城市互通立交的設計選型與要點分析

李成

摘 要：互通式立交橋作為市政交通運輸體系中的交通樞紐，發揮著城市主干路或次干路與城市快速路或高速公路相交的主線車流分層通行，并供轉彎車輛行駛的重要作用，同時，也是保證交通流高效接入集散的關鍵。由于互通式立交橋多分布在城市高等級道路相交節點位置，周邊建設環境與交通組織情況復雜，因此對互通立交橋設計質量有較高要求。基于此，文章對城市互通立交的設計選型與要點進行分析。

關鍵詞：城市互通立交;設計選型;設計要點

1 城市互通立交的設計選型與特征

1.1 喇叭形立交

喇叭形立交是采用一個環形左轉匝道和一個半直連式左轉匝道組成的完全互通式立體交叉，是三路立體交叉的代表形式，以左轉彎出口匝道構造形式為依據，將其分為A型與B型。同時，也可采取四岔喇叭形互通立交形式，將互通立交主線與主匝道保持連接狀態，與被交叉城市道路上分別設有三岔交叉結構。喇叭形立交具有層次簡單，除環形匝道適應車速較低外，其他匝道都能為轉彎車輛提供較高速度的直連或半直連運行。只需一座跨線橋，投資較省。無沖突點和交織，通行能力大，行車安全。造型美觀，行車方向容易辨別。多用于主次交通流明顯或是無輔道三路交叉口處。此外，在城市互通立交工程中，布設時應將環形匝道設在交通量較小的方向上，主線左轉彎交通量大時宜采用A型，主線左轉彎交通量小時或受地形地物條件限制時可采取B型，但主線車流容易受到匝道影響，存在交通安全隱患。

1.2 苜蓿葉形立交

（1）全苜蓿葉形立體交叉：用四個對稱的環形左轉匝道實現各方向左轉車輛運行的全互通式立體交叉，是四路交叉常用的互通式立體交叉之一。這種立體交叉各匝道相互獨立，無沖突點，交通運行連續而自然，僅需一座跨線構造物，可分期修建。為消除正線上的交織，避免雙重出口并使交通標志簡化，提高通行能力和行車安全，常在主線的外側增設集散車道，使出入口及交織段布置在集散車道上，成為帶集散車道的苜蓿葉形立體交叉。多用于城市外圍環路上的不收費立體交叉。

（2）部分苜蓿葉形立體交叉：部分左轉彎方向不設環形左轉匝道，而呈不完全苜蓿葉形的立體交叉。可根據轉彎交通量的大小或場地限制，采用任一形式或其他變形形式。這種立體交叉可保證主線直行車流快速暢通，單一的駛出方式便于車輛運行并簡化了主線上的交通標志，僅需一座跨線構造物，用地和工程費用較小，便于分期修建，遠期可擴建為全苜蓿葉形立體交叉。適用于主要道路與次要道路相交。布設時應使轉彎車輛的出入盡量少妨礙主線交通，平面交叉應設在次要道路上，必要時可在次要道路上組織渠化交通或設置信號控制。

1.3 Y形立交

Y形立交是采用直連匝道或半直連匝道實現車輛左轉的全互通式立體交叉，具有能為轉彎車輛提供高速的定向或半定向運行，通行能力大，無交織，無沖突點，行車安全，行車方向明確，路徑短捷，運行流暢，正線外側占地寬度較小。但跨線構造物多，造價較高。適用于各方向交通量都很大的三路互通式立體交叉。布設時直連Y形立體交叉的正線在交叉范圍內，應為雙向分離式斷面，或拉開適當的距離，以滿足左轉匝道縱坡和橋下凈空要求，在正線設計時應充分考慮立體交叉布設的要求。半直連Y形立體交叉適用于正線雙向行車道之間不必拉開或難以拉開距離的情況。

