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公路路線互通式交叉設計
從我國現階段互通式交叉設計所采用的形式與技術來看，互通立交設計更適合于城鎮結合區域，該區域交通運輸最為繁忙，交通量整體較大。本文結合連霍高速公路(G30)新疆境內烏魯木齊至奎屯段改擴建工程項目中的奎屯東互通立交主要服務于奎屯市和獨山子經濟開發區，該互通式立交對奎屯東的建設有望改善城鎮結合區域的交通運輸狀況。
關鍵詞：公路路線；互通式；交叉設計
為了促進我國交通運輸行業的穩定發展，并在發展的過程中產生良好的經濟效益，我國在整體發展過程中應為交通運輸行業提供基礎性保障，做好公路建設工作，提升公路整體的質量，確保公路建設的規范性。
1互通式立體交叉設計項目概述
連霍高速公路(G30)新疆境內烏魯木齊至奎屯段改擴建工程項目中奎屯東互通式立交位于奎屯市東南約 3 公里處，為改建互通，與 G30 交叉角度為89°58'03.1"，被交道路為迎賓大道，屬于城市快速道路，瀝青混凝土路面。該互通為全苜蓿葉型樞紐互通立交，交叉方式為主線上跨被交路。奎屯東互通立交主要服務于奎屯市和獨山子經濟開發區，該互通式立交的設置，即能帶動奎屯、獨山子及其附近鄉鎮的經濟發展，又能緩解 G312 國道的交通壓力。該工程項目專門對路線所占壓鄉道、農道都進行了改移，再結合互通式立交地形地質條件，參考初步設計審查意見對互通平縱指標進行一系列論證優化，不但方便當地群眾日常出行與生產生活需要，還極大程度縮小了工程規模，全面降低了工程造價。另外，該工程也按照施工圖進行了初步階段的項目設計，對出入連霍高速公路的主線立交匝道進行了出入口合并處理，并按照兩合流設計方案，以地方交通量調整為準來進一步優化匝道縱坡位置，也降價了工程項目成本。
2公路路線互通式交叉設計原則的分析
在公路路線的交叉設計過程中，公路路線設計人員首先要了解互通交叉設計的相關內容和性質，以及它們的主要功能。交叉設計是基于公路總體布局、公路實際交通量、自然因素和城市經濟發展的一種更加科學的互通道路形式。互通式立交是公路設計的主要組成部分。設計者和施工單位必須遵循可操作性設計的基本原則。交叉設計充分結合了公路總體規劃與城市發展規劃，有效地滿足了人們日常生活出行和城市交通運輸業發展的需要。現階段，科技創新和交通運輸的增加給人們的生活和工作帶來了更多的便利。因此，為了使人們的生活更加便捷，提高交通服務質量顯得尤為重要。為此，有關部門應正確運用互通式立交設計的方式，進行公路路線的設計與規劃。相關研究表明，互通式立交形式主要適用于城鄉結合區域。之所以要在這個位置上應用，是因為城市的交通運輸比較繁忙，交通量很大，許多全國省份的主干線主要分布在市區。這對促進交通運輸業的發展起到了重要作用。
3互通式立體交叉設計思路與技術指標
3.1項目施工技術設計思路
奎屯東互通式立體交叉設計項目采用采用全苜蓿葉型式互通設計方案，是在主線采用整體式路基，被交路下穿主線，將連霍高速與奎屯方向各個匝道連接起來。另外，根據《交通運輸部關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》相關指示，也對連霍高速的A,C匝道跨境與結構形式進行了技術調整。
3.2項目技術指標運用狀況
