互通式立交改扩建设计要点分析

－５２・　北　方　交　通　２０ｌ３　互通式立交改扩建设计要点分析　付胜余　（辽宁省交通规划设计院，沈阳摘１１０１６６）　要：以沈阳绕城高速公路改扩建工程为依托，介绍了互通式立交改扩建设计的基本原则、既有互通立交评　价内容及改扩建方式选择，并对改扩建实施方案进行了探讨与分析。　关键词：互通式立交；改扩建；设计　中图分类号：Ｕ４４５、６　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—６０５２（２０ｔ３）０９—００５２—０５　１概述　重要的地位。互通式立交改扩建的原则、方式、标准　和实施方案是互通式立交改扩建方案研究的关键所　在。同时，做好相关道路的交通组织方案设计，尽可　能减少改扩建工程对道路通行的影响，发挥现有道　沈阳绕城高速公路（简称“绕城高速”）１９９５年　建成通车，连接京沈、沈彰、沈四、沈吉、沈抚、沈丹、　沈大７条高速公路，路线全长８１．８７２ｋｍ。原路路基　宽度２６ｍ，对向四车道；全线共设置１５处互通立交，　除大转弯互通立交（连接沈彰高速）已按八车道标　准建成外，其余互通立交均不同程度地存在着线形　指标低、匝道宽度窄、收费口门少、引线长度短等问　题，成为绕城高速通行能力的“瓶颈”。随着沈阳经　济的发展及城区交通量的快速增长，绕城高速原有　四车道宽度及大部分互通立交的通行能力远远不能　路的经济效益，减少社会负面影响也是改扩建方案　中的重要环节。　下面就以绕城高速改扩建为例，对互通立交改　扩建设计要点进行分析总结。　２互通立交改扩建设计原则　改扩建项目是在既有项目的基础上进行完善、　提高，因而，改扩建项目与新建项目的最大区别在于　控制因素的增加。除考虑外围条件外，改扩建项目　满足远景交通量的需求，因此对绕城高速的改扩建　势在必行。　互通式立交作为高速公路交通流转换及控制出　入的关键节点，在高速公路改扩建项目中占有相当　参考文献　［１］陈岩．高强轻骨料混凝土配合比设计及性能研究［Ｄ］．吉林大　学，２００７．　更多的是顾及其自身条件的控制。基于此，在进行　互通立交改扩建设计时，除遵循一般新建互通立交　的设计原则外，还需结合既有互通立交条件，遵循以　八届全国轻骨料及轻骨料混凝土学术讨论会”暨“第二届海峡两　岸轻骨料混凝土产制与应用技术研讨会”论文集［ｃ］．２００６．　［４］霍俊芳，申向东，崔琪．纤维对轻骨料混凝土物理力学性能的影　［２］向晓峰，郭志昆，刘峰，马津渤．高强轻骨料混凝土的应用与研　究现状［Ｊ］．工业建筑，２００５（Ｓ１）．　响［Ａ］．固体废弃物在城镇房屋建筑材料的应用研究——中国　硅酸盐学会房建材料分会２００６年学术年会论文集［ｃ］．２００６　［３］马芸仙．高强陶粒结构混凝土的应用优势和潜能（原）［Ａ］．“第　Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ——ｗｅｉｇｈｔ　Ａｇｇｒｅｇａｔｅ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｏｎ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｌｉｇｈｔ—ｗｅｉｇｈｔ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｈａｓ　ａ　ｇｒｅａｔ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｎ　ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ，ｐｕｍｐｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ，　ｃｏｎｔｒａｃｔｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＳＯ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｏｌｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ—ｗｅｉｇｈｔ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｏｎ　ｏｌｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｏｎ　ｏｌｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｓｔａｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｌｉｇｈｔ—ｗｅｉｇｈｔ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；Ｂｒｉｄｇｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ；Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　第９期　付胜余：互通式立交改扩建设计要点分析　・５３・　下原则：　（１）合理确定改扩建标准　根据互通立交预ｉ贝０远景交通量及调查到的运营　事故的统计资料，结合路网规划及现场条件，合理选　定互通立交的改造形式，合理确定改造匝道的行车　速度及技术指标。有条件时，应适当提高原互通立　交的设计标准，改善原平面交叉的交通条件和视距　条件。　（２）充分利用既有工程　这是改扩建项目设计的最基本原则。在改扩建　方案变动不大的情况下，应充分利用既有工程，包括　路基工程、桥涵工程等。在确定利用方案前，应对既　有工程进行核查，如道路线形指标是否满足现行规　范要求、路基路面是否存在重大病害、桥涵检测结果　是否合格等。　（３）重点考虑保通设计　在进行互通立交改扩建过程中，势必会对原有　道路的正常通行产生一定的干扰，影响车辆的正常　通行。因此需要做好道路的交通组织方案设计，尽　可能减少改扩建工程对道路通行的影响，发挥现有　道路的经济效益，减少社会负面影响。这对枢纽立　交的改扩建尤为重要。　（４）加强与规划部门沟通协调　服务型互通立交一般都设置在城镇附近，以方　便车辆出行，带动地方经济发展。互通立交是地方　城镇对高速公路项目关注的焦点，因此需要密切与　地方城镇规划部门沟通协调，了解地方经济发展布　局及路网规划调整情况，及时调整互通立交形式及　接人位置，并根据地方意见，在满足规范标准的情况　下，适当增设互通立交，以满足新的交通需求。　（５）尽量减少征地拆迁　一般而言，需要进行改扩建的高速公路都处于　经济较为发达的走廊带内，其周边企业厂矿较多，土　地昂贵，而互通立交由于距离城镇较近，其周边更是　建筑物密集。因此，在确定互通立交改扩建方案时，　要尽量控制立交规模，立交形式力求简洁、紧凑，尽　量减小征地拆迁数量。　３　既有互通立交评价　对既有互通立交进行评价是互通立交改扩建设　计的一项首要工作，评价结果是确定互通立交改扩　建方案的重要依据。既有互通立交评价内容主要包　括功能评价和安全评价。　功能评价是对既有互通立交使用性能、通行能　力等方面进行评价，主要包含如下内容：　（１）既有互通立交位置是否合适，使用是否方　便，是否存在绕行现象；　（２）既有互通立交形式是否与交通流向匹配；　（３）既有互通立交匝道宽度是否与交通量匹　配；　（４）既有互通立交收费口门数及引线长度是否　与交通量匹配等。　安全评价包括交通安全评价和结构安全评价，　主要包含如下内容：　（１）既有互通立交线形指标、行车视距、加减速　车道长度、分流鼻半径、超高设置等是否满足现行规　范要求；　（２）既有互通立交路侧净区宽度、路面抗滑性　能、路缘石型式、护栏防撞等级等是否满足安全行车　要求；　（３）既有互通立交交通标志、标线是否清晰有　效；　（４）既有互通立交间距是否合理，出口型式是　否一致；　（５）互通立交内既有桥涵构造物经检测是否合　格，能否利用等。　既有互通立交评价可采用事故统计分析法、交　通冲突分析法、运行速度差分析法、安全清单核查法　等方法进行评价。　表１汇总了绕城高速既有互通立交经综合评价　后的主要结论。　４改扩建方式选择　互通式立交改扩建方式一般可分为原位扩建、　原位改建、移位重建和新增互通四类。　４．