畢萬(wàn)本,吳 巖

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

1 概 述

齊齊哈爾至白城公路齊齊哈爾至泰來(lái)段起于綏滿公路致使綏滿公路與齊白公路兩條干線一級(jí)路相交,設(shè)置互通式立交是非常必要的?？紤]到原綏滿公路與聯(lián)通大道之間的單喇叭互通的合理利用,初步設(shè)計(jì)段進(jìn)行了多個(gè)方案的比較。綜合比較,考慮利用現(xiàn)有交叉形式,初步設(shè)計(jì)推薦采用雙喇叭互通方案,車輛廠鐵路專用線與匝道交叉維持現(xiàn)狀。

2 設(shè)置條件

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

主線互通區(qū)：

設(shè)計(jì)速度：100km/h;

路基寬度：24.5m;

平曲線最小半徑：一般值 1500m;極限值 1000m;

豎曲線最小半徑：一般值凸型 25000m;凹型 12000m;

最大縱坡：2%。

匝道：

設(shè)計(jì)速度：60km/h(環(huán)形匝道 40km/h);

匝道寬度：?jiǎn)诬嚨溃?.5m;雙車道：10.5m;

減速車道長(zhǎng)度：?jiǎn)诬嚨溃?25m;雙車道：190m;

加速車道長(zhǎng)度：?jiǎn)诬嚨溃?00m;雙車道：350m;

匝道最大縱坡：4%。

2.2 互通現(xiàn)狀

現(xiàn)有互通為單喇叭形式,甘南與大慶連接匝道均為單向雙車道,其它匝道均為單車道,環(huán)形匝道半徑 72m。雙向匝道為三車道,寬度 16.5m,最大縱坡 3.8%,凸型豎曲線半徑5000m,現(xiàn)有分離橋 1座,雙向三車道,橋?qū)?16.5m,為 4～20m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。

大慶至甘南及甘南至齊齊哈爾兩條匝道均與鐵路平交,根據(jù)調(diào)查資料,該鐵路為齊齊哈爾車輛廠至胡屯農(nóng)場(chǎng)的鐵路專用線,主要用于清運(yùn)生產(chǎn)工序鋼渣、原材料運(yùn)輸及職工通勤,每天運(yùn)送三趟,機(jī)車限界高 4.8m,寬 3.6m。

3 總體設(shè)計(jì)

3.1 交通量分布狀況、公路功能及總體設(shè)計(jì)原則的確定

路段交通量主要來(lái)源于齊齊哈爾市區(qū)及大慶、甘南、泰來(lái)等方向過(guò)往車輛。其中綏滿公路方向即大慶至甘南方向交通量較大,其他方向交通量均相對(duì)較小。

該互通位于齊齊哈爾市區(qū)東,是齊齊哈爾市東出口,連接綏滿路、齊白公路及齊齊哈爾市的聯(lián)通大道,在交通轉(zhuǎn)換中占有十分重要的地位。本次設(shè)計(jì)中推薦互通形式為苜蓿葉型樞紐互通,服務(wù)水平為二級(jí)。

全路段總體設(shè)計(jì)力求達(dá)到方案合理,平、縱指標(biāo)連續(xù)、均衡,并盡可能與自然景觀相協(xié)調(diào)。

3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)的總體運(yùn)用情況

主線全線采用一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度 100km/h,路基寬度 24.5m。

主線起點(diǎn)處平曲線 3000m,其余平曲線半徑均大于等于5500m,凸型最小半徑 15000m/1處,縱坡均小于 2.0%。

環(huán)形匝道最小半徑 65m,其它匝道最小半徑 240,匝道最大縱坡 3.22%。

4 方案布置

該互通為齊齊哈爾東出口,連接綏滿公路、齊白公路,綏滿路近期內(nèi)實(shí)施封閉,,齊白公路現(xiàn)為一級(jí)公路,規(guī)劃為高速公路,因此該互通方案應(yīng)符合高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)合路線起點(diǎn)與綏滿公路的銜接及齊齊哈爾城市規(guī)劃,本次技術(shù)設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,又增加了三個(gè)方案比較,即方案 A(苜蓿葉樞紐互通方案)、方案B(苜蓿葉方案)、方案C(雙喇叭方案),三個(gè)方案均考慮與鐵路立交方案。

