小占地互通式立交桥方案比选研究
摘要：文章通过对S256与厚街镇进港路的互通式立交工程的方案设计实践，结合其路网现状和远期规划，从占地面积、周边路网、预测转向交通量、枢纽选型以及经济指标比较选择最优化的桥式方案，突破了传统高速公路枢纽互通的设计思路，为今后类似大型项目方案设计提供了借鉴和参考。
关键词：互通式立交桥；方案设计；枢纽互通；高速公路
0. 引言
互通式立交具有平交无法比拟的优点，它可使各方向车流在不同标高的平面上行驶，消除或减少了冲突点；车流可连续稳定地行驶，提高了车速和道路的通行能力；控制相交道路车辆的出入，车辆各行其道，互不干扰，保证了行车安全和畅通，节约了运行时间和燃料消耗。但是在互通式立交的建设中，由于各种原因，造成互通立交桥设计都没有得到充分应用。本文将通过对声道S256与东莞厚街镇进港路的立交方案设计，探讨小占地的互通立交方案设计。
1. 工程概况
东莞市各镇城建初期大多依托原有的国道、省道而建，是典型的“马路经济”，路线穿城而过，道路两旁城市化程度很高，商铺、酒店、厂房等各类建筑林立；但随着东莞市经济的腾飞，各国道、省道的交通量已大大超过道路的营运负荷，交通拥挤，交通事故频频发生，公路服务水平极低，远远满足不了经济的发展需要。东莞市城镇路网比较发达，道路建设早在90年代初就已率先走在全省的前列。但正是这一原因，在国道、省道上，地方镇道、村道交叉较多。这些交叉口车流量大的同时，行人、非机动车流量也很大。某些交叉口平面交叉已无法满足交通的需求，必须修建分离式立交或互通立交。
S256为原来属旧107国道，新的107国道建成通车后，分别改成省道S256及省道S358中的一段。如图1所示，它们是贯穿东莞市的主要干道，也是连接深圳、珠海高速公路及虎门大桥等高速公路运输的主要辅道；而进港路作为厚街大道通往虎门港的货运通道，是厚街乃至整个东莞的经济走廊之一。如采用平面交叉，将造成拥挤、堵塞，必须采用立体交叉。
图1互通式立交桥规划图
2. 地理位置及周边路网分析
互通式立交型式的选择是建立在交通量、交通组成、设计车速、投资额、用地范围、地形条件、交通条件、环境条件、拆迁可能性、道路相交角度、相交道路的等级及参数、将来远景发展等相关因素基础上的，对于本工程设计为互通式立交型式预先作出了详细的分析：
（1）根据沿线互通立交的布置情况，结合路网现状和远期规划，合理确定互通立交的各向交通流的转换方向及互通立交型式，满足交通流需求，统一考虑区间的交通组织与转换，以及与地方路网的衔接。
（2）注重互通立交造型，线型尽量流畅，力求本工程中互通立交几何布线尽量工整、简单，以使交通路线清晰，造型美观、大方。
（3）互通立交布线与现场地形、地物相协调，避免不必要的拆迁和过多占用土地。
在本项目中，用地是立交形式选择的决定性因素，表1给出了各种常见立交形式的用地面积。而本项目以交叉中心点画圆，该圆半径150~200m范围内可用土地面积仅仅2~3公顷，通过与表1的各种立交形式对比可发现，若采用表1中的各种立交形式，匝道均无法布设在红线范围内或即使勉强布设匝道半径也会极小，难以满足最小半径要求。因此，以上各种立交形式均不适用于本项目。
表1各种常见立交形式的用地面积
3. 方案必选
根据本项目的特点，可用的方案应包含以下两点：（1）应选用占地面积小的方案，不超越规划红线范围；（2）保证主要交通流即直行车无阻碍通行。根据以上两点，综合考虑各方面情况，提出两个方案设计：
3.1方案一
方案一采用三层环形立体交叉如图2所示。进港路直行车辆走最下面的下沉道路为第一层；第一层进港路四车道共宽15m，车速60km/h，估计每小时可通过3200辆。转弯车辆、行人、非机动车走基本与原地面水平的环道，用八条两车道匝道与四面各肢连接，为第二层；第二层转弯环道，高峰小时时速20km/h，估计通行能力1600辆；连接四肢的八条匝道设计时速40km/h。省道S256直行车辆走最上面高架桥为第三层。环道设计速度20km/h，中心岛半径45m，采用三车道环道，宽度16m，最小交织长度25.77m。第三层高架路，双向四车道时速80km/h，估计通行能力3600辆；以上共可通行汽车8400辆/小时。
图2方案一平面图
3.2方案二
方案二第一层与第三层与方案一相同，主要区别是第二层采用为渠化平面交叉，采用信号灯控制，其方案平面图如图3所示。
图3方案二平面图
3.3方案必选分析
方案一的优点在于环道使该立交成为全互通立交，不需信号管制；消灭了冲突点，只有分流和合流点，提高了行车的安全性；中心岛的绿化可美化环境，中心岛范围内的下沉道路两侧放坡开挖，便于采光，下沉道路日间无需照明。占地范围基本在厚街镇规划红线以内。其缺点在于环岛半径太大，导致占地面积较大。
方案二的优点在于保证了直行车的通畅无阻的同时，占地少，拆迁小；其缺点在于转弯车辆需通过平面交叉转换，不能成为全互通立交。由于要满足中间层的转弯车流平交的行驶要求，下沉道路穿过交叉时需修筑70m的桥梁，采光不足，需设置全天侯的照明。
因此，方案一作为推荐方案，方案二作为比较方案。环交占地虽大，但在规划红线以内，使中间层的环形交叉得以有条件实施。整个工程造价约3850万元。根据S256大修工程可行性研究报告，S256附近已有交叉口交通量2025年最大仅为9000辆。
3.4方案验证
类似于方案一的互通式立交桥被成功应用的例子在广东省同样出现过。例如，广州区庄立交于1983年建成，其形式类似于本立交方案一，区别在于区庄立交在下沉道路和环道之间设了一条独立的非机动车环道。1980年5月调查高峰小时交通量机动车1804辆，非机动车22333辆，经常发生堵塞，车辆排队一公里以上。立交建成通车后实践证明，由于快、慢车分行，通行效果十分良好。至今机动车环道仍能满足通行要求。由成功例子验证了本工程中若采用方案一的设计图，也将会使道路上饿拥挤、堵塞现象得到有效缓解。
4. 结语
在城市交通对互通式立交的强烈需求与立交占地大的矛盾冲突日益突出的现状下，使小占地互通式立交的研究成为当今城市道路建设的重要课题之一。三层环形立体交叉作为小占地立交在东莞市乃至其他用地紧张、“寸土寸金”的其他地区有着广阔的应用前景，对其进行深入的研究和优化，将对当今城市道路建设起到很大的促进作用。
参考文献
[1]吴智勇．广州东跨线立交桥方案比选研究[J]．铁道勘测与设计，2006，(05)：9～13
[2]汪锋．互通式立交桥梁设计探讨[J]．公路交通技术，2008，(03)：67～70
[3]孙斌，吴欣．宁杭高速高桥门枢纽互通式立交方案设计[J]．公路交通科技应用技术，2010，(03)：106～108
[4]夏传荪，吴欣．壮观韵美的互通式立交桥[J]．交通世界现代公路，2009，(03)：32～34