公路互通式立交设计分析

公路互通式立交设计分析发表时间：2019-07-05T10:48:27.290Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：曾海清[导读] 摘要：立交桥梁是互通式立体交叉工程的重要组成部分，对整个立交工程有较大影响。

青州弘正建设工程质量检测有限公司山东青州 262500摘要：立交桥梁是互通式立体交叉工程的重要组成部分，对整个立交工程有较大影响。

结合设计实践，分析立交桥梁的若干技术问题。

总结一些设计经验，与同行探讨。

关键词：互通式立交；桥梁；设计立交桥梁是互通式立体交叉工程的重要组成部分，其设计多是互通式立交专业设计的难点、重点，其造价一般在整个立交工程中占有较大比例，对整个立交工程有较大影响。

本文结合湖南多条高速公路上的互通式立交区域的桥梁设计实践，分析立交桥梁的若干技术问题，总结一些设计经验，与同行探讨。

1互通式立交的设计原则互通式立交主要设计在车流量比较集中的城市路段和高速公路上。

互通式立交通过设计多个通行车道达到分流的目的，专业称为匝道。

通过设计向左或向右的匝道来分流。

目前城市中和高速公路上已经设计有一些互通式立交，但是由于城市规划的关系，大部分的互通式立交并没有在市中心，而是在中环以外。

因此，市中心的拥堵现象还无法用互通式立交来解决。

互通式立交需要的技术难度高，占地面积大，建造成本高，因此，互通式立交的设计要综合考虑，尽量用最低成本发挥最大效益。

互通式立交设计原则：一是考察路段的车流量。

根据车流量的大小设计匝道的宽窄，以及单向匝道或是双向匝道。

二是考虑地形条件。

根据地形来设计适当地互通式立交，可以最大限度地减少成本。

三是要考虑气候条件给此路段带来的影响。

比如雨季的时候，该路段会不会积水，会不会有滑坡、泥石流的现象。

要将这些条件进行综合考虑，设计最合理的互通式立交。

2互通式立交的设计要点互通式立交的详细设计互通式立交的详细设计是在选型设计基础上针对地形、地物、交通量、技术规范等要求对互通式立交匝道布局的进一步深化，是互通式立交设计的参数化和指标化。

平面线形设计互通式立交平面线形设计，要根据互通式立交的重要性、地形、用地条件等因素确定，并保证车辆能连续安全地运行。

互通式立交平面线形的要素主要有直线、缓和曲线和圆曲线。

匝道及其端部，凡曲率变化较大处应缓和曲线，一般缓和曲线采用回旋线。

在匝道与匝道、匝道与主要道路拼接处，如采用缓和曲线，要注意回旋线参数要稍大一点，主要是便于超高过渡和适应汽车行驶速度的变化，特别是分流点处更应注意。

在反向S型曲线处，选择回旋线参数时注意同超高过渡的协调一致，否则容易形成反超高。

此外，匝道平面线形要与其交通量相适应，转向交通量大的匝道平面线形技术指标应高一些；驶出匝道的平面线形技术指标应高于驶入匝道的平面线形技术指标；反向曲线间的两个回旋线，其参数宜相等，不相等时，其比值应小于1.5。

纵面线形设计纵面线形应与地形相适应，设计成视觉连续、平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现频繁起伏。

互通式立交的纵面线形设计实质是匝道的拉坡，不少设计人员将匝道拉坡范围完全与匝道的线位长度一致起来，这是不合适的。

因为这样处理会在车流分合流端部形成剪刀差，路容、排水可能都有问题。

拉坡的范围应该以车流分合流端部开始或结束，分合流端部以前的变速车道部分随主线的横坡和纵坡变化而变化。

但在具体确定分合流匝道的起点和终点高程以及横坡时要综合考虑主线的纵坡和横坡，匝道在该处的纵坡、横坡不能简单地取主线的纵坡、横坡，这样至少在理论上是不连续的。

另外，确定分合流点处的高程、纵坡、横坡时还须注意，当主线为曲线且有超高时，主线外侧变速车道先做成向外的横坡，然后根据变速车道形式向超高过渡，如果是直接式车道，则在变速车道全长范围内过渡，如果是平行式车道则在端部至匝道线位与主线“切点”范围内过渡。

