漢口北樞紐互通總體方案研究

李雙艷，白瑞翔

(中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430000)

漢口北樞紐互通位于黃陂區盤龍城開發區漢口北大道(現狀)與新十公路(現狀)交匯處，主要為主線即武大(武漢—大悟)高速公路武漢至河口段和漢口北的交通轉換而設置。該文就該互通總體方案的設計構思進行分析論述。

1 區域現狀

漢口北樞紐互通位于漢口北大道(現狀)與新十公路(現狀)交匯處，周邊基本已建設完成，4個象限均有既有建筑，東北象限為四季美農貿城，東南象限為龍巢小區，西北象限為規劃四季美花卉市場，西南象限為四季美食品城。建筑物較密集，主要集中在四季美農貿城(東北象限)和四季美食品城(西南象限)。互通影響區域范圍內存在一處鐵路[合武(合肥—武漢)高鐵]，另有連接該項目的新河特大橋及3條匝道(一期工程)正在建設中(見圖1、圖2)。

圖1 漢口北樞紐互通區域周邊現狀

圖2 漢口北大道(現狀)與新十公路(現狀)交匯

2 交通量預測

根據工程可行性研究交通量預測結果，漢口北樞紐互通2040年平均日交通量，漢口來往東西湖方向為7 543 pcu/h，來往新洲方向為3 005 pcu/h；大悟來往東西湖方向為8 217 pcu/h，來往新洲方向為5 151 pcu/h(見圖3)。

圖3 漢口北樞紐互通2040年高峰小時交通量分布(單位：pcu/h)

3 總體方案研究

3.1 限制因素分析

(1)周邊用地限制。根據現場踏勘和實測地形，該互通區域范圍內建筑物較密集，主要集中在四季美農貿城(東北象限)和四季美食品城(西南象限)。互通設計時匝道應盡量布置在西北象限和東南象限，布局應緊湊，并盡量減少拆遷。

(2)受在建新河特大橋及匝道控制。經新河特大橋設計單位研究，將漢口北樞紐互通設置為4層結構，并在互通范圍內預留2處鼻端出口(見圖4)。需在該擬定方案的基礎上進行優化設計，并利用已施工主線和匝道的高程及線形走向。

圖4 新河特大橋設計單位提出的互通方案

(3)受現狀合武高鐵的影響。合武高鐵距離漢口北大道與新十公路交叉口約320 m，根據坡度(一般橋梁縱坡不宜大于4%)反推，擬建漢口北高架需下穿主線，且位于第三層(見圖5)。

圖5 合武高鐵與主線間距示意圖

3.2 方案比選與論證

結合以上控制因素，考慮在建新河特大橋和既有匝道的影響及工期限制，基于現狀條件，根據既有匝道高程和走向、交通量預測及周邊地形地物，提出3種漢口北樞紐互通方案進行比選。為盡量減少拆遷，3種方案的匝道均集中布設于西北和東南象限。受在建新河特大橋和既有匝道、合武高鐵的影響，3種方案均設置為4層結構，擬定漢口北大道為地面層(通過設置地面輔道，保證地面車輛通行)，第二層為半定向左轉匝道，第三層為漢口北高架，第四層為該項目主線。

3.2.1 方案一：對稱雙環式苜蓿葉樞紐互通

如圖6所示，采用對角象限雙環式苜蓿葉樞紐互通，漢口至東西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左轉匝道，東西湖至大悟方向和新洲至漢口方向采用內環左轉匝道，右轉匝道均采用直連式。

圖6 漢口北樞紐互通方案一

漢口北高架在合武高鐵前落地，保證凈空≥5 m，交叉點至鐵路方向采用-5%縱坡，以保證交叉位置處于第三層，滿足橋下凈空要求(≥16 m)。該互通方案在地面層設置環島，以便半定向左轉匝道橋墩放置(交叉口處橋下凈空受限，通過設置環島，可采用小跨徑橋梁，避免設置大跨徑橋梁)。

