居民樓房（5 棟6層建筑），需要拆遷的民房較多，工程進(jìn)度難度較大，不利于保證立交建設(shè)如期竣工。方案三只需要拆遷西北角一段圍墻和西南角的汽車4S 店，拆遷難度較小。

（2）方案三的立交線形標(biāo)準(zhǔn)均高于方案一和方案二，線形比較舒暢，車輛行駛安全，設(shè)計車速也較高，相對而言立交的使用功能較高；方案一線形不夠舒展，設(shè)計車速太低，會影響遠(yuǎn)期使用效果。

（3）本立交坐落于市區(qū)較繁華地帶，周圍有公安家屬院、開元小區(qū)和邯峰小區(qū)等居民住宅樓群。其中，方案二右上象限立交范圍貼近開元小區(qū)居民樓，且范圍較大，如果立交橋距離樓群很近，會對居民造成高分貝噪聲污染，影響很大；方案三較之其余方案的噪音影響范圍要小一些。

（4）城市立交往往有較強的景觀要求，方案一景觀性一般；方案二對稱性好，且具有較好的景觀性；方案三結(jié)構(gòu)緊湊對稱，簡潔大方，具有很強的視覺景觀。

根據(jù)以上分析，最終以方案三為施工圖方案。建成的實景圖見圖6，3 種方案比較表見表4。

圖6 建成實景圖（主體）

表4 立交方案比較表

7 結(jié)語

立交選型方案設(shè)計應(yīng)該在立交設(shè)計原則的指導(dǎo)下，明確交通量預(yù)測結(jié)果和路口需要規(guī)避的重要建筑，形成立交選型整體思路，因地制宜地提出可行的立交比選方案。通過對立交方案的交通功能、工程投資、占地拆遷、立交線形、噪音影響和景觀等方面進(jìn)行比選，可以確定各方滿意的立交選型方案。