确定拉坡范围还应注意，对于首尾相接的匝道，其拉坡范围应统一考虑。

另外在拉坡时还要遵循平、纵配合的设计原则，注意平纵组合，注意线形与自然环境和景观的配合与协调。

超高及其过渡由于互通式立交范围内的平曲线指标比较低，所以超高不可避免，但超高的取值及过渡需要深入研究。

匝道超高设计匝道超高设计要充分考虑车辆在匝道上行驶速度经常变化的实际情况，采用不同的超高值。

定向匝道跨越主要道路时，往往采用圆曲线最小半径的一般值或介于极限值与一般值之间，相应的超高按规范要求应取值8%以上，在这种情况下，由于定向匝道路基较宽，而且采用桥梁等结构物，没有路基边坡，所以在视觉上往往横向坡度比一般单匝道或土基填筑有边坡的路段横坡大，给驾驶员视觉上造成悬空的感觉，心理压力大，所以最大超高在这些地方宜放缓，收费站附近的超高值应小于匝道计算行车速度所对应的值。

接近分流、合流处匝道超高值就应大一些。

超高过渡段匝道上直线至圆曲线间或两超高不同的曲线间应设置超高过渡段。

超高过渡段的设置要根据计算行车速度、横断面的类型、旋轴的位置以及渐变率等因素来确定。

超高过渡区间。

有缓和曲线时，超高过渡在回旋线的全长或部分范围内进行；没有缓和曲线时，可将所需过渡段长度的1/3～1/2插入圆曲线，其余设置在直线上；在有构造物地段，超高过渡应充分考虑桥跨布置，一般过渡范围最好放在桥梁的同一联里，这样可减少构造物处理上的难度；反向超高的过渡。

为了减少排水上的困难，反向超高的过渡采用较大的超高渐变率是合适的；C超高渐变率的取值。

超高渐变率的取值在一般路段只需满足规范要求，但在宽度变化路段则要注意，由于宽度变化，行车道宽度的B值也是变化的。

由于容易忽略宽度变化对超高渐变率的“折减”作用，此时超高渐变率似乎满足要求了，但象收费站等宽度变化较大的地方，边部将扭曲得很厉害，如果同时又在反向超高的地方，则排水就成问题了。

因此在宽度变化路段要注意超高渐变率的取值；d超高旋转方式。

这里是指过渡范围内行车道外侧边缘的竖向形状是直线的还是曲线的。

一般情况下采用直线方式，但直线方式比较生硬，在过渡段两端有折曲感，所以从美观等因素考虑，采用曲线方式更好。

变速车道的设计变速车道分为直接式与平行式两种，减速车道原则上采用直接式，加速车道原则上采用平行式。

当变速车道为双车道时，加、减速车道均采用直接式。

一般双车道加速车道也采用直接式，但应注意直接式加速车道应采用较小的流入角度，这对车辆合流较为有利。

另外双车道的匝道与主要公路拼接时应注意车道平衡问题，否则当车流量较大时，车流的分流与合流将产生问题。

单车道减速车道设计时应注意直接式车道的三角渐变段长度并不一定是规范中的长度，一般来说要比规定的长度长，规范中渐变段长度一般只用于平行式变速车道三角渐变段；出口的起点位置应在主线外侧行车道中心线，且该点开始偏离主线的角度应满足规定的渐变率要求；减速车道的分流点处应设置相应的偏置值；分流点处的曲率半径和回旋曲线参数须满足规范规定的取值要求。

3立交布局设计中的安全考虑3.1车道数的平衡互通式立交设计时，无论交通量是否有变化，整条高速公路都应提供基本的车道数。

车道平衡的概念是在出口和入口方面必须达到和谐的运营、减少车道变化、清楚地显示前方的道路去向。

在出口处，车道平衡要求一次只能增加一个车道；在入口处，车道平衡要求一次只能终止一个车道。

车道平衡可通过增加具有足够长度的附加车道来实现，并提前设置适当的标志。

3.2出入口设置在一个地区和一条高速公路全长范围内，应当保持出口的一致性，如从右侧驶入、驶出，或当条件受限不能合并出口时，应按照右转弯在前、左转弯在后的驾驶习惯设计，不能出现与驾驶员的经验或预期相反的出口形式，否则会增加驾驶员的判断和操作失误，引发交通事故。