首先奎屯東互通式立交的主線樁號為K3834+570～K3836+220，主線長1650米，它所采用的主要技術指標包括以下6項。（1）設計速度。主線左右幅的設計速度均為120km/h，本互通立交匝道共有12條，為A ～N匝道，總長6.579公里，設計速度均采用40公里/小時，被交路的設計速度為60km/h。（2）主線。奎屯東互通立交項目設計的主線平面線形為直線+R=90000的圓曲線，最大縱坡1.779%，最小豎曲線半徑28518.476米。（3）匝道。奎屯東互通立交匝道最大縱坡3.75%，匝道的標準橫坡為1.5%，整體匝道的最大超高橫坡坡度為6%。被交道連霍高速也是奎屯東互通立交項目的重要被交道，被交路迎賓大道起點樁號為BJK0+095，終點樁號為BJK1+260,被交路長1165米，最大縱坡2.61%。另外，工程中還對連霍高速的被交道位置進行了左右側加寬。（4）橫斷面。該工程的主線整體式路基寬度為42m，被交道路基寬設置為26.0m。（5）在互通匝道位置實施了雙反向曲線直接連接，直接從第一條曲線的超高位置連接過渡到下一條曲線。匝道的高程設計是基于測設位置的路面高程展開的，它圍繞超高繞測設線旋轉進行設計。在匝道的超高過渡段要按照線性漸變規律進行設計，它的計算式應該為：
（6）根據《公路路線設計規范》要求，匝道半徑較小時需要進行加寬設計。
4奎屯東互通式立體交叉設計與注意事項
4.1設計要點分析
奎屯東互通式立體交叉設計項目的上部構造采用的是連續鋼箱梁配合現澆普通鋼筋混凝土連續箱梁，箱梁部分采用了直腹板與1.4m高的普通鋼筋混凝土箱梁設計，橋梁變寬部分則采用的是單箱多室斷面，頂、底板則與路線橫坡坡度相同。它的本橋平面位于A=155,R=177m的左偏緩與圓曲線上，它的縱面則處于R=2800m的凹曲線位置，而它的上坡段與下坡段坡度指標i分別為2.35%和-3.5%。
考慮到奎屯東互通式立交項目上跨與正在運營中的連霍高速相連，所以它的上構施工部分必須保證連霍高速至少兩個車道能夠在施工期間正常運營。在設計過程中考慮加入100cm高的門形支架，并保證支架下方凈高不能小于500cm，按照該設計思路在橋梁施工前制定相應的施工組織方案，計劃好相關保通措施。
第三聯B匝道橋、C匝道橋均采用了預應力混凝土連續箱梁，它們在設計施工技術方面與第一、二聯相同，但在橋平面設計參數上有所不同，其中B匝道橋的本橋平面位于A=240,R=1300m的左偏緩與圓曲線上，它的縱面則處于R=2102.09m的凹曲線位置，而它的上坡段與下坡段坡度指標i分別為2.560%和-3.420%；C匝道橋的本橋平面位于A=110,R=175m的左偏緩與圓曲線上，它的縱面則處于R=2350m的凹曲線位置，而它的上坡段與下坡段坡度指標i分別為3.5%和-3.32%。上部構造采用預應力混凝土連續箱梁，箱梁部分設計為直腹板結構，并配合2.2m梁高和三箱室內斷面，保證它的頂、底板和路線橫坡一致。在箱梁頂部設計了10cm厚的C40現澆混凝土層，還有10cm厚的瀝青混凝土橋面鋪裝。橋梁上部構造則根據平面桿系進行假定，并按照A類構件進行設計，通過相關軟件來進行結構內力計算。
4.2單車道出入口的雙車道匝道適用性
背景:某改擴建項目廳審意見提出“匝道的橫斷面標準兩家設計單位應統一。如單向單車道匝道的寬度，當匝道長度較長時(＞500m)是否采用10.50m的雙車道斷面寬度。”現行《公路路線設計規范》規定:對匝道長度＞500m時，應考慮采用超車之需的單車道出入口的雙車道匝道。有超車需要的車輛運行速度需大于設計速度一檔，才能盡快完成超車，但此時匝道設計指標與超車車輛運行速度不匹配，容易出現交通事故，故并不是所有滿足規范該條規定的匝道都可以設置超車道。設計中滿足規范該要求的有三種類型匝道:樞紐互通立交的左轉迂回型半定向匝道、服務型互通立交的變異T形互通的左轉匝道、服務型單喇叭互通的左轉匝道。現對該三類匝道對于單車道出入口的雙車道匝道適用性分析如下:
4.2.1樞紐互通立交的左轉迂回型半定向匝道
交通量相對服務型互通立交較大，但由于迂回處圓曲線半徑較小，轉角較大，不利于超車，且由于該處需滿足停車視距需要，左側路面需加寬，位于橋上時工程規模偏大，故該迂回圓曲線段建議禁止超車。迂回處圓曲線前方和后方段匝道可根據其長度是否滿足規范要求，確定匝道設計斷面。
