蝴蝶形立交浅析

蝴蝶形立交浅析

摘要：蝴蝶形立交是典型的城市立体交叉形式，它有着满足用地以及景观效果这两个城市立交主要因素的重要特性。本文将介绍蝴蝶形立交的设计过程，以及在设计的过程中需要考虑的因素，和根据本人的设计经验通过对工程进行简单分析，供大家参考，使大家对蝴蝶形立交有进一步了解。

关键词：蝴蝶形立交，匝道，用地，景观效果，人行系统。

Summary : The butterfly’s grade separation is the typical city grade separation form , it has important characteristic of meeting two main factors of land use and the effect of landscape with the city grade separation。This text will introduce butterfly’sgrade separation set up the design process handed in , and the factor needing to consider during the process of designing, through analysing briefly about the project with the design experience according to me, for everybody’s reference , make everybody stand and hand in understanding to butterfly’sgrade separation further.

Keyword: Butterfly’s Grade separation, The ring road, Land use, The effect of landscape, Pedestrian system。

随着现在中国城市化的不断发展，城市里面的交通量的不断增大，为满足交通量的需求，城市立交作为解决交通流冲突的最有效的途径，现在各大城市不断的涌现。在各种各样的立交形式里面，有一种全互通的、也不需要占用四个象限的用地、景观效果也很好的，但现在应用不是很广泛的立交形式，这种立交形式就是：全互通蝴蝶形立体交叉。顾名思义全互通蝴蝶形立体交叉就是整个立体交叉从俯视图来看，就像一只张开翅膀的蝴蝶，要作出这样的效果就通过把匝道集中在两个相连的象限中，使得这两个象限的占地较其他两个象限的大很多的，而且通过对匝道线形的设计控制，使立交的线形圆滑流畅，这样就可以使整个立交像一只张开翅膀的蝴蝶，十分美观。下面本文将介绍蝴蝶形立交的设计过程，以及在设计的过程中需要考虑的因素，和根据本人的设计经验通过对工程进行简单分析，供大家参考，使大家对蝴蝶形立交有进一步了解。

1、蝴蝶形立交的起源

我国最早的蝴蝶形立体交叉是在1985设计，1987建成的天津中山门蝴蝶形立体交叉。因为立交的位置就在天津市市二宫（占地面积最大的综合性园林式工人文化宫，现改名为二宫公园）旁，整座立交的设计对于景观要求比较高，所以当时设计者就想到采用全互通的蝴蝶形立体交叉的形式。这座全互通的蝴蝶形立体交叉，是把六条匝道集中在第一第二象限，第三第四象限都只有一条定向的右转匝道。从上面的俯视图来看，就像一只张开翅膀的蝴蝶一样，与公园景观十分和谐一致，效果突出。立交的交通组织可以参考下图，有详细的交通导向箭头，整座立体交叉的交通组织就很清楚明了，在这里就不详细论述了。

天津中山门蝴蝶形立体交叉

2、蝴蝶形立交的设计

2.1象限的选择

因为立交的选型已经确定为蝴蝶形立交，进行蝴蝶形立交设计，最首要的一步就是象限的选择。因这决定了所有匝道的布设。象限的选择有以下几个条件确定：

2.1.1用地。用地资源作为一个城市的最基本的重要的资源，所以它也成为了制约我们立交设计的关键因素，一般按照规划条件，立交的用地都是占用四个象限的。我们可以根据现状用地情况以及规划用地的结合分析，我们选取其中两个用地不受限的象限，或者是受限制的条件较少的两个象限作为我们的立交的主象限。

2.1.2管线、地铁。随着城市经济的发展，现在很多城市都已经在修建地铁，而且在城市地下也埋设了大量的管线。立交的设计一定有桥梁的布设，现在为了景观的效果更好，下穿隧道的形式也经常采用。无论是桥梁以及隧道都会和管线、地铁有一定的冲突，在选择象限的时候。管线、地铁都是制约因素。

2.1.3两相交主线道路的线形以及相交的角度。如果两相交主线道路在立交范围内是直线段的话，且相交角度是正交的话，对象限的选择影响不大，但如果是圆弧段的话，有一定的斜交角的话，某一两个象限就会相对较窄，这样的话会严重的影响到匝道的标准，甚至可能在纵断面以及平面上无法满足规范要求。

