互通式立交橋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

 引言
互通式立交橋是快速交通的重要組成部分，起著分合流作用，設(shè)計(jì)好壞與否，關(guān)系到道路的通行能力及交通安全?；ネ⒔粯蛟O(shè)計(jì)應(yīng)先總體后局部，即先確定各種可能的方案，從中比選出滿足交通量要求及分合流要求，并且景觀好造價(jià)低的方案，再確定適合的技術(shù)指標(biāo)。
1 在互通式立交橋設(shè)計(jì)階段，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，都決定線型好壞
1.1 總體線形組合設(shè)計(jì)應(yīng)做到平縱橫指標(biāo)相協(xié)調(diào) 設(shè)計(jì)指標(biāo)要盡量滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的較高要求，另外，還要綜合考慮各種因素，如互通式立交橋絕大部分是斜彎橋，與直線橋設(shè)計(jì)不同，這里還需要考慮如何使橋梁各部位、各版塊之間準(zhǔn)確組合，斜彎橋的各板端細(xì)部處理、端部與端部的聯(lián)結(jié)構(gòu)造；簡(jiǎn)化處理橫坡變化處的結(jié)構(gòu)物等。
在設(shè)計(jì)匝道平縱面線形組合時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量采用公路路線線形組合，邊坡點(diǎn)不應(yīng)與反向平曲線拐點(diǎn)重合，尤其是跨線橋不可設(shè)在反向曲線拐點(diǎn)處。在直線段不宜插入短的豎曲線，尤其要特別注意設(shè)計(jì)時(shí)速較大的直連式、半直連式匝道的總面設(shè)計(jì)。
1.2 匝道設(shè)計(jì)
1.2.1 匝道的縱坡 匝道的縱坡長(zhǎng)度應(yīng)定為車流分合流端部之間的長(zhǎng)度。分合流段前后的變速車道部分，不應(yīng)該同匝道縱坡相同，尤其是在匝道技術(shù)指標(biāo)明顯低于主線技術(shù)指標(biāo)時(shí)，否則，在變速車道，設(shè)計(jì)行車速度下降，匝道的平曲線半徑小，橫向力系數(shù)變大，車輛的舒適性和安全性都會(huì)大大降低；并且超高橫坡使得排水問(wèn)題處理也有難度。而隨主線的縱坡、橫坡變化，分合流段前后的變速車道部分與之相同。應(yīng)將主線為平曲線且有超高的外側(cè)變速車道做成向外的橫坡，同時(shí)根據(jù)變速車道形式向超高過(guò)渡。直接式車道在變速車道全長(zhǎng)范圍內(nèi)過(guò)渡，平行式車道在端部至匝道與主線相交點(diǎn)范圍內(nèi)過(guò)渡。
1.2.2 匝道平曲線半徑 匝道圓曲線半徑的大小，在考慮立交形式、用地規(guī)模以及拆遷數(shù)量和造價(jià)等條件下，還應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)速度、超高橫坡度以及行車安全和舒適性的情況下，為了保證曲率的緩和過(guò)渡以及上下主線的展線長(zhǎng)度要求，應(yīng)采用較大的圓曲線半徑和較小的超高橫坡度以及足夠的匝道長(zhǎng)度。
1.2.3 緩和曲線 為了滿足汽車行駛力學(xué)和線形流暢的要求，將臵緩和曲線設(shè)置在曲率變化較大的地方。緩和曲線一般采用回旋線，并且回旋線的參數(shù)、長(zhǎng)度以及相鄰回旋線參數(shù)比值要符合規(guī)范要求?；匦齾?shù)和回旋線長(zhǎng)度在一般情況下都取用較大值，只有條件受限時(shí)可采用最小值。