１原位扩建　所谓原位扩建，就是在现有互通立交的基础上，　对部分匝道进行局部调整以适应主线的拓宽，互通　立交现有的位置及型式不变。　４．１．１原位扩建方式的优点　（１）节省占地，新增用地数量少。　（２）原有的路基、桥梁工程大部分可以利用。　（３）不需要对其他相关道路进行调整。　４．１．２原位扩建方式的不足　（１）约束条件多，匝道平、纵面设计的灵活性　低，其几何设计指标难以提高，甚至会低于现状水　平。　（２）施工期间交通受影响。　一般在满足以下条件时，可以采用原位扩建方　式进行互通扩建：　・５４・　北　方　交　通　２０１３　①两内匝道与主交通流不匹配。　擗官互通…ｏｏ沈山高速　２　红旗台互通　Ｋ５＋８２０　柰　罢　嚣　④收费口门数不足，引线偏短。　戢　微　Ｇ３０４国道　单喇叭Ａ型收费口门数不足，引线偏短。　３　大转弯互通　Ｋ１１＋６６０　沈彰高速　直连式Ｔ型已按八车道建成不久，维持不变。　４三台子互通　…黄河大街半苜蓿叶　美　行车辆幌　ｓ　朱尔屯互通　Ｋ２　＋　ｓ。　望花北街　单喇叭Ｂ型詈　：篙　王家沟互通Ｋ３０＋０３５沈四高速双喇叭Ａ型詈　隐患。　置。　英达互通Ｋ３３＋２９３沈吉高速变型苜蓿叶詈　萎富　曩　竺　散道与主线问未设分隔带＇交织车流对主线行车有干扰。　ｓ东陵互通Ｋ３８＋４００东陵路单喇叭Ａ型詈　荤　线半径不满足规范要求。　９　石庙子互通　Ｋ４２＋１５１　双喇叭　各项指标均满足要求，仅需调整匝道与主线顺接即可。　。　下深沟互通　Ｋｓ　＋ｚ０ｏ　机场高速　双喇叭　詈盖墨　萎　配。　①平交口处五路交叉，存在安全隐患。　白塔堡互通Ｋ６１＋９００沈营路单喇叭Ａ型蓦　羹　交叉，宜设置全互通型式。　，立交引线与沈营路交叉处不再适合设置平面　１２　下河湾互通　Ｋ６７＋３２４　市　路单喇叭Ａ型需根据路网规划调整位置。　。金宝台互通Ｋ７０＋９３４沈大高速单喇叭Ａ型詈　ｌ４　宁官互通　Ｋ７７＋３９３　沈辽路　配。　①匝道平面指标不满足规范要求。　半苜蓿叶　②匝道宽度与交通量不匹配。　③收费口门数不足，引线偏短。　①互通立交形式与交通量不匹配。　②匝道平面指标不满足规范要求。　１５　张士互通　Ｋ８０＋１８２　沈新路　半苜蓿叶　③匝道宽度与交通量不匹配。　④收费１：３门数不足，引线偏短。　⑤与北李官互通立交间距不足１　ｋｍ，需考虑复合立交设计。　（１）原位扩建方式主要适用于互通转向交通量　不大，现有互通立交的形式、标准能够满足工程末期　第９期　付胜余：互通式立交改扩建设计要点分析　・５５・　预测交通量的要求，仅仅是因为高速公路扩建而需　用，对互通周边环境影响较小，在高速公路扩建工程　要对互通匝道与高速公路的连接部位进行相应的调　中也广泛应用。　整。　４．３移位重建　（２）互通立交所在位置的道路结构没有发生大　移位重建是由于交通需求或路网结构发生变　的改变，也没有大的道路调整规划，现有互通立交能　化，对现有互通立交进行原位扩建、原位改建均不能　够满足区域内未来若干年内的交通需求。　适应地方交通出行的要求，需要新建一个互通来取　由于互通立交原位扩建具有投资低、工期短、影　代现有的互通，以满足互通区域未来转向交通的要　响范围小的优点，在高速公路扩建工程中广泛采用。　求。　４．２原位改建　互通立交的移位重建与新建一个互通立交的情　原位改建是保留互通立交原有的交叉位置不　况大致相同，可以不受原有工程的约束，根据工点条　变，但互通形式、匝道设计标准等方面有所改变。原　件和交通需要进行互通方案设计。　位改建方式主要适用于原互通立交标准低，规模小，　互通立交的移位重建还有另外一种情况，就是　不适应预测远景交通量的发展需求，需要对互通立　小范围的移位重建，即新建互通的位置仍然在原有　交的形式、规模进行修正的情况。　互通的范围之内，但所连接的道路和互通的布置都　４．２．１原位改建方式的优点　发生了改变。　（１）可以部分利用原有工程用地和路基、桥梁　另外，由于在高速公路改扩建期间一般不能中　工程。　断交通，对匝道跨线桥不满足主线加宽要求的互通　（２）互通匝道平纵面设计的灵活性相对提高。　立交，根据交通组织需要，采用适当的移位重建方案　（３）不要求对其他相关道路进行大的调整。　也是一种可行的选择。　４．２．２原位改建方式的不足　４．