城市道路立交的方案設計

城市道路立交的方案設計1前言方案設計是立交設計過程的最初階段,決定了立交建設的總方向,優(yōu)秀的立交方案,不僅能夠保證交通安全、流暢,而且能夠減少用地、降低造價,節(jié)省建設和營運費用,同時也能夠與環(huán)境相協(xié)調(diào),為一道美麗的景觀。與公路立交相比,城市道路立交有其自身的特點,主要有:(1)計算車速較低;(2)交通組成復雜,非機動車與行人交通大量存在;(3)用地緊迫,周圍建筑物密集,地下管線成網(wǎng);(4)路幅較寬,斷面形式多樣。因此,城市道路立交的設計選型原則與公路立交有所不同,其一般原則為:(1)立交的形式首先應與相交道路的性質(zhì)和交通功能相一致,選定的類型應確保行車安全暢通和車流的連續(xù);(2)立交的形式必須與當?shù)氐臈l件相適應,在滿足交通要求的前提下綜合考慮,力求達到合理利用地形,工程營運費用經(jīng)濟,并與環(huán)境相協(xié)調(diào),同時造型美觀,結構新穎;(3)造型要注意近遠期結合,全面考慮;(4)主線和匝道的布設要分清主次,全面安排;(5)類型的選擇要從實際出發(fā),有利于施工。本文結合廈門市福廈路—呂嶺路(以下簡稱呂厝)立交方案設計的工程實踐,就城市道路中立交用地受到嚴格限制的情況下,立交設計中應考慮的細則、注意的問題做一介紹。2背景資料概述廈門市位于閩東南沿廈樟泉地域的中心地帶,是我國最早建立的四個經(jīng)濟特區(qū)之一,經(jīng)過十幾年的發(fā)展和對外開放,廈門市的社會經(jīng)濟建設取得了可喜的成就,市政基礎設施的建設也取得了長足的發(fā)展,但是,由于受山體、水域和鐵路等因素的影響,廈門市的對外交通均通過兩條南北向主干道福廈路和疏港路集散,在高崎合并經(jīng)廈門大橋出入,因此,這兩條道路上的交通量集中,交通成分混雜,其上的許多平面交叉口已經(jīng)成為城市交通的瓶頸,福廈路和呂嶺路及湖濱北路交叉口的交通擁擠現(xiàn)象尤其嚴重。福廈路作為南北向主干道之一,途經(jīng)火車站、長途汽車站和機場,交通地位極其重要,湖濱北路是貫穿廈門中部的東西向干道,呂嶺路是湖濱北路向東的延伸,連接廈門新城區(qū)和東部開發(fā)區(qū),上述道路形成了一個“K”字形的交叉口,目前,以平面環(huán)行交叉口的形式組織交通,但是,由于平面環(huán)交的通行能力的限制,而據(jù)1998年4月的觀測,交叉口流量最高己達4700pcu/h,高峰時間目前己出現(xiàn)嚴重的交通阻塞,從現(xiàn)有交通狀況和福廈路及各相交道路的重要地位考慮,有必要設置立交。3交叉型式的選擇3.l以交通功能為先導互通式立交的型式應與相交道路的性質(zhì)和交通功能相一致,選定的型式應確保行車的安全通暢和車流的連續(xù)。相交道路的性質(zhì)主要指道路的重要性、道路的類型和等級、設計車速和設計交通量。據(jù)《廈門島城市交通規(guī)劃》,福廈路為城市主干道,設計車速為60km/h,湖濱北路和呂嶺路也均為城市的交通干道,設計車速為50km/h,三條道路在廈門市的交通地位均十分重要。因此,從道路性質(zhì)和功能角度考慮,該交叉口應設置互通式立交。由于相交道路所連接的區(qū)域不同,各方向上的交通流量分布并不均勻,如果對各方向匝道的設置采取同等的考慮,勢必造成主次不分、資源浪費,因此,互通式立交型式的選擇應符合交通量主流向的要求。從福廈路～呂嶺路交叉口2010年的預測交通量來看(見圖1),福廈路直行交通量最大,高峰小時的單向流量大于1000輛,湖濱北路和呂嶺路的左轉與直行交通量以及福廈路南段的右轉交通量次之,也均在750輛以上。從交叉口所處地位分析,作為廈門市兩條南北主干線之一的福廈路為主要流向,按《規(guī)劃》預測:福廈路遠期路段流量可達3064pcu/h;湖濱北路作為城市中心的一條東西向干道,西連疏港路,東連福廈路,交通功能和性質(zhì)十分重要,其主要流向為直行進入?yún)螏X路及左轉向北進入福廈路;呂嶺路是湖濱北路的向東延伸,連接廈門老新城區(qū)與東部的開發(fā)區(qū),因此,其主要流向為直行進入湖濱北路和左轉進入福廈路;由于福廈路走向在本交叉口以南與湖濱北路走向基本相同,且兩路之間路網(wǎng)密集,所以福廈路南向西左轉進入湖濱北路及湖濱北路西向南右轉進入福廈路的交通量很少。綜上所述,本立交方案的主要交通流向為:(1)直行交通;(2)湖濱北路至福廈路北段和呂嶺路至福廈路南段交通流。圖1福廈路～呂嶺路2010年高峰小時預測交通量3.2以地形地物條件為約束交叉口附近的地形地物條件對立交型式的選擇影響頗大,在城市道路立交中,當用地條件受到嚴格限制時,其對立交型式的選擇甚至起著決定性的作用。