曹建楓

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海市 200092）

1 工程概況

1.1 項目背景

太原市位于山西省中部，東、西、北三面環(huán)山，中、南部為河谷平原，是山西省省會，也是全省政治、經濟、文化、科技、交通、信息中心。

太原市“三面環(huán)山、汾水中流”的自然格局形成了南北狹長的帶狀、組團式城市布局。環(huán)線道路合圍區(qū)域（北至北中環(huán)，南至南中環(huán)，西至窊流路—義井路，東至太行路）是城市公共服務設施最集中、土地開發(fā)強度最大的地區(qū)。在“南移、西進、北展、東擴”的發(fā)展策略下，太原市未來將構建“雙核、雙區(qū)”的城市空間結構，以疏解老城職能，降低人口密度和就業(yè)密度。同時，隨著城市化和機動化的快速發(fā)展，出行距離不斷增長，加劇了有限道路網的交通負荷。高峰時段，環(huán)線內交通擁堵嚴重。

為有效緩解城市中心城區(qū)的交通壓力，完善城市快速交通系統(tǒng)，2013年初太原市啟動了環(huán)線道路建設，以達到對外連接高速、對內連接城市主干路，實現城市交通快速傳輸的目的。

1.2 項目概況

北中環(huán)規(guī)劃為準快速路，是太原市城市快速環(huán)線中的北環(huán)。澗河路—建設路一線位于太原市東側，石太線以西，連接北部的陽曲縣和南部晉中榆次，規(guī)劃為重要的城市快速路。

北中環(huán)-澗河路節(jié)點是城市快速路網的關鍵節(jié)點，應建設為一個以交通功能為主，服務功能為輔的互通立交。該立交的建設，在完善太原市路網結構的同時，更能充分發(fā)揮快速交通體系的高效便捷作用，有利于緩解交通緊張狀況（見圖1）。

2 立交功能定位及建設必要性

北中環(huán)西起西中環(huán)，向東跨越東晉鐵路支線，沿勝利西街往東，經小東流村，跨大黑水河渠、西干渠，過汾河，經森林公園南側，跨東干渠、大同路澗河橋，沿澗河搶險路，經過礦山機器廠、機車廠、享堂村，沿晉安東街與太行路相接，直至東環(huán)高速。沿途自西向東分別與和平路、濱河西路、濱河東路、大同路、解放路、五一路、澗河路等多條交通干道相交，是太原市北部主要的東西向快速通道，將有效彌補該區(qū)域干路不足的現狀，還將有效分流現狀跨河橋梁的車流，對促進城北廠礦企業(yè)的改革發(fā)展具有重要作用。

澗河路—建設路位于太原市東部，北通陽曲、南連晉中榆次，穿越杏花嶺區(qū)、迎澤區(qū)和小店區(qū)，沿線商業(yè)住宅區(qū)密集，串聯起太原動物園、太原東站、太原站、太原南站和武宿機場，與北中環(huán)、北大街、迎澤大街、南內環(huán)、長風街、南中環(huán)等橫向干道相交，向南接入二廣高速，對促進鐵路區(qū)域改造、引領東部城區(qū)開發(fā)具有重要作用。

北中環(huán)與澗河路在快速路網骨架中至關重要，是城市長距離出行的重要通道。北中環(huán)-澗河路立交作為兩條快速路相交的節(jié)點，是城市東北部與城區(qū)聯系的交通樞紐，對完善城市快速路網架構、實現沿線組團與快速環(huán)路及城市腹地的互通有著重要意義。同時，該立交也是內、外交通轉換的主要節(jié)點，對疏散長距離交通有著重要作用。因此，北中環(huán)-澗河路立交的建設十分必要。

3 交通流量預測

北中環(huán)-澗河路立交是太原快速路網中的重要節(jié)點，按規(guī)范要求，交通量預測年限為20 a。

參照太原2009年居民出行調查的交通模型，就交通需求與供給間關系對路網條件改變時交通運行狀況進行分析，并構建交通量預測模型，從而得到遠景2033年的高峰小時交通量。如圖2所示：直行交通為主流向；北中環(huán)西與澗河路南的轉向流量也較大，應提高該方向的平面指標；北中環(huán)西與澗河路北的轉向流量較小；北中環(huán)東與澗河路溝通的4個轉向流量相對較大。立交方案擬定時要以交通量預測結果為依據。

