新機場北線高速公路工程磁大路互通立交選型設計

李歆揚

北京國道通公路設計研究院股份有限公司 北京 100053

新機場北線（京開高速-京臺高速）高速公路工程起點為京開高速，大興黃垡村北側約700m，終點為京臺高速，全長14.66km，全部位于大興區境內平原區。新機場北線高速公路作為北京大興國際機場的配套交通工程，其主要功能為集散大興國際機場客流，使大量的機場客流能夠通過高速路網進行疏散。為減少相交道路對高速主線上車流的影響，保證干線路網上車流的快速轉換，全線設置5座互通式立交。分別為京開立交、南北航站樓立交、新機場立交、磁大路立交、京臺立交。本文將對新機場北線（京開高速-京臺高速）互通立交選型中考慮的主要因素，并以磁大路互通立交為例詳細論述立交的方案比選，結合磁大路互通立交的設計過程總結出互通立交選型中應該特別注意的幾點問題。

1.磁大路互通立交方案設計

1.1 項目概況

磁大路是新航城地區對外出行的重要通道，磁大路與新機場北線高速公路節點距西側新機場高速立交中心約2公里，距離東側終點京臺高速立交中心約4.9公里（見圖1）。現狀磁大路為二級公路，路面寬度為12米，一上一下兩車道斷面，為南北走向，遠期規劃為一級公路。

圖1 磁大路立交位置關系圖

根據新機場北線高速公路工程主要服務機場的功能，互通立交確定設計思路與規劃一致。為保證新航城地區的對外連接，為新機場客運區提供服務，在與規劃一級公路磁大路相交節點設置一處服務型立交與地方道路相接，并設置匝道收費站，根據預測進出主線交通量設置收費車道，以滿足地方出行需求。

1.2 選型設計及方案比選

互通立交選型時應該綜合考慮立交功能、收費情況、轉向交通量大小、近遠期結合及規劃和現狀用地條件等因素。因此，磁大路互通立交在選型時應綜合考慮該節點的收費需求、周邊現況的用地情況、交通轉向預測分析等因素。

由于喇叭型立交廣泛應用于收費公路的十字交叉，在無其他條件限制的情況下，優先選擇喇叭型互通立交。且本工程磁大路與新機場北線相交的西北象限為西段家務村莊，東北象限有北京禮縣益農蔬菜專業合作社無公害蔬菜生產基地，其余范圍主要為旱地、菜地、苗圃等，立交建設條件較好。因此該節點考慮雙喇叭互通立交和單喇叭互通立交兩個方案。磁大路立交轉向交通量分布圖如下(見圖 2)。

根據2038年新機場北線高速公路、磁大路立交轉向交通量分析，磁大路立交2038年轉向交通量主要為新機場北線（機場方向）與磁大路的交通轉換，其中南向西的轉向交通量為6385pcu/d，西向北方向（新機場高速機場回磁大路方向）的轉向交通量為8834pcu/h。因此立交的型式應重點考慮這兩個方向的交通需求。

圖2 磁大路立交轉向交通量

1.2.1 方案一（雙喇叭立交）

方案一立交型式為雙喇叭互通型式（見圖3），解決了各個方向的交通轉換。為減少對新航城規劃用地的占用，互通立交在東北象限布設，匝道設置一處匝道收費站。

方案一共設置9條匝道，設計速度為40公里/小時，匝道線形指標最小圓曲線半徑為60m。匝道縱斷面最大縱坡3%，最小縱坡0.3%。最小豎曲線長度60.024m。

匝道斷面分兩種，A匝道收費站至磁大路連接段為雙向雙車道匝道，路基寬度16.5m；收費站至新機場北線連接段為對向三車道匝道，路基寬度18m。出了收費站去往北京方向的匝道、新機場方向往返收費站匝道采用單向雙車道匝道，路基寬度10.5m；其它匝道均為單向單車道匝道，寬度9m。A匝道設置匝道收費站，收費通道為6入11出。

磁大路遠期規劃為一級公路，規劃道路斷面為兩幅路形式，兩幅路面寬度各為10.5m，安排兩上兩下四條機動車道，中央隔離帶寬度為2m，雙喇叭方案與遠期磁大路實現規劃斷面相接。

圖3 磁大路互通立交方案一（雙喇叭型式）

1.2.2 方案二（單喇叭立交）

方案二采用單喇叭互通型式（見圖4），結合近期交通量需要，從降低工程規模及減少占地的角度考慮，方案二采用與磁大路以平交型式相接。方案二可作為方案一的近遠期結合方式，遠期可根據交通量發展實施雙喇叭立交方案。

圖4 磁大路互通立交方案二（單喇叭型式）

兩個方案均為喇叭型互通立交方案，在收費方面，只需一個收費站就可以解決兩條路的收費問題。方案一的雙喇叭型互通式立交多用于連接高速公路或一級公路等交通量較大的干線公路，組成四路交叉的完全立交型式。方案二相對于方案一為近期方案，為與磁大路遠期規劃相結合。方案一的優點是服務水平高，無交織，安全性高，交通轉換快捷，對磁大路主路行車干擾較小，缺點是對于近期的交通量而言立交工程規模較大；方案二較方案一規模小，占地少，但設置平交路口轉向對磁大路行車干擾性大，且隨著交通量增加，路口易發生擁堵，交通疏導能力差，安全性相對較差，服務水平低。

因此，綜合比較兩方案，方案一能更好地實現新機場北線高速公路與磁大路的交通轉換功能。

2.磁大路雙喇叭型互通立交設計主要技術問題

磁大路互通立交場區條件良好，基本為樹林和農田，場區內拆遷較少。設置立交匝道及收費廣場時以避讓基本農田為設計原則。

磁大路互通立交與新機場高速互通立交間距2公里，與京臺高速互通立交間距5公里。考慮磁大路互通立交與新機場高速互通立交凈距不滿足1.2公里，通過設置輔助車道連接新機場高速互通立交與磁大路互通立交。

3.立交橋梁方案

磁大路立交推薦方案共設主線橋1座，匝道橋9座，通道橋1座。

磁大路互通式立交主線橋，橋梁跨徑為：（30+45+30）鋼砼疊合梁+（30.06+30+30+30.06）預制小箱梁+（30.06+30+30.06）預制小箱梁+3x30連續箱梁+3x35連續箱梁+5x30連續箱梁+30.04預制小箱梁+3x35現澆箱梁+（26.06+3x26+26.06預制小箱梁），主線橋橋長932.4m。上部結構型式主要采用30米預應力混凝土簡支小箱梁，30m、35米主跨的現澆箱梁，45m主跨的鋼砼疊合梁，下部采用蓋梁柱式墩，雙柱式橋墩；橋臺采用肋板式橋臺，基礎采用承臺樁基礎。

匝道橋橋梁結構均為上部結構型式主要采用主跨30米的現澆箱梁；下部采用橋臺采用重力式橋臺，基礎采用承臺樁基礎。

主線通道橋按現況地方道路布置橋孔，橋梁跨越地方道路。橋梁上部結構形式為1x16m現澆預應力混凝土空心板，梁高為0.75m；橋臺采用重力式臺接承臺樁基礎。

4.結束語

影響喇叭型互通式立交的因素很多，除應滿足互通式立交間距、相鄰的其他有出入口的設施之間的距離要求外還應以現狀道路路網或已批復的規劃為依據，考慮立交的設置條件、近遠期結合、技術指標、工程造價上的合理性以及各側單喇叭的型式選擇等，并且收費廣場的位置設置應選擇地勢平坦開闊、地質良好，拆遷較少等條件好的地帶。