在交叉口中,右轉車流不造成沖突點,右轉交通可以很方便地解決。直行交通的解決有上跨或下穿兩種方式,考慮到廈門市屬于亞熱帶海洋性季風氣候,雨量豐沛,且由于受熱帶風暴和臺風影響,常有暴雨和大風天氣,下穿式結構排水不便,一旦積水,容易造成交通中斷;同時考慮到上跨式結構采光條件好,視野開闊,對主線車流的安全通暢有利,所以采用福廈路上跨的結構型式。左轉交通是立交所要解決的主要問題,其解決方式總的來說可以分為三種形式,一種是通過連續(xù)的右轉實現(xiàn)左轉,譬如苜蓿葉形,這種形式的匝道占地面積大,車輛繞行距離長,但橋梁部分少,在用地限制較少的公路立交中經(jīng)常采用;一種是通過高架道路直接左轉,譬如定向式、半定向式等,這種形式橋梁一般長且高,建設費用高,但是行車質(zhì)量高,占地面積較小,在用地緊張、拆遷費用高的城市道路網(wǎng)中經(jīng)常采用;另一種是通過繞環(huán)行駛實現(xiàn)左轉,如環(huán)形立交,這種立交形式的占地面較大,層次少,但是行駛質(zhì)量不高且通行能力有限,一般用于交通量不大的中小城市或作為更高層次立交建設的過渡形式。福廈路～呂嶺路交叉口周圍的地塊都己批出,已建成的有西北角的永同昌大廈,西南角的寶龍大廈,南側的蓮花廣場,西南角在建的有嘉蓮大廈,東北角的遠華國際中心,東南角的安寶大廈,西南角的寶龍中心(二期)等,這些建筑均為高層或超高層,拆遷的可能幾乎為零。由于用地限制,苜蓿葉形匝道無法布設,環(huán)形立交雖可降低層次并減少用地,但行車質(zhì)量不高,且通行能力有較大限制。定向式立交行車質(zhì)量高、占地少,但是層次多、高度高,對于廈門這樣的城市,高于三層的定向立交是不能被接受的。為了既減小占地,又降低層次,我們采用了部分定向式立交,并通過將上、下行匝道布設在不同層高上的方法,減少了定向式立交的層次,且保證了主要車流的行駛質(zhì)量。詳見圖2。城市是人口的集聚地,城市道路立交的設計必須考慮行人和非機動車的通行便利,國內(nèi)一些城市道路立交中甚至專門設置了人行天橋或非機動車專用道,這無疑給行人和非機動車交通帶來了極大便利,但同時也造成了立交規(guī)模的增大,投資的增加,所以,對行人和非機動車交通問題的解決也應該慎重考慮。根據(jù)已有的調(diào)查資料可知,廈門市的非機動車交通較少,同時由于日益發(fā)達的公交系統(tǒng),非機動車交通有繼續(xù)下降的趨勢。本立交范圍內(nèi),行人和自行車交通均不多,因此,本方案采用在立交范圍內(nèi)將自行車道放在人行道一側,以明顯的標志線分開,在過街處采用設置人行橫道線,自行車推行過街的方法解決問題。這一方法既保證了立交層次不變,又兼顧了行人和非機動車交通。3.3呂厝立交推薦方案及主要技術指標推薦方案中,福廈路交通以上跨形式通過交叉口,位于第二層;W-E和W-N向交通在第三層通過;E-S向匝道先下穿W-E匝道,后上跨S-N向的福廈路主線高架;其余各方向交通均在地面層解決。由于和S-W向左轉交通相交而造成沖突點的其它向交通均己高架通過交叉口,因此S-W向左轉交通直接在地面通過。由于本交叉口原有的交通組織方式為平面環(huán)交,同時,N-E和EW向的預測交通量為1586輛,一般的環(huán)形道路可以容納,因此推薦方案利用原有的地面設施,采用環(huán)交的形式來組織這兩個方向的交通。所有的右轉交通均設專用的右轉車道在地面層通過交叉口。交叉口范圍內(nèi)非機動車均在人行道上行駛或推行,過街使用人行橫道。推薦方案的平面布置圖見圖2。圖2推薦方案平面圖圖3一期方案平面圖根據(jù)《城市道路設計規(guī)范》,福廈路的設計車速為60km/h,呂嶺路和湖濱北路的設計車速為50km/h,則匝道的推薦設計車速為30km/h,本立交方案的匝道設計車速采用推薦值。立交范圍內(nèi)道路的凈空高度為5m。由于受到地形地物的嚴格限制,為了降低造價,同時考慮到車輛性能的不斷提高,本方案設計采用了一些極限值,但在條件允許的地段仍然采用了較高標準。本立交方案采用的主要技術指標見表1、表2,表中所示的采用值為設計中采用的最小值。表1主線的主要技術指標項目極限值采用值平曲線最小半徑(m)150170平曲線最小長度(m)100120凹形豎曲線最小半徑(m)10001000凸形豎曲線最小半徑(m)12001200最大縱坡(%)55表2匝道的主要技術指標項目極限值采用值平曲線最小半徑(m)3030平曲線最小長度(m)5050凹形豎曲線最小半徑(m)400808.89凸形豎曲線最小半徑(m)400450最大縱坡(%)553.4分期實施方案由于立交建設投資巨大,為了達到投資效益最佳,本設計考慮了分期實施方案,一期工程保持現(xiàn)有平面環(huán)交不