圖2 2033年北中環(huán)-澗河路立交高峰小時交通流量圖（單位：pcu/h）

4 工程總體設計

4.1 立交設計控制因素

如圖3所示，立交范圍4個象限控制因素多，條件局促。

圖3 立交區(qū)域控制因素示意圖

（1）澗河路東側緊鄰石太線、石太客專，南段紅線寬僅50 m，用地受限，東南角18層高住宅不能拆除，第一、三、四象限匝道展線困難。

（2）第二象限為現狀居民區(qū)，規(guī)劃要拆遷，可以布設立交匝道。

（3）第三象限均為臨街多層住宅，西南角東華天驕賓館成為立交設計的控制性因素。

（4）北中環(huán)線位處現狀為下穿鐵路框構，輔道交通組織設計時需考慮該框構的合理利用。

4.2 技術標準[1]

（1）道路等級：城市快速路。

（2）設計速度：主線60 km/h，環(huán)型匝道采用30 km/h，輔道、其他匝道為40 km/h。

（3）橋面縱坡：主線最大縱坡3.5%，匝道最大縱坡4%。

（4）凈空：主線、立交匝道不小于5.0 m，考慮接觸網實際高度，鐵路凈空不小于10.0 m。

（5）臺后填土高度：按3.5 m左右控制。

4.3 立交方案總體設計

根據上文的功能分析，北中環(huán)-澗河路節(jié)點應建設成兼顧交通與服務功能的互通立交。在保證主線快速連續(xù)的前提下，立交匝道結合路網及用地規(guī)劃，針對各轉向流的交通量預測，對主要流向采用高架匝道，次要流向利用地面交通，兼顧開車人、騎車人和行人的需求，為各種交通提供和諧的出行條件。

考慮到立交范圍內場地限制因素突出，左轉匝道只能集中于第二象限內展線。北中環(huán)西與澗河路南的轉向流量較大，應布設一對線形指標較高的匝道。由于第一象限緊鄰鐵路，故南往西左轉以“左出”方式緊貼著西南角東華天驕大樓與西往南右轉匝道平行布設；北中環(huán)東與澗河路4個轉向交通起到了鐵路東西兩側與南北向交通轉換的作用，應利用第二象限布設東往南及北往東的左轉匝道，并在一、四象限延鐵路布設兩處右轉匝道；北中環(huán)西與澗河路北的轉向流量較小，且受條件限制，各象限已無法再布設更多的匝道，故采用地面輔道的方式進行溝通。

該立交結合地形采用主線分幅，單苜蓿葉+定向匝道的三層式部分互通立交型式：西與北的轉向和地面交通一起位于地面層；澗河路主線分幅布置位于地上二層，北中環(huán)主線分幅上跨鐵路位于地上三層；東往南轉向為苜蓿葉匝道，轉向匝道均布置在二、三層之間。東西向輔道及人非系統(tǒng)通過現狀鐵路框構下穿石太客專通行。為了減少占地、降低立交層次，南往西左轉采用“左出”方式、北往東左轉采用“左進”方式與各自主線相接。圖4為北中環(huán)-澗河路立交效果圖。

圖4 北中環(huán)-澗河路立交效果圖

4.4 道路平縱橫設計

4.4.1 平面設計[2，3]

（1）主線部分

北中環(huán)街采用南、北主線分幅設計。EW主線設有兩處圓曲線，半徑分別為2 500 m、1 500 m；WE主線設有兩處圓曲線，半徑分別為2 500 m、1 500 m。澗河路采用東、西主線分幅設計。SN主線設有兩處圓曲線和一處100 m長的緩和曲線，圓曲線半徑分別為1 059 m、404.25 m；NS主線設有三處圓曲線和一處100 m長的緩和曲線，圓曲線半徑分別為1 050 m、1 000 m、395.75 m。

