鄭州市花園口互通式立交總體設計

朱家兵，劉衛東

（中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都610031）

0 引言

鄭州市花園口互通式立交工程位于鄭州市北部，中州大道（原G107）與G107（東繞城公路）、西繞城公路、花園路等五路交叉處，為鄭州市的北大門，是鄭州市北部重要的樞紐互通式立體交叉，見圖1。該立交是鄭州市規劃的“環線＋放射”型道路網布局中的重要節點，也是鄭州市“繞城公路環”即四環快速路系統的重要組成部分。它的建設對于完善鄭州市“環線＋放射”型城市主骨架路網，構筑快速繞城快速路環意義重大。

圖1 立交區位示意圖

1 立交規劃功能定位

1.1 相交道路規劃

本立交范圍內現有道路主要有花園路、中州大道、G107（東繞城方向）、G107（花園北路方向）及京黃公路（大河路）等五條道路及現有已經建成的立交東北象限的溝通G107方向的E、F匝道。

項目根據城市規劃，東繞城和西繞城公路將作為鄭州市的四環快速路的一部分，東繞城道路紅線寬80 m，西繞城道路紅線寬53 m，規劃為雙向八車道+輔道+人行道的路幅構成；中州大道也將作為鄭州市的一條縱向的城市快速路，道路紅線寬100 m，規劃為雙向十車道+輔道+人行道的路幅構成；花園路是城市主干路，道路紅線寬50 m，規劃為雙向六車道+輔道+人行道的路幅構成。

1.2 立交功能定位

本立交是鄭州市規劃的“環線＋放射”型道路網布局中的重要節點，也是鄭州市“繞城公路環”即四環快速路系統的重要組成部分。立交是繞城公路交通樞紐并兼具城市交通功能的樞紐型立交節點，具有完善鄭州市北部區域的路網結構,承擔城市組團之間及與新鄉市橋北新區之間的交通聯系的功能。

1.3 立交交通量預測

根據鄭州市城市空間發展及路網絡規劃，結合產業布局，對花園口立交2030年交通量預測見圖2。

圖2 立交2030年高峰小時轉向交通量（單位：pcu/h）

需要指出的是，由于該立交南端距立交交叉中心1 km處有一東西向的城市主干路——迎賓路連接了花園路和中州大道，因此，從交通運行特性的角度，可以不考慮花園路和中州大道之間的交通在立交節點處進行轉換。這樣該立交交通運行的方向由標準五路交叉的20個交通流向減少為18個方向。

從交通量預測結果可以看出，立交交通量以東西向直行交通為主，南北向交通由于受既有雙向四車道黃河大橋通行能力所限，交通量不會很大，其余各轉向交通量較均衡，轉向交通量均在239～569 pcu/h，單車道匝道可以滿足要求，但是，由于立交轉向匝道長，考慮超車要求部分匝道設置為雙車道匝道。

2 立交總體方案設計

2.1 立交總體設計思路

對于多肢立交選型設計首先應充分體現以人為本，將滿足功能需求，滿足交通運營安全放在首位，減少交通運行的復雜性，特別是減少交通運行中的多出入口、交織運行等，以減少司乘人員的誤行，這一點對于多肢互通立交設計尤為重要。

立交型式應該和交通流量、立交造型、立交規模和立交景觀相協調。此外，在立交選型時考慮到，該立交作為鄭州市的北大門，充分體現鄭州市的城市生機和活力。

立交規模應結合地形地物，盡可能降低立交造價，取得功能、景觀和造價的辨證統一。由于現狀此節點在前期G107輔道（東繞城）建設中已經在東北象限建成兩條轉向匝道——E、F匝道溝通東繞城與黃河大橋方向，作為G107的主線，故立交方案均應考慮盡量利用已有轉向匝道。

同時，由于該立交規劃的道路均有輔道，考慮立交周邊的交通出行需要，必須充分考慮有關輔道的設置的問題。立交總體設計按照快速系統、慢速系統雙系統進行交通組織，快速系統主要為各相交道路上長距離、快速通過交通服務；慢速系統主要考慮為立交周邊區域城市規劃區的出行交通及行人、非機動車服務。

2.2 立交總體設計方案概述

該互通式立交作為五路交叉的城市樞紐級互通式立交，在進行方案設計時，我們就將立交的功能定位，立交的具體匝道設置進行了全面研究，期間我們提出了四路+三路交叉的復合立交方案、五肢全互通方案等立交型式，最后結合立交功能定位及規劃用地等條件確定了主轉向匝道單環無交織地面輔道“工”型連通的組合式立交方案。限于篇幅，本文主要對最終選定方案進行闡述。

（1）立交主線及匝道關系處理

在具體進行匝道布線中，通過對該立交節點的遠期交通流量分析可以得出該立交的各轉向交通量都不是主要流向，以直行的交通為主，轉向交通量均衡且流量不大。因此在立交選型設計時首先考慮將立交的各主線拉通布置，然后在此基礎上布置各轉向匝道。

該立交為三層半組合式互通立交，將立交中心區范圍內地面輔道進行了下沉0.2～1.8 m（由于該區域地下水位為87.25 m，因此地面輔道最低路面標高按照不小于88.00 m控制），作為負半層，以溝通各方向地面輔道；將東西向繞城快速路主線、立交各方向右轉匝道放在第一層；南北向花園路主線、中州大道主線、西繞城公路轉中州大道匝道、西繞城公路轉中州大道（G107）方向匝道、花園路和中州大道轉西繞城公路匝道放在第二層；東繞城公路轉花園路和中州大道匝道放在第三層，立交最高點距地面16.5 m，考慮立交區域西側為主要已建的建筑區，設計盡可能對西側部分匝道標準降低，將立交主體區布置在立交東側象限，見圖3。