1.4 菱形立交

菱形立交是一種由兩條道路保持十字交叉狀態，車流自城市主要道路兩側設有四條單向匝道通向被交道路，在次要道路的連接部存在平面交叉的互通式立體交叉形式。主要道路應視地形和排水條件確定上跨或下穿形式，一般以下穿為宜，次要道路上可通過渠化或設置交通信號等措施組織交通。與其他類型相比，菱形城市互通立交能保證主線直行車流快速暢通、左轉車輛繞行距離較短、主線上有高標準的單一進出口、交通標志簡單、主線下穿時，匝道縱坡便于駛出車輛減速和駛入車輛加速;形式簡單，僅需一座跨線構造物，用地和工程費用小。適用于城市主要道路與次要道路相交且用地困難的情況。

2 城市互通立交的設計要點

2.1 總體設計與布局設計

在城市互通立交總體設計與布局設計環節，首先，設計人員需詳細了解工程相關資料，以城市總體規劃與道路網絡體系結構為主要依據，合理選擇互通立交形式。例如，所修建城市互通立交工程處于個別方向交通量較小或相交道路車流軌跡線中存在平面沖突點交叉情況時，可采取菱形立交或部分苜蓿葉形立交形式。其次，將線路布置、交叉處車流軌跡線及交叉方式、交叉口型式、平縱面線形等要素納入設計范圍，在其基礎上制定城市互通立交的整體布局方案以及線路走勢方案，在方案中明確相交道路控制高程點、道路縱坡度、平曲面最小半徑要求、轉向需求與匝道車道數等設計內容。最后，在已知工程信息與立交布局方案的基礎上，開展交通仿真進行模擬，模擬不同工況條件下的交通運行情況，如模擬車輛行駛期間的離心力來判斷設定的平曲線最小半徑是否合理，模擬車輛行駛速度來調整道路坡度或采取限速措施。

2.2 交通量預測與分析

在城市互通式立交橋工程中，交通量是確定互通立交橋建設規模與選擇立交橋構造類型的主要依據，所選擇立交橋類型與平面布局方案不準確，不僅會增加工程造價成本，造成互通立交橋部分使用功能受限。甚至會出現交通擁堵，引發車輛追尾、主線車流受匝道影響、車輛側向失穩等交通事故。因此，設計人員需深入調查互通式立交橋所處區域實際的交通路況，明確互通式立交橋在城市道路網絡體系中的功能定位與扮演角色，結合城市總體發展規劃與經濟環境發展趨勢，對未來一段時間的交通量進行準確預測，繪制交通流量變化趨勢圖，選擇合理的互通式立交橋類型。例如，在主線直行車流量遠超過轉彎車流量時，可采取定向Y型互通立交橋。而在左轉流量較小四路交叉口或一側轉向交通量較小時，可采取完全苜蓿葉形立交橋與部分苜蓿葉形立交橋。

2.3 互通立交與周邊環境的協調設計

在部分城市互通立交方案中，設計人員并未考慮外部環境對互通式立交橋交通的影響，導致工程方案可操作性不足，互通立交橋在使用期間存在交通安全隱患。針對于此，必須開展互通立交與周邊環境的協調設計工作。首先，由于城市交通具有混合流特征，同時考慮到機動車輛與慢性交通對城市互通式立交橋造成的影響，為保障交通安全，采取人車分流方式。其次，互通式立交橋工程現場往往分布大量的地下構筑物，需要對橋梁跨徑組合結構與柱墩等構件的組合方案進行優化設計，在對地鐵線路等重要地下構筑物保護的同時，將所需移除的地下構筑物數量控制在合理范圍內，盡量釋放橋下空間，以此來提高空間利用率，控制造價成本與工程量。最后，考慮到城市互通式立交橋多分布于城市交通路網的繁忙路段，起到交通樞紐作用，面臨橋梁交叉設計難題，設計人員應對工程所處區域的整體交通加以系統性設計，重點考慮橋梁交叉問題，將滿足交通通行需求與保障交通安全作為首要設計目標。

3 結語

綜上所述，為進一步提高城市道路交通服務水平與道路通行效率，充分發揮互通式立交橋的交通樞紐作用，實現城市空間資源與道路設施最大化利用目標。因此，需要盡早構建較完善的城市互通立交工程的設計體系，明確不同立交橋構造類型的適用條件，詳細了解互通立交設計要點，積累豐富的設計經驗，以緩解城市交通擁堵問題。

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