既有互通立交改造方案选型分析

赵聚成，熊 军，于 海

（天津市政工程设计研究总院有限公司，天津 300392）

由于山区地形起伏较大，常规立交形式[1]如全定向、组合式全互通、苜蓿叶、环形等经常受限，立交设计需充分考虑现状地形的影响。本文以龙羊互通立交改造为例，分析在地形高差较大、周边控制因素过多的情况下互通立交方案选择。

1 工程概况

原龙羊互通立交为龙里县首座城区互通式立交，于2018年1月15日通车，仅修建了2条匝道，主要是满足龙山大道与环城路的交通转换；而随着西区的不断发展，老城区与西区的交通量迅速增大，因此考虑对现状龙羊立交适当改造，打通正大路，使老城区、西区以及通往厦蓉高速一带交通转换更为便捷快速。见图1。

图1 立交地理位置

龙山大道、正大路为城市主干路，设计车速40 km/h；立交匝道设计车速20～30 km/h；交通量预测年限为20 a；桥梁设计基准期为100 a；机动车道净空≥5.0 m，行人及非机动车道净空≥2.5 m；最大纵坡≤7.0%；桥梁设计荷载按城市-A级，路面计算荷载采用BZZ-100标准轴载[2]。

2 立交现状条件及需求分析

2.1 立交设计原则

1）以适用、经济、安全、美观为原则，在满足交通功能的前提下，力求功能齐全、占地节省、造价经济、外形美观、环境协调、安全流畅[3]。

2）布局应结合现状地形、地物，尽可能减少拆迁和占地，对已出让地块、新建成高层小区应予以避让，降低实施难度，确保实施的可行性。

3）立交线型标准在满足设计规范的前提条件下，充分考虑既有现状地坪影响，合理采用匝道设计指标。

4）新设计立交方案应充分考虑与现状立交的衔接与过渡，尽量减少拆桥破路等废弃工程量。

2.2 立交用地现状及规划

现状龙羊立交紧邻黔桂铁路，由1座主线桥梁、2条平行匝道和2条定向匝道组成。主线桥梁跨越黔桂铁路，西接龙山大道，东接环城路；2条平行匝道实现环城路东北与东南方向的交通转换，主线桥下设置一处平交口，环城路往北向为断头路。见图2。

图2 立交用地现状

立交范围内现状地形西北高、东南低，高程在1 095～1 081 m，自然坡降约3%，现状立交西北侧存在一处山包，高程约1 160 m。

立交周边现状建筑主要有居民小区和正在施工的棚户改造区，西侧和南侧的房建即将拆迁，同时立交南侧已经初步规划为住宅小区；因此，在匝道布置上，尽量利用节点西北侧的三角地，避让现状及规划住宅区域。

3 交通量预测分析

3.1 现状交通量调查

龙山大道的南北直行交通以及环城路在东北方向的环向交通流量相对较大，分布也较为均衡，大致在900～1 000 pcu/h。2条定向匝道中，东转南交通量为492 pcu/h，南转东方向仅为228 pcu/h，潮汐现象较为明显。现状立交的总体运行状况较为良好；而东侧的环城路受道路空间限制，现状高峰时段时有拥堵发生。见图3。

图3 立交现状高峰交通量

3.2 立交功能分析

新老城区之间的交通主要是通过金龙西路、三林路及正大路这三条贯通道路进行沟通。见图4。

图4 新老城区之间的交通

现状三林路为双向四车道、金龙路为双向两车道，目前高峰时已拥堵严重；因此，立交首先要打通正大路与环城路衔接。由于铁路以东是龙里县城的建成区，路网比较完善，城区内部需要通过龙羊立交来进行转向的交通相对较少，而西南侧的龙山大道是连接龙里城区与外围花溪、草原方向的重要通道；因此，转向功能主要是实现正大路和环城路与西南侧龙山大道的交通转换。

3.3 预测交通量

结合交通定性分析，远期龙山大道和正大路的直行高峰交通量在1 600～1 800 pcu/h。在转向交通中，正大路和环城路向南与龙山大道沟通的4条匝道功能较为重要，流量在700～800 pcu/h；其余方向流量较为均衡，在500 pcu/h左右。见图5。

