新型螺旋式T形互通立交設(shè)計要點分析

高青海

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032)

1 新型螺旋式T形互通立交主要特點

對于新型螺旋式T形互通立交，它主要具有下列幾方面特點：其一，造型好，整體結(jié)構(gòu)對稱，轉(zhuǎn)向更加明確；其二，不同轉(zhuǎn)向匝道相互獨立，基本沒有交織段與沖突點，不會造成太大的行車干擾；其三，所有左轉(zhuǎn)車輛都通過半定向匝道進行轉(zhuǎn)向，相較于傳統(tǒng)的喇叭形立交，可增加轉(zhuǎn)彎半徑，優(yōu)化行車條件；其四，對于半定向匝道，其繞性距離比傳統(tǒng)的喇叭形立交短，而且標準更高，能良好適應(yīng)交通量相對較大的情況，特別適用于兩側(cè)不同方向?qū)嶋H交通量沒有明顯差別的情況；其五，匝道布置有很多種不同的方式，布置類型十分靈活；最后，如果半定向匝道需要和主線或匝道發(fā)生交叉，則需要設(shè)置專門的跨線結(jié)構(gòu)物，所以在這種情況下，會使高差相對較大，且橋跨增多，某些情況下需要布置3層及以上的結(jié)構(gòu)物。

2 新型螺旋式T形互通立交設(shè)計

在對這種新型互通立交進行布置的過程中，要充分考慮實際的投資條件、設(shè)計要求與環(huán)境條件，采用適當?shù)男问剑_保結(jié)構(gòu)達到緊湊，從而盡可能減少用地與拆遷。該新型互通立交不僅要充分發(fā)揮出T形互通立交具有的各項優(yōu)點，而且還應(yīng)通過對多層螺旋式內(nèi)外雙環(huán)形匝道的適當設(shè)計，有效解決高差方面的問題，以此在節(jié)省占用的同時，減少立交下方結(jié)構(gòu)。

2.1 匝道設(shè)計速度

確定適宜匝道設(shè)計速度對發(fā)揮互通立交應(yīng)有功能有重要作用，而且還和整體選型、平面與縱面指標確定、橫斷面布置與超高設(shè)置等息息相關(guān)。針對該新型互通立交，在確定匝道的設(shè)計速度時，應(yīng)充分考慮以下幾點：其一，匝道設(shè)計速度必須滿足相關(guān)標準規(guī)范規(guī)定的設(shè)計要求；其二，對于連接匝道，它的設(shè)計速度通常按照主線設(shè)計速度的50%～70%嚴格控制，并且平面線形要做到盡可能的對稱；其三，對于螺旋式匝道，即左轉(zhuǎn)彎時駛?cè)氲陌攵ㄏ蛟训溃_保交通流實際轉(zhuǎn)換順利完成，設(shè)計速度不能太低，一般按照40～60 km/h的范圍進行控制。

2.2 平面線形設(shè)計

該互通立交主要采用多層螺旋式方法對匝道進行布置，這也是該互通立交和普通互通立交最大的區(qū)別。對于主線橋上的交通流，從減速車道上減速后進入到環(huán)形匝道，在環(huán)形匝道內(nèi)呈螺旋式下降以后，回到地面；而地面上的交通流則在匝道上呈螺旋式上升后進入到主線橋。對該互通立交進行平面線形設(shè)計時，需要注意以下幾點：其一，對于環(huán)形匝道半徑，應(yīng)充分考慮匝道為有效克服較大的高差而提出的要求，并做到節(jié)省占地和布局緊湊，通常控制在100～200 m范圍內(nèi)；該指標相較于其它類型的互通立交，相對較高；其二，與主線相連的匝道，應(yīng)使用S形曲線進行連接，該曲線的大半徑與小半徑之比應(yīng)控制在2以內(nèi)；其三，各段匝道實際線元長度應(yīng)達到3 s設(shè)計速度行程以上；其四，匝道變速車道和寬度變化的段落，不可進入到橋梁的主跨；最后，在主線橋兩側(cè)進行出入口收費站合理設(shè)置，在有特殊要求時，可在主線橋以下進行整體式設(shè)置。

