廣安渠江奎閣大橋東橋頭交叉口選型研究

張絲路，成斌

（西南科技大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院，四川綿陽(yáng) 621010）

“十三五”期間，四川廣安將進(jìn)一步統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)鐵路、公路、水路、航空等基礎(chǔ)設(shè)施，建立綜合性交通網(wǎng)絡(luò)體系，握緊融入“一帶一路”抓手，發(fā)力建設(shè)交通網(wǎng)絡(luò)體系[1]。這對(duì)廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)公路交通具有重大的影響，未來(lái)奎閣大橋即將成為重要的交通樞紐，在確定開(kāi)發(fā)區(qū)與大橋交叉口形式選擇方面，需要根據(jù)未來(lái)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，確定最經(jīng)濟(jì)科學(xué)的交叉口方式，以適應(yīng)未來(lái)20年城市發(fā)展需要。

1 奎閣大橋東橋頭道路交叉口現(xiàn)狀

奎閣大橋是廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)總體骨架 “三橫四縱”中港前大道北端重要路段，是跨越渠江連接廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)與老城區(qū)的重要通道，為中承式鋼管拱混凝土拱橋，全長(zhǎng)610m、寬21m、主跨長(zhǎng)256m，雙向四車道、為一級(jí)公路，于2007年9月開(kāi)始建設(shè)，2011年7月正式通車。濱江路是正在建設(shè)中濱臨渠江交叉連接規(guī)劃三橋、奎閣大橋和白塔大橋的重要通道，還是奎閣片區(qū)內(nèi)部環(huán)路最重要的一部分，為擬建城市支路，雙向四車道，總長(zhǎng)約18km。與奎閣大橋的濱江路相交的南北路段等級(jí)低，且斷斷續(xù)續(xù)，擬貫通后數(shù)量較多?？w大橋是雙向四車道，車流量大、擁堵經(jīng)常發(fā)生；未來(lái)預(yù)計(jì)濱江路也是雙向四車道，車流量也將很大。因此立足奎閣濱江現(xiàn)狀，處理好奎閣大橋與濱江路的交叉口，流暢疏導(dǎo)從主城區(qū)和新橋片區(qū)的交通流，促進(jìn)廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)和交通的發(fā)展是廣安市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)交通規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。

2 制約奎閣大橋東橋頭交叉口選型的主要影響因素

交叉口選型的影響因素有很多，比較全面的可以分為四大類：交通因素、道路因素、自然因素和環(huán)境因素；細(xì)分還可以分為19小類，相交道路性質(zhì)、交通量及交通組成、地形狀況、周圍建筑設(shè)施現(xiàn)狀等等[2]。其中，各類因素相互影響，而不是獨(dú)立作用。本文根據(jù)廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)狀以及問(wèn)題的分析，選取主要的影響因素進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

2.1 道路因素

道路的性質(zhì)、等級(jí)和功能是制約交叉口選型的首要因素，根據(jù)2011年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》[3]，奎閣大橋橋頭交叉口可選類型如表1。主要原則是：首先要滿足干路通暢，必要時(shí)，經(jīng)論證可選用其他相交形式。

表1 交叉口道路分析對(duì)比表

2.2 交通因素

交通量因素可以說(shuō)是道路交叉口選型中的一個(gè)決定性因素。交叉口的通行能力（即單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)方向最大交通量）必須滿足目標(biāo)年預(yù)測(cè)的交通量。當(dāng)預(yù)測(cè)的兩條道路平面交叉口通行能力滿足需求時(shí)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、環(huán)境因素，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇平面交叉口；若不滿足則考慮修建立交。

2.2.1 交叉口通行能力

奎閣大橋和擬建成的濱江路都為雙向四車道，根據(jù)停止線法[3]計(jì)算兩條城市道路平面交叉口的高峰時(shí)段通行能力。

（1）直行或直右車道通行能力：

Ns=Nsl=3600/T×[（tg-to）/ti+1]Φ

T為信號(hào)周期時(shí)間（s），按一般城市道路為60s到90s，計(jì)算取60s；Tg為每一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的綠燈時(shí)間（s），采用一般較大交叉口的綠燈信號(hào)所占比值0.51得出時(shí)間為31s；To為變?yōu)榫G燈后第一輛車啟動(dòng)并通過(guò)停止線的時(shí)間（s），可采用2.3 s；Ti為直行或右轉(zhuǎn)車輛通過(guò)停車線的平均間隔時(shí)間（s），對(duì)于單純的小汽車車輛平均為2.5 s；Φ為直行車道通行能力折減系數(shù)，可采用0.9。

（2）直行或左轉(zhuǎn)車道通行能力:

Nsr=Ns（1-β/2）

β為直行車道中左轉(zhuǎn)車所占比例，采用一般較大交叉口采用的各進(jìn)口方向左轉(zhuǎn)車的比例為15%。

（3）各進(jìn)出口方向最大通行能力：

N=Nsl+Nsr=1297輛/小時(shí)

2.2.2 交叉口交通量預(yù)測(cè)

通過(guò)在綜合分析2015年現(xiàn)狀人口、機(jī)動(dòng)車出行特征與人口、崗位分布、土地利用布局之間關(guān)系，結(jié)合規(guī)劃年土地利用布局。利用軟件TransCAD采用“四階段法”[4]對(duì)經(jīng)開(kāi)區(qū)總體規(guī)劃范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到2030奎閣大橋橋頭交叉口預(yù)測(cè)的車流量。

