既有城市道路樞紐互通改造方案設(shè)計探討

袁 瑞

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

1 既有城市道路交口原位改造樞紐互通方案的提出

面對不斷加速的城市化進程及由此帶來的城市交通量爆發(fā)式發(fā)展，城市互通立交的建設(shè)發(fā)展需求日益增多[1]。許多城市道路待改造樞紐地段，既有道路平交經(jīng)歷了從窄幅路面平交向?qū)挿访嫫浇谎葑兒螅噪y以滿足新時期的城市交通需求，改造為樞紐互通勢在必行[2]。

傳統(tǒng)城市樞紐互通建設(shè)，需統(tǒng)籌城市用地、城市總體規(guī)劃、各轉(zhuǎn)彎交通量大小、地形特征、既有道路保通及人文景觀等因素[3-5]。常用型式包括:直連式互通立交(圖1)、渦輪(環(huán)形)互通立交(圖2)、菱形互通立交(圖3)及苜蓿葉形互通立交(圖4)等[6]。

圖1 傳統(tǒng)直連互通立交

圖2 渦輪互通立交

圖3 菱形互通立交

圖4 苜宿葉形互通立交

城市道路待改造樞紐往往多數(shù)位于城市黃金地段，城市用地作為城市建設(shè)及經(jīng)濟發(fā)展的不可再生資源，目前已成為城市互通立交改造的決定性因素。然而傳統(tǒng)城市樞紐互通立交改造，各象限需要新增大面積征地及房屋拆遷，改造后往往不利于區(qū)域市民出行，同時劣化現(xiàn)狀商業(yè)環(huán)境，經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)境效益較差[7，8]。

為此，本文以某個城市寬幅路面平交改造樞紐互通建設(shè)項目為例，探索既有城市道路交口原位改造樞紐互通方案新設(shè)計思路。

2 工程應(yīng)用案例

2.1 工程概況

某城市南北向與東西向主干道平面交叉擬升級改造為互通立交，道路現(xiàn)狀紅線寬度均約60 m。樞紐互通改造需綜合考慮減小征地拆遷、降低對既有交口各象限內(nèi)商業(yè)體及人文環(huán)境的影響、兼顧經(jīng)濟性及維持交口現(xiàn)狀行人出行習慣等因素[9]。

2.2 原位改造樞紐互通方案總體設(shè)計構(gòu)想

樞紐互通改造方案，考慮不新增征地及拆遷,進行原位改造。通過創(chuàng)新設(shè)計思路，僅利用原平交口用地范圍，采用緊湊型直連式樞紐互通立交型式(圖5)。

圖5 原位改造樞紐互通方案示意

首先，通過東西向主干道下穿改造，將東西向主要交通流置于負一層、南北向交通流置于原地面一層，以實現(xiàn)東西及南北直行方向交通流分離。現(xiàn)狀交口各右轉(zhuǎn)交通流與其他交通流互不干擾，無須進行改造。

其次，傳統(tǒng)城市樞紐左轉(zhuǎn)交通流分離設(shè)計均通過右出右進的思路，無法避免新增用地范圍及拆遷[10]。為此，本方案僅利用原平交口用地范圍，采用空間分層匝道橋設(shè)計，在既有各左轉(zhuǎn)行車軌跡方向，增設(shè)西北向、東南向、南西向及北東向匝道橋，維持左轉(zhuǎn)左進左出行車習慣，同時實現(xiàn)各交通流分離。

2.3 分層匝道及橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)狀交口交通量分析，各左轉(zhuǎn)彎交通量大小相當，因此各匝道寬度標準斷面均按8.5 m設(shè)計，最小平曲線半徑45 m。將西北向及東南向匝道橋設(shè)置于地上二層，南西向及北東向匝道橋置于地上三層，各橋設(shè)計凈高按城市道路不小于4.5 m考慮。

匝道橋上部結(jié)構(gòu)主橋推薦采用鋼箱梁，以減輕上部恒載及降低橋梁整體高度。下部結(jié)構(gòu)在交口核心區(qū)域，采用集約型設(shè)計理念，利用東西向下穿2 m中分帶區(qū)域設(shè)置中墩。其中南西向及北東向匝道橋受空間限制，位于交口中心設(shè)置棱形中墩，上部接鋼箱梁共用主橫梁。

2.4 與傳統(tǒng)城市樞紐互通方案比選及結(jié)論

(1) 安全性：推薦方案與傳統(tǒng)方案均滿足改造后樞紐互通功能要求，結(jié)構(gòu)整體安全可靠，可以確保施工期間和正常使用過程中的安全性。推薦方案采用左轉(zhuǎn)左進左出行車習慣，有效減少交織交通流，為營運過程的安全性提供保障。

(2) 適用性：推薦方案不新增征地及拆遷，進行原位改造，匝道橋集約設(shè)置于道路中央位置，同時東西向及南北向分離立交兼顧人行系統(tǒng)，從而不破壞既有交口周邊現(xiàn)狀商業(yè)環(huán)境及人文環(huán)境，更適用于城市核心路段樞紐互通改造。

(3) 經(jīng)濟性：考慮大多數(shù)城市道路待改造樞紐地段寸土寸金的現(xiàn)狀，推薦方案不新增征地及拆遷，同時交口核心區(qū)域匝道橋下部采用集約型設(shè)計，推薦方案經(jīng)濟效益及社會效益顯著。

(4) 美觀性：首先，推薦方案采用四層空間立體疊合的方式形成緊湊型直連式樞紐互通立交體系，立體通透美觀效果好；其次，匝道橋集約設(shè)置于道路中央位置，樞紐外各象限視野開闊，與周邊現(xiàn)狀環(huán)境融入性相對較好。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合依托工程案例，利用原平交口用地范圍不新增征地及拆遷，創(chuàng)新了緊湊型直連式樞紐互通立交體系的設(shè)計思路，總結(jié)了緊湊型直連式樞紐互通立交體系的設(shè)計應(yīng)用方案，為城市核心路段樞紐互通改造提供了新的設(shè)計思路。

由于依托工程案例尚未付諸實施，后續(xù)需結(jié)合具體項目精確交通量分析、保通方案、細部構(gòu)造尺寸及施工工藝等進一步開展研究。