2.3 縱斷面設(shè)計

對于縱斷面線形，主要受到以下幾方面因素的影響和限制。接線處和相交路的實際高差；環(huán)形匝道實際半徑與層數(shù)；與主線相連部位的縱坡。基于該互通立交設(shè)計理念，其內(nèi)環(huán)形匝道始終下降，而外環(huán)形匝道始終上升，兩者縱斷面相互獨立，實際的縱斷面布置比傳統(tǒng)的喇叭形立交方便和自由。通過對匝道半徑與層數(shù)適當調(diào)整，并增加適當?shù)恼咕€長度，能使縱斷面設(shè)計十分靈活。在實際的縱斷面設(shè)計過程中，需充分考慮下列幾點：其一，匝道縱坡必須有效克服高差，同時留有一定的余地，一般不能超過2.5%，保證行車安全；其二，對于連接匝道，其縱坡不能超過規(guī)范提出的上下坡要求，并要留有一定的余地，不可使用太大的縱坡，否則將對正常行車造成影響；其三，對于連接匝道，其起點和終點需要和主線、環(huán)形匝道良好順接，豎曲線需要設(shè)置在合流之前與分流之后，同時匝道縱斷面需要和主線及環(huán)形匝道達到完全一致；其四，在接地以后，收費站中心處100 m以內(nèi)縱坡不能超過2%；其五，對環(huán)形與連接匝道進行設(shè)計的過程中，應(yīng)盡可能采用超過一般值的半徑；其六，如果豎曲線的半徑、最小坡長和最大縱坡受到限制與影響，可通過增加曲線半徑與匝道層數(shù)等方法來改善，比如通過適當增加坡長能起到降低縱坡的作用；最后，因立交上每條匝道的實際縱坡都相對較緩，所以可根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合具體的環(huán)境條件對匝道位置關(guān)系進行靈活布置，最終實現(xiàn)對整個平縱面設(shè)計的優(yōu)化。

3 實例分析

某公路路線總長約12.9 km，為解決該路段和被交路存在50 m左右的高差的實際問題，設(shè)計采用新型螺旋式T形互通立交。該項目按照雙向八車道標準設(shè)計，設(shè)計時速100 km/h，路基設(shè)計寬度41 m，與該路段相交的公路是城市主干道。通過對路段交通量的預(yù)測，其匝道轉(zhuǎn)向?qū)嶋H交通量相對較少。根據(jù)地方規(guī)劃，結(jié)合交通量預(yù)測結(jié)果進行出入口的設(shè)置。考慮到被交道路上左轉(zhuǎn)彎交通量較大，所以初步采用T形互通立交。另外，由于該路段和被交路之間有50 m左右的高差，所以在T形互通立交基礎(chǔ)上采用螺旋式匝道。

對于環(huán)形匝道，其曲線大半徑為115 m、小半徑為100 m，設(shè)計速度確定為40 km/h；對于連接匝道，其最小半徑為240 m，將設(shè)計速度確定為60 km/h；以上各匝道的半徑都不小于100 m，可達到設(shè)計行車速度提出的要求。每條匝道曲線的長度也在60 m以上，可滿足行車速度的要求。另外，各項線形要素也都滿足相關(guān)設(shè)計要求，占地面積只有15.7 hm2左右，相較于單一的T形立交，能節(jié)省近60%的占地面積。在環(huán)形匝道中，最大縱坡和坡長分別為：下主線的外環(huán)形最大縱坡為2.6%、坡長為850 m，上主線的內(nèi)環(huán)形最大縱坡為2.8%、坡長為660 m；平均坡度和坡長為：下主線的外環(huán)形平均坡度為1.81%、平均坡長為2 369.9 m，上主線的內(nèi)環(huán)形平均坡度為2.09%、平均坡長為2 081.9 m；最小凸形和凹形豎曲線的半徑分別為14 000 m、8 000 m，都能達到相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。

4 結(jié) 語

綜上所述，對于新型螺旋式T形互通立交，不僅具有普通T形立交具有的優(yōu)勢特點，而且還能有效克服高差的問題，減少占地，實現(xiàn)對各項指標的改善，有著良好的適應(yīng)性和應(yīng)用與發(fā)展前景。