根據(jù)預(yù)測(cè)交叉口交通量和計(jì)算通行能力，可以看出，奎閣大橋至交叉口進(jìn)口通行能力不滿足預(yù)測(cè)的交通量，如表2所示。因此，應(yīng)考慮修建立交。

表2 交叉口預(yù)測(cè)交通量與平交通行能力對(duì)比表

3 奎閣大橋東橋頭交叉口選型方案的提出

圖1 分離式立體交叉

圖2 部分苜蓿葉立體交叉

圖3 菱形立體交叉

由上文可以看出奎閣大橋東橋頭交叉口應(yīng)該考慮修建立體式交叉口。立交的種類有很多，主要可以分為分離式立交和互通式立交，參考已建成的多個(gè)跨江大橋與濱江路立交的案例，結(jié)合奎閣大橋東橋頭交叉口現(xiàn)狀，提出以下三種立交方案：

3.1 方案一：分離式立體交叉

采用奎閣大橋延伸段上跨、濱江路下穿、相互不連通的分離式立體交叉方式。兩條道路只供直行車輛通行，不受轉(zhuǎn)彎交通的干擾，保證主要道路的通行，如圖1。

3.2 方案二：部分苜蓿葉形立體交叉

由于奎閣大橋至臨港路段和濱江路均為雙向四車道，可以選擇互通式立交方式。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，濱河路與跨江橋梁相交時(shí)，常采用的就是部分苜蓿葉形立體交叉的方式，例如武漢市江漢一橋，如圖2。

3.3 方案三：菱形立體交叉

保證奎閣大橋直行車輛暢通為主，將濱江路直行車流及所有轉(zhuǎn)向車流組織到濱江路上形成平面交叉，如圖3。

4 奎閣大橋東橋頭交叉口選型評(píng)價(jià)

4.1 指標(biāo)體系的構(gòu)建

目前尚無(wú)有關(guān)廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)“十三五”綜合交通發(fā)展規(guī)劃的交叉口評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本文基于 《廣安市綜合交通運(yùn)輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃》要求，采用加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法，通過(guò)上文奎閣大橋與奎閣片區(qū)濱江路交叉口選型主要影響因素的分析，主要以經(jīng)濟(jì)性、協(xié)調(diào)性、高效性、安全性和集約性五個(gè)方面作為評(píng)價(jià)體系的一級(jí)指標(biāo)。

首先通過(guò)文獻(xiàn)查閱，選取10個(gè)與一級(jí)指標(biāo)相關(guān)的二級(jí)指標(biāo)[2]。

4.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)指標(biāo)的重要程度確定權(quán)重，即對(duì)于廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)“十三五”綜合交通發(fā)展規(guī)劃的交叉口評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的重要程度，如表3所示。

4.3 各方案指數(shù)評(píng)價(jià)

表3 奎閣大橋東橋頭交叉口選型評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重

綜合水平的計(jì)算公式：

M=∑YiZi

M為各個(gè)方案綜合交通發(fā)展的評(píng)價(jià)指數(shù)，Yi代表該方案的第i個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)指數(shù)，Zi代表各方案第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值；

Yi=（X/C）×100%；

Y為某指標(biāo)的評(píng)價(jià)指數(shù)；

X為評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始權(quán)重值；

C為評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值（以各方案評(píng)價(jià)的平均值代表）。

然后，通過(guò)查閱相似類型交叉口實(shí)例，對(duì)比交叉口建成后的評(píng)價(jià)，再對(duì)三個(gè)方案的指標(biāo)進(jìn)行打分，取平均值為各指標(biāo)評(píng)價(jià)指數(shù)。根據(jù)各方案評(píng)價(jià)指數(shù)的大小，可判斷各個(gè)方案下，其符合《廣安市綜合交通運(yùn)輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃》要求的高低。某個(gè)方案評(píng)價(jià)指數(shù)越高，證明其符合 《廣安市綜合交通運(yùn)輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃》的要求相應(yīng)越高。

由表4可以看出，按照當(dāng)前廣安市綜合交通發(fā)展要求，“十三五”期間，方案一優(yōu)于方案二和方案三的評(píng)價(jià)指數(shù)。

表4 廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)“十三五”綜合交通發(fā)展規(guī)劃的交叉口選型評(píng)價(jià)指數(shù)

5 結(jié)論

本文針對(duì)廣安市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)道路交通規(guī)劃中重要節(jié)點(diǎn)——奎閣大橋東橋頭選型問(wèn)題，通過(guò)停止線法和四階段法設(shè)計(jì)出三種方案。再通過(guò)經(jīng)濟(jì)性、協(xié)調(diào)性、高效性、安全性和集約性等評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建了基于廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)“十三五”綜合交通發(fā)展規(guī)劃的交叉口選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，設(shè)定權(quán)重并對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)得到評(píng)價(jià)系數(shù)，最終以方案一作為本次廣安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)奎閣大橋與奎閣片區(qū)濱江路交叉口選型的推薦方案。本文著重于對(duì)跨江大橋與濱河路交叉口選型解決提供方法，以期對(duì)同類型的交叉口選型提供思路。

[1]廣安市人民政府辦公室.廣安市綜合交通運(yùn)輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].[2018-01-10].http://www.scgajt.gov.cn/notice/type=detail&id=301.

[2]孫興波.城市道路立交選型方案評(píng)價(jià)研究[D].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2012.

[3]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50647-2011城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

[4]姚智勝，熊志華.TransCAD軟件及其在交通影響分析中的應(yīng)用[J].交通與計(jì)算機(jī)，2003（6）：119-121.