4.1 A方案(苜蓿葉樞紐互通方案)

該方案利用現(xiàn)有互通位置,對(duì)原有互通進(jìn)行徹底改造,齊白公路與綏滿公路齊甘段順接,大慶至齊齊哈爾及齊齊哈爾至甘南方向由于交通量很小,布置了環(huán)形匝道,其它匝道均采用定向半直連式匝道,同時(shí)考慮綏滿公路的連續(xù)性,綏滿路大慶至甘南連接方向均采用單向雙車道直接相連,匝道設(shè)計(jì)速度達(dá)到 80km/h。考慮鐵路立交,增加了 2座匝道分離橋,同時(shí)主線橋分離適當(dāng)延長(zhǎng),造成分離橋引道齊甘公路需重修 680m。

該方案設(shè)匝道 8條,全長(zhǎng) 7503m,其中雙車道匝道長(zhǎng)5739m;設(shè)主線上跨分離橋 532.46m/1座,匝道分離橋399.58m/5座,所有匝道及主線與鐵路均立體交叉。除兩個(gè)環(huán)形匝道采用較小半徑 65m外,其它匝道最小半徑均不小于 240m,匝道最大縱坡 3.2%。

方案優(yōu)點(diǎn)：(1)主線行車順暢,避免了綏滿公路及齊白公路末端不連續(xù)現(xiàn)象,匝道布設(shè)適應(yīng)交通量主流方向。(2)方案線形緊湊,美觀協(xié)調(diào)。該互通地處齊齊哈爾市區(qū)東出口,是齊齊哈爾通往綏滿公路大齊段、齊甘段及齊白公路的窗口,因此該方案不僅要滿足使用要求,還需要與周圍自然環(huán)境相適應(yīng)。(3)互通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高,滿足兩條高速公路交叉要求。除兩條環(huán)形匝道采用較低的技術(shù)指標(biāo)外,其余匝道設(shè)計(jì)速度均不小于 60km/h,綏滿路大慶至甘南方向車輛要通過(guò)互通匝道連接,因此該方向匝道技術(shù)要求較高,該方案綏滿路方向匝道設(shè)計(jì)速度均達(dá)到 80km/h,且為雙車道,較好地解決了綏滿公路連續(xù)性問(wèn)題。

該方案缺點(diǎn)：(1)工程規(guī)模較大,綏滿路方向采用定向匝道連接,又由于受鐵路專用線的影響,分離橋較多,土方量及占地較大,因此造價(jià)較高。(2)原有單喇叭互通需全部拆除,由于原互通主線最大縱坡 3.8%,凸型豎曲線半徑5000m,僅滿足 60km/h設(shè)計(jì)速度,完全利用影響主線及匝道的正常行駛,此方案僅利用原有互通位置,各匝道及分離橋均需重新修建。

4.2 B方案(苜蓿葉方案)

該方案利用現(xiàn)有互通環(huán)形匝道作為苜蓿葉互通的一個(gè)環(huán)形匝道,其它三個(gè)環(huán)形匝道均新建,齊白公路與綏滿公路齊甘段順接,連接綏滿路大慶至甘南方向匝道均采用單向雙車道?？紤]鐵路立交,增加了 2座匝道分離橋,同時(shí)主線橋分離適當(dāng)延長(zhǎng),造成分離橋引道齊甘公路需重修 520m。