例如：渐变段设置在立交桥近端（前端）和远端〔后端）的不规则排列和车道存在左侧出口的匝道都将达不到大的通行能力要求的服务水平和运行安全。

相邻出入口之间应当有足够的距离，满足布置交通标志的要求和给予驾驶员足够的反应和操作时间，当不能保证主线出入口间的应有距离或遇转弯车流的紧迫交织干扰主线车流时，应采用与主线相分隔的集散车道将出入口串联起来。

3.3立交间距及与其他设施的间距用集散车道或辅道把他们连接起来时，相邻的互通式立交应该尽可能独立存在，同时一条高速公路上的互通式立交的出入口形式尽可能保持一致，避免使驾驶员要在短时间分析过多的信息，造成操作的失误。

当相邻立交净距较小时，应当采用设置辅助车道、集散车道或者设计成组合式立交的形式以便消除和减少交织路段，保证交通安全。

互通式立交与服务区、停车场、隧道之间的距离不但应该满足布置交通标志的需要，而且要有足够的交织长度，以保证直行车流顺畅。

隧道出口与匝道出口之间应当留有足够的距离，使得驾驶员能够适应光线的变化观察标识以免错过出口。

4匝道平面线形设计注意事项4.1互通的平面线形布设应满足行车舒适、安全在互通匝道平面线形布设的过程中，常常出现某种线形要素的曲线长度较短。

汽车在匝道上行驶，线形要素的长短要考虑保证旅客感觉舒适、超高渐变长度适中、行驶时间不过短（驾驶员的操纵）等方面因素，匝道任何一种线形要素的曲线长度均应大于3S行程。

对于反向曲线的两个回旋线（A值）径向相接的S型曲线，对于匝道（通常是指一小段提供车辆进出主干线（高速公路、高架道路、桥梁及行车隧道等）与邻近的辅路，或其他主干线的陆桥/斜道/引线连接道，以及集散道等之附属接驳路段）两边圆曲线半径相差较大时（例如单喇叭环圈匝道与流出匝道（A型）或流入匝道（B型）相接时），两个回旋线的A值相差较大或L（长度）相差较大，如按照旧规范，两个回旋线参数宜相等，不等时其比值宜小于1.5的规定，满足A值条件后导致两个回旋线的长度相差较大，一侧的回旋线长度偏短。

而同样在规范的路线部分中对一般主线的要求是两个回旋线A值之比小于2.0，这样匝道的线形要求比主线还要高，这一点是不合理的。

4.2互通的平面线形布设应注意环圈流出B型单喇叭互通式立交设计中，减速车道直接与环圈匝道相连，这是B型单喇叭互通往往被舍去的一个重要原因，也说明了出口匝道的重要性。

环圈匝道是互通中设计车速最低，平纵线形最差的一条匝道，减速车道是从主线流出，车速较高，容易导致驾驶员仓促减速。

在设计中容易将减速车道做为平行式，这样对于主线上跨的B型单喇叭互通，跨线桥在平行式减速车道上，桥面等宽，有利于设计和施工，这种上跨的形式比较好。

5结语城市互通式立交设计是一项综合性很强的设计工作。

本文对设计中的主要问题做了简要的阐述。

立交是城市的经脉，立交设施作为城市交通不可或缺的构造物，具有投入大、变更难等特点，在建设中更应该多方面考虑。

讲求立交与城市的和谐性，就应该遵循立交设计与城市之间以发展为基础，兼顾美学的原则。

参考文献：[1]孙家驷，吴国雄，朱晓兵.道路立交枢纽设计[M].成都：电子科技大学出版社，1996.[2]杨少伟.道路立体交叉规划与设计[M].北京：人民交通出版社，2000.[3]程琳，张俊杰，韩朝峰.浅析互通式立交方案的比选[J].山西建筑，2007，33（21）：300- 301.。