2.2立体交叉设计车速的选择

在确定立体交叉形式后，还要考虑各条匝道的车速也可以说是立体交叉的设计车速。因为立体交叉的设计车速的确定，关系到立体交叉的几何形状及各组成部分的尺寸，以及视距、超高等因素[1]。合理地确定立体交叉设计车速是充分发挥立体交叉功能的关键因素之一。同时立体交叉的车速也是制约各条匝道形式的重要因素。

立体交叉设计车速包括直行车速和转弯车速。立体交叉的直行车速是沿相交道路主线直行的车速，为保证直行车速的快速通行，一般此车速应接近路段上的设计车速。立体交叉转弯车速是确定匝道车速的重要依据。匝道上的车速与匝道上的40km/h时,通行交通量为1200辆/h(小轿车)[4]；特殊情况下设计车速50km/h 时，通行交通量为1500辆/h(小轿车)[4]。但是，根据大型车混入率情况，可考虑减低设计通行能力。双车道匝道时，只有在流入或流出的端部，车辆能以两列流入或流出主线时，才可以采用上述值的两倍[4]。

在修建互通式立体交叉时，首先要考虑的应是立体交叉处的通行能力，立体交叉型式不同，其对疏导立体交叉的交通量的能力也不同。由上述可知，在立体交叉处，匝道通行能力在立体交叉选型中应重点考虑。通行能力互相制约。由于匝道上行驶条件所限，对占地面积的影响也较大，在确保安全和通行较大的交通量的要求下。匝道上的车速一般不宜大于一条车道的最大通行能力的车速[3]。我国道路上重型车比例较大，根据我国国情通常最大通行能力相应的车速为40~50km/h。[5]

2.3交通组织设计与匝道的平面布设

立交的交通组织设计主要是根据交通量的预测来决定的，交通组织设计将决定了这个立交的使用功能是否符合实际的需求，因此立交的交通组织的设计是十分关键。而匝道的设计就是把交通组织的功能具体化，现实化。但同时匝道的设计也制约着交通组织功能，因为按照的规范的计算要求，以及汽车在行驶过程中的规律，某些匝道是做出来之后会存在一定的危险，特别是在雨天路滑，摩擦力不够的情况下，因此不能为了满足某些功能而采用极限指标。因此交通组织设计和匝道的设计两者是相辅相成，同时也是相互制约的。另外为了使整个立交的效果更好，在匝道的线形设计过程中，也要注意选择采用圆滑以及流畅的曲线。立交的交通组织设计和匝道的设计是一个需要反复论证的过程。这个过程就可以使立交形式基本确定。

2.4立交的纵面设计

立体交叉肯定存在着，桥梁的上跨，或者隧道的下穿设计。匝道与主线、匝道与匝道之间的关系就要考虑清楚，纵断面的设计要考虑现状的情况，管线、地铁、河流、高压线、净空等等因素都控制着立交的纵断面设计，在考虑到所有的因素之后，就要按照规范的要求进行设计。尽量避免极限情况的出现，极限指标的使用。所以这一阶段的设计有可能因为某些因素或者是规范的要求不能满足从而需要推翻前面一步的设计，重新布设匝道。这些都是反复推敲的过程。为了使立交的可实现性更强，景观效果更好，功能更加强大，方案的反复论证是必不可少的。

2.5人行系统的布设

作为城市道路，人行系统是需要十分重视的因素。在全互通的立体交叉里面，已经不存在信号灯的控制。而且一般设置互通立交的相交道路都是城市主干道甚至是快速路，两者的交通流量都很大，车速也很快。因此在以上条件之下，人行通过只能选择天桥或者人行通道。考虑的以上因素以及以人为本的原则，行人及自行车一般走地面，通过人行通道穿越主线，如果使通道的埋深不至于太深，方便行人以及安全管理。可以把主线的在通道的位置适当抬高半层。这样的话，通道就不用完全在地面以下，这样的设计可以做到安全，高效且方便，避免行人要上下楼梯，景观的效果也很好。

2.6景观设计