图5 立交远期高峰小时交通量

4 立交方案选型

4.1 立交方案一

全互通立交方案。环城路与龙山大道的直行交通利用现状桥梁通行；环城路与正大路直行交通分上下行布置，东南往西北走向的半幅道路基本利用现状道路，另半幅道路从现状桥下空间通过，两幅道路间距约120 m转向交通中，龙山大道与正大路的连系通过右转匝道和半定向匝道实现。

由于现状桥梁与道路高差近20 m，龙山大道与环城路东南方向的连系采用环形匝道克服高差，左转利用西侧较高地势，上跨正大路后汇入右转匝道再接入龙山大道。环城路东北向与东南向及正大路的转向交通通过相应的匝道进行连接。立交匝道中连续进出的开口间距最小为60 m，先入后出的开口最小间距为85 m，均满足规范中关于匝道口最小间距的要求[4]。见图6。

图6 方案一

4.2 设计方案二

部分互通立交。现状龙阳立交基本完全利用，桥下平交口保留，现状匝道引路段仍然双向通行，解决龙山大道与环城路东南方向的连系。

正大路分上下行与环城路相连，北半幅道路与现状立交相接，南半幅道路利用立交桥下空间绕行接入环城路，道路最小半径为40 m，仅满足30 km/h车速要求，因此局部需要限速管理。龙山大道与正大路方向通过新建匝道连接，新建匝道与现状匝道桥梁衔接段需要对现状桥梁进行加宽改造。见图7。

图7 方案二

4.3 立交方案三

简易立交方案。现状立交完全保留，正大路与现状立交引路段的线位直接相接。在与匝道交叉处，正大路南半幅道路新建下穿地道，避免在匝道落地点设置平交口，保证了正大路与环城路的直接相连。

转向交通中E匝道在落地后通过设置渠化岛，分为左转和右转交通[5]。左转交通和现状的右转匝道可以实现正大路与龙山大道的转向。另外，在现状主线桥梁西侧布置一条迂回匝道与C匝道相接，再配合E匝道的右转流向，实现龙山大道与环城路东南方向的连系。见图8。

图8 方案三

方案的缺点是部分转向交通需经过桥下平交口，造成平交路口交通压力较大，影响通行效率。

4.4 方案比选

4.4.1 交通功能-交通仿真评价

采用VISSIM交通仿真软件，对方案的运行效果进行模拟。

方案一由于立交范围内没有平交口，通行效率较高，总体运行效果良好，正大路直行方向、环城路桥下道路及立交进出口、交织段，都没有产生拥堵。见图9。

图9 立交方案一运行速度

方案二在环城路、立交进出口、交织段都没有产生拥堵，正大路分幅布置也缓解了现状平交口的交通压力；但由于正大路由西北向东南方向道路线型指标不高，造成运行速度偏低，只有20 km/h左右。见图10。

图10 立交方案二运行速度

方案三的现状匝道与正大路交叉节点运转顺畅；但由于直行交通和转向交通都汇聚到了环城路在桥下的平交口路，一定程度上会造成路口高峰期拥堵。见图11。

图11 方案三运行速度

4.4.2 实施难度

方案一需要对现状匝道进行较大规模拆除，社会影响较大，造价也最高，达到1.63亿元。匝道桥废除期间，交通需要经由人民路和小街园进行绕行，施工期间增加了周边路网的交通压力。见图12。

图12 方案一桥梁拆除

方案二的现状桥梁仅需要改造约100 m长度，废弃工程较少，增设的匝道也仅需要对现状桥梁进行加宽即可。见图13。

图13 方案二桥梁改造

方案三虽然对现状桥梁完全保留，但由于修建地道需要对周边进行开挖，现状路基段废弃较多，施工期间也需要断交。见图14。

图14 方案三地道基坑开挖

方案一交通功能最优、行车舒适性好、景观造型新颖，具有可实施性；方案二虽然桥梁改造范围小，但正大路线型指标低，易造成拥堵，通行能力受限；方案三对现状立交进行完全保留，解决了正大路与环城路的直行连接，但桥下平交口交通压力较大，容易造成拥堵。因此，推荐造型新颖、美观大方；鲤鱼造型的全互通立交方案一。

5 结语

本文以龙羊互通立交方案选型为例，通过对现状立交条件及需求分析，结合交通量预测结果和立交功能分析，解决了在地形高差较大、周边构筑物复杂的情况下如何选择立交设计方案的问题，为互通立交设计提供一个系统、完整的设计思路。□■