圖3 立交（中心區）平面布置圖

（2）立交總體功能和技術指標

立交總體上共設置27條設計線，其中5條主線和12條主轉向匝道，主線分別為東西向繞城快速路主線K線、南北向花園路合修主線HY線、分修A線和B線及中州大道主線Z線。12條主轉向匝道中東繞城與黃河大橋方向的E、F轉向匝道為既有匝道，已建成通車，本次設計新建10條轉向匝道，實現了該立交節點的除中州大道與花園路之間的交通轉換外的所有轉向交通的順暢連接。此外該方案又設置了10條地面輔道（其中一條為人行通道），保證了立交周邊的區域交通和快速路的輔道交通及非機動車和行人交通的順暢溝通，見圖4。

圖4 立交效果圖

立交實際設計采用主要技術指標見表1。

表1 立交實際采用主要技術指標表

2.3 立交工程建設規模

花園口立交作為五肢交叉全互通立交，其工程規模較大，東西向主線全長2.42 km，南北向中州大道全長1.8 km。全部主線全長5.558 km；主轉向匝道全長8.983 km；其中新建匝道全長6.209 km；地面輔道匝道全長7.824km。橋梁面積共65 955.1 m2（含前期G107已建E、F匝道），立交總占地808畝。

2.4 立交總體方案評價

（1）實現了完善功能，符合城市規劃要求

該立交設計按照城市規劃，對樞紐節點功能進行了精心研究和定位，符合城市規劃要求，達到了完善路網交通的要求，立交總體功能完善，立交通行能力大，對于鄭州北大門這一重要交通樞紐處理恰當。

（2）考慮了以人為本，安全第一的原則

立交總體方案主線交通直接順暢，轉向匝道分工明確，地面輔道采用直接拉通布置，保證地面輔道交通、區域交通連接方便。特別是作為五路交叉的互通立交，做到了各主線、匝道交通無交織運行段，這在國內尚屬首次，可以說是本立交的一重要創新。設計對地面輔道的機動車、非機動車及行人交通統籌考慮、妥善安排。地面交叉口預留信號燈控制交通，并設置人行橫道線，使人車分離、各行其道、互不干擾，提高交叉口通行能力，并在部分路段設置人行天橋和通道，保證交通暢通、安全。

（3）合理采用技術指標，滿足樞紐立交要求

立交匝道設計均采用單向雙車道，這樣不僅可滿足汽車拋錨時的緊急停車需要，而且隨著交通量增長可滿足超車需要，保證交通快捷、暢通。整個立交只有西繞城至黃河大橋方向的轉向匝道為環形匝道，圓曲線半徑為63 m，其余匝道均為直連、半直連匝道，最小圓曲線半徑為90 m，各匝道的最大縱坡為3.8%，立交的整體平縱面指標高。

（4）精心布設匝道，充分利用了既有工程，降低了造價

立交設計對立交匝道進行了精心布設，巧妙的錯開了各匝道的最高點，雖為三層半立交，但立交最高點距地面僅16.5 m，這在國內大型交通樞紐設計中并不多見。此外，立交設計對既有橋梁做到了完全利用，對既有道路路基進行了部分利用，對降低工程造價起到了積極作用。

（5）貫徹了景觀和諧、環保節能的設計理念

由于作為五路交叉的樞紐節點，立交做到了布局緊湊，又不失宏偉大氣，造型美觀，最大限度地減少了占地和拆遷，將立交整體“重心”布置在立交東側象限，避開了西側大量的建筑物拆遷，使項目建設得以順利推進起到重要作用，立交總占地53.851 2 hm2，遠小于《公路建設項目用地指標》規定的85.590 8 hm2的用地指標。此外，立交轉向匝道直接順暢，平縱指標高，工程投資適當。這都為后期運營期間達到節能環保創造了條件。

3 結語

鄭州市花園口互通式立交功能完善，布局緊湊，通過合理布設轉向匝道，妥善處理地面輔道交通，巧妙安排各匝道之間的層次關系，設置了主轉向匝道單環無交織型+地面輔道“工”型連通的組合式立交方案，達到了各向互通的功能需求，同時降低了立交整體高度，節約了工程占地和造價，是處理五路交叉設計的一成功范例。當然，對于多肢交叉的互通式立交，在前期規劃階段就應該積極避免，不能為了設計規模宏大立交而刻意追求多路交叉，本文旨在總結花園口立交總體設計經驗，可為由于路網構成等原因形成的多路交叉設計提供參考。

[1]鄭州市花園口互通式立交新建工程初步設計[Z].四川成都：中鐵二院工程集團有限責任公司，2009.

[2]鄭州市花園口互通式立交新建工程施工圖設計 [Z].四川成都:中鐵二院工程集團有限責任公司，2010.

[3]JTG B01-2003，公路工程技術標準[S].

[4]JTG D20-2006，公路路線設計規范[S].

[5]CJJ37-1990，城市道路設計規范[S].

[6]CJJ129-2009，城市快速路設計規程[S].