４新增互通　（１）对原有工程的利用减少，扩建费用增大。　由于新的交通中心形成，借公路主线改扩建时　（２）施工期间对交通的影响较大。　机，增设互通立交，满足地方经济发展需要，等同于　原位改建可以提高互通立交的建设标准，并且　新建工程。　工程影响范围小，原有的征地和原有工程可部分利　绕城高速互通立交改扩建方式见表２。　表２绕城高速互通立交改扩建方式　・５６・　北　方　交　通　２０１３　５改扩建实施方案　用分阶段封闭的方式进行实施，分三个阶段对道路　进行封闭。　第一阶段（２０１０年１２月１５　Ｅｔ至２０１２年４月５　（１）实施方案设计原则及实施方式　实施方案是互通立交改扩建方案研究的一项重　要内容。互通立交改扩建应充分考虑施工期间高速　公路交通和地方道路交通的通行要求，在制定互通　日）先封闭绕城高速东、南环（王家沟一下深沟一金　宝台段）。在此期间，东、南环的路基、桥涵主体工　程基本完成；西、北环在不封闭交通的情况下，加宽　立交改扩建的实施方案时，应遵循两个原则：　①不中断交通原则。要求施工期间始终确保３　个畅通，即高速公路交通的畅通、地方交通出入高速　公路交通的畅通、地方道路交通的畅通。　部分主线路基、桥梁工程完成５０％以上。　第二阶段（２０１２年４月６日至２０１２年１Ｏ月３１　日）封闭绕城高速西、北环（金宝台一北李官一王家　沟段），东、南环继续封闭，绕城高速有七个月时间　全环封闭施工。在此期间，东、南环的路基、路面、交　②少影响原则。互通立交改扩建过程中，对道　路交通的影响是难以避免的。因此应该对改扩建的　施工工序进行合理的安排，分步实施，降低工程建设　对道路交通的影响强度，保证施工期间各相关道路　都能具有可以接受的服务水平，并通过合理的施工　组织，缩短施工对相关道路交通产生不利影响的时　间。　通管理设施工程全部完成，预计在１０月末部分开放　交通，恢复通行；西、北环的路基、桥梁主体工程基本　完成。　第三阶段（２０１２年１１月１日至２０１３年７月３１　日）继续封闭绕城高速西、北环，完成西、北环的全　保持畅通是大多数互通立交改扩建必需遵守的　部路基、路面、交通管理设施工程，预计在２０１３年７　月份绕城高速全部开放交通，恢复通车。　６结语　基本原则。要保证施工期间道路交通的正常通行，　必然会付出一些工程上的代价，如施工工期增长，临　时安全设施的投入等，并且会增加管理成本。因此，　在一定条件下，也可以对一个互通的部分匝道或所　有匝道进行封闭交通施工，以降低改扩建成本。　可以采用间隔封闭交通或逐个封闭交通的施工　方案，但是有限制条件，要求有地方路网系统的支　持，被封闭互通的转向交通可以通过其他互通和路　网系统临时分担，以满足“保持畅通”的要求。这种　施工组织方式一般不适用于高速公路枢纽互通的改　扩建。　（２）绕城高速改扩建实施方式　互通立交改扩建需要考虑的控制因素众多，在　确定互通立交改扩建方案时，应重点关注以下几点：　（１）对既有互通立交进行全面评价，找出问题　所在，使改扩建方案具有针对性；　（２）应进行多方案比选，在满足交通流需求的　前提下，从安全、环保、景观、征地拆迁、投资成本等　多方面因素综合比选，使改扩建方案具有合理性；　（３）制定合理可行的施工方案，并根据施工方　案做好交通组织设计，减少改扩建工程给社会带来　的负面影响，使改扩建方案具有可行性。　参考文献　［１］ＪＴＧ　Ｄ２０—２００６，公路路线设计规范［ｓ］．　『２］沈阳绕城高速公路改扩建工程初步设计文件．　由于绕城高速周边的路网较为发达，可以采用　大范围、多渠道的分流，这给绕城高速采用封闭施工　创造了有利条件。经过全面分析研究，绕城高速采　Ｔｈｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　ｂｅｌｔ　ｆｒｅｅｗａｙ，ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅ　ｓｅｌｅｃｔ　ｏｆ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ；Ｒｅｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ；Ｄｅｓｉｇｎ