4.2.2常規服務型變異T形互通的左轉匝道
交通量相對樞紐互通小，左轉匝道整體指標偏低，尤其左轉迂回處圓曲線半徑偏小，不具備超車條件，且由于設置有匝道收費站，兩條左轉匝道運行速度較低，故建議兩條左轉匝道均不設置超車道。
4.2.3常規服務型單喇叭互通的左轉匝道
服務型單喇叭互通的兩條左轉匝道分別由A匝道的右幅和C匝道、A匝道的左幅和B匝道組成。該類互通交通量相對樞紐互通立交小，左轉匝道整體指標偏低，尤其B匝道為環形匝道，不具備超車條件，且由于設置有匝道收費站，兩條左轉匝道運行速度較低，故建議兩條左轉匝道均不設置超車道。但省外個別設計院將A匝道的右幅和C匝道組成的左轉匝道設計為具備超車功能的雙車道匝道。
4.3現場施工注意事項
奎屯東互通式立交項目要做好施工現場保通措施，需要在施工現場進行圍護方案設計，減少施工期間對連霍高速公路交通運行的影響。為此，整個工程施工段都采用了規定的隔離設施，即在本橋位征界邊線內適當位置設置隔離墻，主要用于互通匝道下道位置。隔離墻的設置標準有兩條：（1）隔離墻設置在連霍高速主線的下匝道與新建互通匝道之間，隔離墻總設計長度在200m以上；（2）隔離墻采用彩鋼瓦材料制作而成，它的墻體高度為1.8m，且在每5m位置設置一道鋼槽，確保圍墻高穩定性。另外，箱梁模板在設計方面采用了整體模板結構，要求制作精細且尺寸準確，保證箱體內頂模采用2cm厚的鋼絲網水泥預制板，或也可以采用木模板。但箱內不允許預留永久性支承。該工程選擇了強度為80%的混凝土，并按照現場試驗結果來設計拆模流程，保證拆模過程中不會損傷公路混凝土主體結構。
5結論
公路路線互通式交叉設計要做到“公路與自然環境的相互協調”，并結合當地地理條件與交通環境進行靈活設計，滿足安全性、功能性要求，并考慮與其他交通路線互不影響，保證交通運營流暢度。本文以武威市奎屯東互通式立體交叉橋梁設計項目為例，探討了它的相關設計技術問題，希望為地方施工項目的穩定推進提供有益參考。來源：《基層建設》2018年第24期 作者：王亞培
關鍵詞：公路路線；互通式；交叉設計
為了促進我國交通運輸行業的穩定發展，并在發展的過程中產生良好的經濟效益，我國在整體發展過程中應為交通運輸行業提供基礎性保障，做好公路建設工作，提升公路整體的質量，確保公路建設的規范性。
1互通式立體交叉設計項目概述
連霍高速公路(G30)新疆境內烏魯木齊至奎屯段改擴建工程項目中奎屯東互通式立交位于奎屯市東南約 3 公里處，為改建互通，與 G30 交叉角度為89°58'03.1"，被交道路為迎賓大道，屬于城市快速道路，瀝青混凝土路面。該互通為全苜蓿葉型樞紐互通立交，交叉方式為主線上跨被交路。奎屯東互通立交主要服務于奎屯市和獨山子經濟開發區，該互通式立交的設置，即能帶動奎屯、獨山子及其附近鄉鎮的經濟發展，又能緩解 G312 國道的交通壓力。該工程項目專門對路線所占壓鄉道、農道都進行了改移，再結合互通式立交地形地質條件，參考初步設計審查意見對互通平縱指標進行一系列論證優化，不但方便當地群眾日常出行與生產生活需要，還極大程度縮小了工程規模，全面降低了工程造價。另外，該工程也按照施工圖進行了初步階段的項目設計，對出入連霍高速公路的主線立交匝道進行了出入口合并處理，并按照兩合流設計方案，以地方交通量調整為準來進一步優化匝道縱坡位置，也降價了工程項目成本。
2公路路線互通式交叉設計原則的分析