該方案設(shè)匝道 8條,其中新建 6條,全長(zhǎng) 3676m,改建1條,匝道長(zhǎng)度 468,利用原匝道長(zhǎng)度 1469m;設(shè)主線上跨分離橋 317.95m/1座,匝道分離橋 218.12m/4座,所有匝道及主線與鐵路均立體交叉。環(huán)形匝道最小半徑 72m,其它匝道最小半徑 120m,匝道最大縱坡 3.3%

方案優(yōu)點(diǎn)：(1)原有互通得到充分利用,工程量較小。(2)分離橋數(shù)量相對(duì)較少,由于跨越鐵路專用線,不可避免修建 2個(gè)匝道分離外,其它 2個(gè)匝道分離均因?yàn)橛捎谥骶€高架而修。

方案缺點(diǎn)：(1)苜蓿葉方案不可避免出現(xiàn)出現(xiàn)交織段,內(nèi)環(huán)匝道進(jìn)出主線相互干擾,雖然可通過(guò)設(shè)置集散道緩解,但交通量達(dá)到一定程度時(shí),潛在的危險(xiǎn)較大,特別是綏滿路甘南至大慶方向車輛必需經(jīng)過(guò)內(nèi)環(huán)匝道,設(shè)計(jì)上雖然設(shè)置了雙向匝道,基本滿足交通流量的要求,但由于行車干擾較大,設(shè)計(jì)速度相對(duì)很低,只能達(dá)到 40km/h,不符合高速公路的使用要求。(2)受原有環(huán)形匝道限制,第二象限環(huán)形匝道變形,苜蓿葉不對(duì)稱,互通形式與環(huán)境不協(xié)調(diào)。(3)由于要利用環(huán)形匝道,受現(xiàn)有構(gòu)造物及地形限制,在原分離橋位置只能單側(cè)再修建分離橋,造成主線行車出現(xiàn)扭曲,高速行駛時(shí)存在安全隱患。

4.3 C方案(雙喇叭方案)

方案為雙喇叭互通,其中一個(gè)喇叭基本利用現(xiàn)有單喇叭,齊白路與綏滿公路甘南段直接連接,連接綏滿路大慶至甘南方向匝道均采用單向雙車道,其它匝道均為單向單車道。考慮鐵路立交,現(xiàn)兩處鐵路道口設(shè)置分離橋跨越,相應(yīng)兩條匝道需重新修建。由于齊甘公路與齊白公路順接,受互通規(guī)模的限制,綏滿公路齊甘段有 900m路基不能利用。

方案設(shè)匝道 9條,其中新建 6條,全長(zhǎng) 3454m,匝道接長(zhǎng) 1條,長(zhǎng)度 743m,利用原匝道 2條,長(zhǎng)度 1446m;設(shè)主線上跨分離橋 328.16m/1座,匝道分離橋 442.84m/3座,利用現(xiàn)有分離橋 1座,所有匝道及主線與鐵路均立體交叉。環(huán)形匝道最小半徑 72m,其它匝道最小半徑 120m(原匝道),匝道最大縱坡 3.7%。方案優(yōu)點(diǎn)：(1)原有互通得到充分利用,工程量相對(duì)較小。(2)鐵路不需要改建,現(xiàn)只有兩個(gè)匝道與鐵路干擾,采用分離橋直接跨越。(3)綏滿路連接較順,大慶甘南方向雖然通過(guò)匝道連接,但均可不經(jīng)過(guò)內(nèi)環(huán)匝道,行車干擾較小,匝道設(shè)計(jì)速度達(dá)到 60km/h,基本滿足使用要求。方案缺點(diǎn)：(1)個(gè)別方向繞行距離過(guò)長(zhǎng),使用效果相對(duì)

