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山区高速公路立交方案设计探讨及实例

2018-06-21李友齐琪

珠江水运 2018年9期
关键词:平面设计高速公路

李友 齐琪

摘 要:文章首先分析了我国高速公路立交常用型式,其后围绕山区高速公路立交选型与设计要点展开论述,并就某山区高速公路枢纽立交方案设计为例展开详细分析,保证了整个项目的安全性与经济性,可为类似工程提供参考。

关键词:高速公路 立交方案设计 平面设计

1.我国高速公路立交常用型式

(1)枢纽互通式立交

枢纽互通式立交无匝道收费站,常用型式有半定向T形、半定向梨形、定向Y形、定向与环道组合形、定向涡轮形、四路交叉全定向形以及完全苜蓿叶形。

(2)一般互通式立交

一般互通式立交设有收费站,常用型式有喇叭形(分为A/B式,经左转匝道驶入主线为A式,驶出时为B式)、平面T形、双喇叭、部分苜蓿叶形、菱形。

2.山区高速公路立交选型与设计要点

2.1山区高速公路立交初步选型

山区高速公路立交选型基本要素可归纳如表1所示。

根据立交位置与连接道路情况,综合考虑上述基本要素选定2~4个立交型式:

(1)与高速公路相交:①十字型交叉,主要采用混合型、全苜蓿叶型、全半定向型等枢纽互通型式,若是存在地形、地物受限的情况,可根据交通量分析结果,合理选用双Y型、双喇叭等型式;②T字型交叉,主要采用Y型立交,若一侧转向交通量十分小,则可采用2条定向匝道连接或单喇叭型立交。

(2)与等级地方道路相交:①道路交通量大,选用双喇叭、双Y型,也可采用Y型+单喇叭等型式;②道路交通量小,选用单喇叭、Y型、菱形立交等。

2.2山区高速公路立交方案设计

(1)立交设计速度

①高速公路设计速度,一般情况与主线一致;②连接道路设计速度,根据现状、规划情况确定,若是有条件可适当拓宽,提高设计速度;③匝道设计速度,根据实际情况综合确定,以高值为宜。一般山区高速公路匝道设计速度取值区间为40~80km/ h为宜。

(2)车道数与断面类型

在立交设计时,根据交通量大小,在高速主线设单车道或双车道出入口匝道,为保证车道数平衡,适当设辅助车道,同时根据交通量、匝道长度等,综合确定匝道断面。

(3)平面设计

根据实践分析可知,山区高速立交主要设置在城镇的边缘地区,此处往往存在一些民房和大片的农田,在进行立交设计时,需将相关房屋拆迁与农田占用问题考虑在内,同时高速公路主要是沿着山腰、山脚展线,靠近主线立交匝道平面布设受地形地物限制较大,需做好全面分析,综合考虑各项基础型式平面设计方案,做好比选工作,在确保行车舒适安全的同时,切实控制立交工程规模。

(4)纵断面设计

纵断面设计分两步:①核查立交范围高速公路、被交道路纵坡值与竖曲线半径,若是存在不符合相关规范的情况,需进行合理调整,或是另选立交位置;②严格按照规范确定已定设计速度下的最大纵坡、最小坡长、最小竖曲线半径等参数,按净高、洪水位要求等确定纵面控制点,开展匝道纵面设计,综合考虑平纵组合、减少填挖工程量等因素。

(5)桥梁、涵洞、支挡结构布设

综合考虑填土高度、跨越的道路河流情况等,合理选择布设桥梁、涵洞、支挡结构等,在立交设计方案中必须明确桥梁/涵洞桩号、跨径、结构型式等,若是必要可开展结构物布设的必选,确保方案最优。

(6)排水设计

山区高速公路立交排水设计十分关键,需根据排水需求,科学规划排水路径,由此落实排水沟渠设计、路面/坡面排水设计。

3.实例分析

3.1工程概况

文章以某山区高速公路枢纽为例,围绕立交方案设计展开了具体分析。此山区高速公路全长251km,连接两座城市,为实现此高速公路与绕城高速的交通流转换(上跨绕城高速),决定设置枢纽互通立交。

此枢纽互通立交布设受限较多,包括:(1)交叉中心与主线收费站相距仅1.12km;(2)交叉中心与主线隧道相距仅0.75km;(3)交叉中心与绕城高速一单喇叭互通立交相距仅2.5km;(4)拟建互通式立交东南、东北象限分别规划建设大学城、商贸圈,同时存在诸多居民区与厂矿企业,必须考虑土地节约问题。

3.2方案设计

由于此枢纽互通式立交周边地形复杂,匝道布设受限较多,绕城高速处于运营状态,高速主线隧道进口为主不可调整,由此无法拉开隧道进口与交叉中心的距离,为保证形成安全,立交中心至隧道进口段尽量不设匝道,同时设置好相应的标志。

根据上述思路,初测、初设阶段经综合分析对比后,确定了两个“变异Y形+变异喇叭形”方案,匝道设计速度 40~ 60km/h,立交主线范围最小平曲线半径、最大纵坡分别为3500m、0.6%。方案一、二分别如图1和图2所示,匝道总长分别为5897m、5651m。

方案一、二技術经济比较情况如表2~表4所示。

综上所述,方案二匝道线形指标比方案一更优,同时占用土地面积较少、投资相对较低、通行能力与服务水平较好,经综合分析初步设计将方案二作为推荐方案。

4.结束语

综上所述,在路网中,互通立交具有车流转换的功能,通过主线、匝道的分层处理,使得各交通流在平面、空间上得以分隔,切实解决交叉口高效、安全通行问题。在山区高速公路立交方案设计时,需综合考虑道路、交通、环境、人文及社会要素等,合理确定2~4个可行的型式,并对各型式开展方案设计与比选,通过技术、经济等多方面对比,确定最优方案,切实保证整个项目的安全性与经济性。

参考文献:

[1]张晓芬.山区高速公路互通立交选型定位研究[D].西安:长安大学,2017.

[2]周震.山区高速公路互通立交选型研究[D].广州:华南理工大学,2014.

[3]位树.山区高速公路互通式立交变异形式及适用性[D].西安:长安大学,2014.

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