在公路路線的交叉設計過程中，公路路線設計人員首先要了解互通交叉設計的相關內容和性質，以及它們的主要功能。交叉設計是基于公路總體布局、公路實際交通量、自然因素和城市經濟發展的一種更加科學的互通道路形式。互通式立交是公路設計的主要組成部分。設計者和施工單位必須遵循可操作性設計的基本原則。交叉設計充分結合了公路總體規劃與城市發展規劃，有效地滿足了人們日常生活出行和城市交通運輸業發展的需要。現階段，科技創新和交通運輸的增加給人們的生活和工作帶來了更多的便利。因此，為了使人們的生活更加便捷，提高交通服務質量顯得尤為重要。為此，有關部門應正確運用互通式立交設計的方式，進行公路路線的設計與規劃。相關研究表明，互通式立交形式主要適用于城鄉結合區域。之所以要在這個位置上應用，是因為城市的交通運輸比較繁忙，交通量很大，許多全國省份的主干線主要分布在市區。這對促進交通運輸業的發展起到了重要作用。
3互通式立體交叉設計思路與技術指標
3.1項目施工技術設計思路
奎屯東互通式立體交叉設計項目采用采用全苜蓿葉型式互通設計方案，是在主線采用整體式路基，被交路下穿主線，將連霍高速與奎屯方向各個匝道連接起來。另外，根據《交通運輸部關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》相關指示，也對連霍高速的A,C匝道跨境與結構形式進行了技術調整。
3.2項目技術指標運用狀況
首先奎屯東互通式立交的主線樁號為K3834+570～K3836+220，主線長1650米，它所采用的主要技術指標包括以下6項。（1）設計速度。主線左右幅的設計速度均為120km/h，本互通立交匝道共有12條，為A ～N匝道，總長6.579公里，設計速度均采用40公里/小時，被交路的設計速度為60km/h。（2）主線。奎屯東互通立交項目設計的主線平面線形為直線+R=90000的圓曲線，最大縱坡1.779%，最小豎曲線半徑28518.476米。（3）匝道。奎屯東互通立交匝道最大縱坡3.75%，匝道的標準橫坡為1.5%，整體匝道的最大超高橫坡坡度為6%。被交道連霍高速也是奎屯東互通立交項目的重要被交道，被交路迎賓大道起點樁號為BJK0+095，終點樁號為BJK1+260,被交路長1165米，最大縱坡2.61%。另外，工程中還對連霍高速的被交道位置進行了左右側加寬。（4）橫斷面。該工程的主線整體式路基寬度為42m，被交道路基寬設置為26.0m。（5）在互通匝道位置實施了雙反向曲線直接連接，直接從第一條曲線的超高位置連接過渡到下一條曲線。匝道的高程設計是基于測設位置的路面高程展開的，它圍繞超高繞測設線旋轉進行設計。在匝道的超高過渡段要按照線性漸變規律進行設計，它的計算式應該為：
（6）根據《公路路線設計規范》要求，匝道半徑較小時需要進行加寬設計。
4奎屯東互通式立體交叉設計與注意事項
4.1設計要點分析
奎屯東互通式立體交叉設計項目的上部構造采用的是連續鋼箱梁配合現澆普通鋼筋混凝土連續箱梁，箱梁部分采用了直腹板與1.4m高的普通鋼筋混凝土箱梁設計，橋梁變寬部分則采用的是單箱多室斷面，頂、底板則與路線橫坡坡度相同。它的本橋平面位于A=155,R=177m的左偏緩與圓曲線上，它的縱面則處于R=2800m的凹曲線位置，而它的上坡段與下坡段坡度指標i分別為2.35%和-3.5%。
考慮到奎屯東互通式立交項目上跨與正在運營中的連霍高速相連，所以它的上構施工部分必須保證連霍高速至少兩個車道能夠在施工期間正常運營。在設計過程中考慮加入100cm高的門形支架，并保證支架下方凈高不能小于500cm，按照該設計思路在橋梁施工前制定相應的施工組織方案，計劃好相關保通措施。
第三聯B匝道橋、C匝道橋均采用了預應力混凝土連續箱梁，它們在設計施工技術方面與第一、二聯相同，但在橋平面設計參數上有所不同，其中B匝道橋的本橋平面位于A=240,R=1300m的左偏緩與圓曲線上，它的縱面則處于R=2102.09m的凹曲線位置，而它的上坡段與下坡段坡度指標i分別為2.560%和-3.420%；C匝道橋的本橋平面位于A=110,R=175m的左偏緩與圓曲線上，它的縱面則處于R=2350m的凹曲線位置，而它的上坡段與下坡段坡度指標i分別為3.5%和-3.32%。上部構造采用預應力混凝土連續箱梁，箱梁部分設計為直腹板結構，并配合2.2m梁高和三箱室內斷面，保證它的頂、底板和路線橫坡一致。在箱梁頂部設計了10cm厚的C40現澆混凝土層，還有10cm厚的瀝青混凝土橋面鋪裝。橋梁上部構造則根據平面桿系進行假定，并按照A類構件進行設計，通過相關軟件來進行結構內力計算。