（2）輔道及匝道

輔道最小圓曲線半徑為150 m；匝道最小圓曲線半徑為50 m，并按規(guī)范要求設置緩和曲線。

4.4.2 縱斷面設計

該工程道路豎向設計主要考慮下列因素：

（1）滿足規(guī)范要求，主線道路縱坡不大于3.5%；匝道及輔道系統(tǒng)道路縱坡不大于4.0%。

（2）高架梁底標高應滿足鐵路凈空要求。

根據以上原則，本次主線最大縱坡為3.5%，匝道最大縱坡為4%，輔道最大縱坡為2.7%。

4.4.3 橫斷面設計

4.4.3.1 北中環(huán)

高架段西側道路標準橫斷面：2.5 m人行道+10 m輔道+0.25 m分隔帶+12 m主線高架橋+0.5 m分隔帶+17.5 m匝道高架橋+0.5 m分隔帶+12 m主線高架橋+0.25 m分隔帶+10 m輔道+2.5 m人行道=68 m。

東側引道段道路標準橫斷面：2.75 m人行道+10 m輔道+0.5 m分隔帶+23.5 m主線機動車道+0.5 m分隔帶+10 m輔道+2.75 m人行道=50 m。

4.4.3.2 澗河路

高架段北側道路標準橫斷面：2.5 m人行道+10 m輔道+0.25 m分隔帶+12 m主線高架橋+1.5 m分隔帶+11 m主線機動車道+1 m分隔帶+8.5 m匝道高架橋+0.8 m分隔帶+10 m輔道+2.5 m人行道=60.05 m。

高架段南側道路標準橫斷面：2.75 m人行道+10 m輔道+0.5 m分隔帶+23.5 m主線高架橋+0.5 m分隔帶+10 m輔道+2.75 m人行道=50 m。

地面道路標準橫斷面：8.75 m（人非共板，2.75+1.5+3+1.5）+14.25 m機動車道+4 m中央分隔帶+14.25 m機動車道+8.75 m（人非共板，1.5+3+1.5+2.75）=50 m。

4.4.3.3 匝道

（1）單車道匝道

EN、ES、SE匝道采用單車道匝道。單車道匝道橫斷面：0.5 m（防撞護欄）+7.5 m（機動車道，0.5+4.5+2.5）+0.5 m（防撞護欄）=8.5 m。

（2）雙車道匝道

NE匝道采用單車道匝道。雙車道匝道橫斷面（不加寬）：0.5 m（防撞護欄）+7.5 m（機動車道，0.25+3.5×2+0.25）+0.5 m（防撞護欄）=8.5 m。

雙車道匝道橫斷面（加寬）：0.5 m（防撞護欄）+8.5 m（機動車道，0.25+4×2+0.25）+0.5 m（防撞護欄）=9.5 m。

4.5 重要節(jié)點設計

受立交南側高層建筑無法拆遷的影響，澗河路主線沿緊臨鐵路的現狀道路布設。同時，為滿足交通功能需要，北中環(huán)東與澗河路南、北溝通的轉向匝道必須設置。這就導致了北中環(huán)分幅主線與4個匝道及其分合流端部正好位于鐵路上方，總寬度約為75 m，橋梁結構分3幅上跨。為了保證現狀鐵路的安全運行，上跨的橋梁結構采用轉體施工的工藝，其中EN、NE、ES 3條匝道與北中環(huán)分幅主線銜接的端部結構分別在鐵路東西兩側進行同步轉體施工，待其完工后，再進行SE匝道的鋼箱梁二次轉體。橋梁上跨時考慮了雙層防撞的安全要求，同時梁底預留了足夠的檢修維護空間。

5 結語

北中環(huán)-澗河路立交是太原市快速路網中的重要節(jié)點，其貼近鐵路線，場地條件限制因素多，設計及施工難度大。立交的建成完善了太原市路網結構，充分發(fā)揮了快速交通體系的高效便捷，有效地改善了區(qū)域內交通出行的便捷程度，在片區(qū)和城市發(fā)展進程中發(fā)揮了重要作用（見圖 5）。

圖5 北中環(huán)-澗河路立交實景圖