較差,大慶至齊齊哈爾需要經(jīng)過(guò)一個(gè)環(huán)形匝道,匝道繞行長(zhǎng)度 2.04km,齊齊哈爾至泰來(lái)方向需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)環(huán)形匝道,繞行長(zhǎng)度 3.05km,此外,齊齊哈爾至甘南、泰來(lái)之齊齊哈爾、泰來(lái)至大慶等方向行駛車輛均需繞行相對(duì)較長(zhǎng)的距離。(2)舊路浪費(fèi)較嚴(yán)重,由于齊甘公路與齊白公路順接,受互通規(guī)模的限制,綏滿公路齊甘段有 900m路基不能利用,造成一定的浪費(fèi)。

4.4 方案綜合比較

(1)交通適應(yīng)性比較。

方案A以綏滿路方向?yàn)橹髁鞑荚O(shè)每個(gè)匝道,將兩個(gè)交通量較小的方向布置為環(huán)形匝道,其它方向均采用定向半直連式匝道,通行能力較高,尤其是綏滿路方向,采用了較高的技術(shù)指標(biāo),匝道設(shè)計(jì)速度達(dá)到80km/h,滿足高速公路的使用要求;方案 B四個(gè)左轉(zhuǎn)方向均采用環(huán)形匝道,車輛行駛存在交織,影響通行能力,尤其綏滿路方向,綏滿路甘南至大慶方向主線交通量都要通過(guò)內(nèi)環(huán)匝道,隨著交通量的增長(zhǎng),安全隱患越來(lái)越大;方案 C為雙喇叭互通,基本滿足通行能力的要求,但個(gè)別方向繞行距離過(guò)長(zhǎng),通行不暢。

(2)技術(shù)指標(biāo)比較。

除環(huán)形匝道外,最小半徑及最大縱坡方案 A均優(yōu)于其它兩個(gè)方案,方案 A根據(jù)各方向交通量的相對(duì)大小,采用了不同的技術(shù)指標(biāo),符合兩條高速公路交叉的技術(shù)要求。

(3)環(huán)境適應(yīng)性。

互通地處齊齊哈爾市區(qū)東出口,距離市區(qū)較近,且位于城市規(guī)劃區(qū)邊緣,是齊齊哈爾通往綏滿公路大齊段、齊甘段及齊白公路的窗口,因此該方案不僅要滿足使用要求,還需要與周圍自然環(huán)境相適應(yīng)。方案A線形緊湊,美觀協(xié)調(diào),與城區(qū)規(guī)劃較協(xié)調(diào)。

(4)總體經(jīng)濟(jì)性。

綜上,B、C方案存在一定的不足,方案 A是方案 B的完善,完善了 B方案?jìng)€(gè)別方向通行不暢的缺點(diǎn),同時(shí)也解決了C方案繞行距離過(guò)長(zhǎng)的不足。綏滿公路封閉工程勢(shì)在必行,齊白公路規(guī)劃亦為高速公路,隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,交通量將迅猛增加,苜蓿葉及雙喇叭方案的不足將越來(lái)越明顯,甚至滿足不了使用要求,而此次互通建成后,將來(lái)改造更加困難,并將造成巨大的浪費(fèi),所以雖然方案 A與其他方案比較造價(jià)上增加了 30%左右,但長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,方案 A一次性徹底解決了遠(yuǎn)期城市發(fā)展及規(guī)劃的要求,避免了將來(lái)更大的浪費(fèi),總體經(jīng)濟(jì)性較好,因此此次技術(shù)設(shè)計(jì)推薦 A方案,即變形苜蓿葉樞紐互通。

表 1 各方案的比較

續(xù)表1

5 結(jié) 語(yǔ)

該互通位于齊齊哈爾市東出口,連接綏滿公路、齊白公路及聯(lián)通大道,它的建設(shè)不僅要注重交通暢通,更要求與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。

齊齊哈爾車輛廠鐵路專用線分離橋的設(shè)置是本互通的控制因素。為有效利用現(xiàn)有互通,布設(shè)了完全苜蓿葉互通方案,目前該互通已按推薦方案實(shí)施。

：

[1]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTGB01-2003.

[2]公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范 JTGD20-2006.