4.2單車道出入口的雙車道匝道適用性
背景:某改擴建項目廳審意見提出“匝道的橫斷面標準兩家設計單位應統一。如單向單車道匝道的寬度，當匝道長度較長時(＞500m)是否采用10.50m的雙車道斷面寬度。”現行《公路路線設計規范》規定:對匝道長度＞500m時，應考慮采用超車之需的單車道出入口的雙車道匝道。有超車需要的車輛運行速度需大于設計速度一檔，才能盡快完成超車，但此時匝道設計指標與超車車輛運行速度不匹配，容易出現交通事故，故并不是所有滿足規范該條規定的匝道都可以設置超車道。設計中滿足規范該要求的有三種類型匝道:樞紐互通立交的左轉迂回型半定向匝道、服務型互通立交的變異T形互通的左轉匝道、服務型單喇叭互通的左轉匝道。現對該三類匝道對于單車道出入口的雙車道匝道適用性分析如下:
4.2.1樞紐互通立交的左轉迂回型半定向匝道
交通量相對服務型互通立交較大，但由于迂回處圓曲線半徑較小，轉角較大，不利于超車，且由于該處需滿足停車視距需要，左側路面需加寬，位于橋上時工程規模偏大，故該迂回圓曲線段建議禁止超車。迂回處圓曲線前方和后方段匝道可根據其長度是否滿足規范要求，確定匝道設計斷面。
4.2.2常規服務型變異T形互通的左轉匝道
交通量相對樞紐互通小，左轉匝道整體指標偏低，尤其左轉迂回處圓曲線半徑偏小，不具備超車條件，且由于設置有匝道收費站，兩條左轉匝道運行速度較低，故建議兩條左轉匝道均不設置超車道。
4.2.3常規服務型單喇叭互通的左轉匝道
服務型單喇叭互通的兩條左轉匝道分別由A匝道的右幅和C匝道、A匝道的左幅和B匝道組成。該類互通交通量相對樞紐互通立交小，左轉匝道整體指標偏低，尤其B匝道為環形匝道，不具備超車條件，且由于設置有匝道收費站，兩條左轉匝道運行速度較低，故建議兩條左轉匝道均不設置超車道。但省外個別設計院將A匝道的右幅和C匝道組成的左轉匝道設計為具備超車功能的雙車道匝道。
4.3現場施工注意事項
奎屯東互通式立交項目要做好施工現場保通措施，需要在施工現場進行圍護方案設計，減少施工期間對連霍高速公路交通運行的影響。為此，整個工程施工段都采用了規定的隔離設施，即在本橋位征界邊線內適當位置設置隔離墻，主要用于互通匝道下道位置。隔離墻的設置標準有兩條：（1）隔離墻設置在連霍高速主線的下匝道與新建互通匝道之間，隔離墻總設計長度在200m以上；（2）隔離墻采用彩鋼瓦材料制作而成，它的墻體高度為1.8m，且在每5m位置設置一道鋼槽，確保圍墻高穩定性。另外，箱梁模板在設計方面采用了整體模板結構，要求制作精細且尺寸準確，保證箱體內頂模采用2cm厚的鋼絲網水泥預制板，或也可以采用木模板。但箱內不允許預留永久性支承。該工程選擇了強度為80%的混凝土，并按照現場試驗結果來設計拆模流程，保證拆模過程中不會損傷公路混凝土主體結構。
5結論
公路路線互通式交叉設計要做到“公路與自然環境的相互協調”，并結合當地地理條件與交通環境進行靈活設計，滿足安全性、功能性要求，并考慮與其他交通路線互不影響，保證交通運營流暢度。本文以武威市奎屯東互通式立體交叉橋梁設計項目為例，探討了它的相關設計技術問題，希望為地方施工項目的穩定推進提供有益參考。來源：《基層建設》2018年第24期 作者：王亞培
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