該方案為全互通樞紐方案，能較好地解決交通轉向功能需求，互通布置形式緊湊，造型對稱、美觀，拆遷較少；在漢口北大道地面層布設環島(交叉口)，可解決匝道大跨徑橋梁布置問題，可將匝道橋墩落在中央環島上，且不需對已施工匝道進行改建，可減少影響，避免工程浪費，滿足工期要求。但漢口北大道地面層交叉口范圍內采用環島形式，在很大程度上會增加交通擁擠和阻塞；漢口北高架縱坡較大，存在一定安全隱患。

3.2.2 方案二：不對稱雙環式苜蓿葉樞紐互通

采用對角象限雙環式苜蓿葉樞紐互通，漢口至東西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左轉匝道，東西湖至大悟方向和新洲至漢口方向采用內環左轉匝道，右轉匝道均采用直連式。

該互通方案在方案一的基礎上進行如下優化：1)優化漢口北高架縱斷面設計。將交叉點至鐵路方向縱坡調整為-4%(規范要求橋梁縱坡不宜大于4%)，此時交叉口范圍內漢口北高架與地面凈空僅12.8 m(若匝道仍在該處下穿高架，凈空不能滿足要求)，為保證2條半定向左轉匝道與地面層相交處凈空滿足要求，需同時調整半定向匝道線形，向西側移動，移出交叉口范圍，且在凈空最有利點位置處下穿。2)為保證周邊居民和廠區等工作人員的正常出行，減少車輛繞行，提高通行服務能力，保證地面交通組織合理順暢，增設2條落地匝道。3)優化漢口北大道地面輔道設計，地面層平面交叉由環島調整為十字交叉，提高通行能力和效率(見圖7)。

圖7 漢口北樞紐互通方案二

該方案為全互通樞紐方案，在方案一的基礎上優化而成。其缺點：互通規模增大；地面層平面交叉調整為十字交叉，雖提高了通行能力，但增大了橋梁跨徑，投資增加；增設2條落地匝道，在一定程度上提高了造價。

3.2.3 方案三：不完全樞紐互通

漢口至東西湖方向和大悟至新洲方向采用半定向左轉匝道，東西湖至大悟方向和新洲至漢口方向采用內環左轉匝道，右轉匝道均采用直連式。

該互通方案在方案二的基礎上進行如下優化：1)通過分析論證，東西湖至漢口方向、新洲至大悟方向的2條右轉匝道與新增設的2條落地匝道在功能上有一定重合，且受現狀用地限制，故取消2條右轉匝道(東西湖至漢口右轉方向、新洲至大悟右轉方向)，很大程度上減少了互通用地和拆遷工程量。2)為減弱取消2條右轉匝道對通行能力的影響，優化地面層十字平交口設計，在東西湖至漢口右轉方向、新洲至大悟右轉方向地面層增設右轉專用車道，在提高交叉口通行能力和效率的同時，改善交叉口交通安全(見圖8)。

圖8 漢口北樞紐互通方案三

該互通方案為不完全互通，在方案二的基礎上優化而成，可大幅節省工程造價，減少拆遷，社會經濟效益較好。但該方案未設置全方向樞紐互通，與部分駕駛員的行駛心理不符，容易造成車輛誤行。可通過加強標志指路、標線引導等交通措施降低和避免車輛誤行。

3.2.4 推薦方案

如表1所示，從減少工程規模、降低工程造價、增強服務水平和通行能力的角度綜合考慮，該樞紐互通總體方案推薦采用方案三。

表1 互通方案比較

4 結語

漢口北樞紐互通實現了漢口北大道與武大高速公路的快捷聯系，升級區域道路交通系統，對推動漢口北區域社會經濟發展具有非常重大的意義。該互通控制因素多，設計難度較大。方案選擇時，從服務水平、通行能力、占地、造價等多角度進行分析，層層遞進，優化設計方案，合理確定互通總體方案。該互通方案研究過程可為類似復雜互通立交方案分析和設計提供一定參考。