1.2.4 平曲線加寬 下列平曲線應(yīng)加寬：第一，立體交叉單向單車道匝道圓曲線半徑小于72m；第二，單向雙車道或雙向雙車道圓曲線半徑小于47m。①加寬緩和段。設(shè)置緩和曲線或超高緩和段時(shí)，應(yīng)在緩和曲線或超高緩和段內(nèi)進(jìn)行加寬緩和段；不設(shè)置時(shí)，應(yīng)按照漸變率1：15且長(zhǎng)度L0■10m的要求設(shè)置加寬緩和段。②加寬過(guò)渡方法。加寬過(guò)渡可依據(jù)加寬位臵及加寬前后斷面寬度采用線性過(guò)渡或在加寬緩和段全長(zhǎng)范圍內(nèi)按其長(zhǎng)度成比例增加進(jìn)行。
1.2.5 平曲線超高 ①超高值。在設(shè)計(jì)匝道超高時(shí)，一定要充分考慮匝道上車輛的行駛速度變化，在圓曲線上設(shè)置必要的超高值，且與車輛實(shí)際行駛速度相適應(yīng)。收費(fèi)站附近的超高值應(yīng)小于匝道設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)的超高值，接近分、合流處應(yīng)大一些。②超高緩和段。超高緩和段的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)速度、橫斷面類型、旋轉(zhuǎn)軸位置和漸變率確定，并設(shè)置在匝道與圓曲線間或兩超高不同的圓曲線間。③超高過(guò)渡方式。超高緩和段應(yīng)根據(jù)匝道平面線形進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)有緩和曲線時(shí)，過(guò)渡應(yīng)在緩和曲線的全長(zhǎng)或部分范圍內(nèi)進(jìn)行；當(dāng)兩圓曲線徑相連接時(shí)，可將過(guò)渡段的各半分別位于兩圓曲線內(nèi)。
1.3 平曲線半徑的選擇問(wèn)題 緩和段可以采用雙紐線、高次拋物線或回旋線，規(guī)范規(guī)定采用回旋線設(shè)置緩和曲線，[1]緩和曲線這段弧線的半徑從無(wú)窮大一直變化到一定設(shè)計(jì)值?；匦€A=■
其中A是參數(shù)，半徑為R，則一般情況下有：R/3≤A≤R，R取值越大，A越接近R/3，R取值越小，A越接近R。雖然這是一般情況下的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，但是也適用于設(shè)計(jì)互通式立交橋匝道線位。當(dāng)緩和曲線位于匝道與匝道以及匝道與主線銜接處，尤其位于分流點(diǎn)處時(shí)，為了方便超高過(guò)渡和汽車行駛速度變化，回旋線參數(shù)A應(yīng)稍大一些。在設(shè)計(jì)困難時(shí)，應(yīng)采用反向S型曲線，選擇的回旋線參數(shù)A應(yīng)同超高過(guò)渡協(xié)調(diào)一致，否則容易形成反超高，兩曲線半徑之比不大于1.5。
1.4 關(guān)于變速車道設(shè)計(jì) ①單車道減速車道出口的起點(diǎn)位置應(yīng)在主線外側(cè)行車道中心線上，出口角度應(yīng)較小，尤其是主線計(jì)算行車速度較大時(shí)，通常為2°-5°，有利于主線大交通量車輛快速、平穩(wěn)駛出。[2]②直接式車道的三角漸變段長(zhǎng)度要比規(guī)定的長(zhǎng)度長(zhǎng)，而不一定是規(guī)范中的長(zhǎng)度。分流點(diǎn)處的曲率半徑和回旋參數(shù)須滿足規(guī)范規(guī)定的取值要求。③對(duì)于下坡路段的減速車道和上坡路段的加速車道和漸變段的最小長(zhǎng)度和漸變率，應(yīng)按照縱坡的大小采用修正系數(shù)予以修正。④一般高速路的設(shè)計(jì)速度都比較低，因此經(jīng)常處于超速行駛狀態(tài)。而互通立交范圍內(nèi)的主線更有超速的可能，因此，相對(duì)于高速路段而言需要更長(zhǎng)的減速路程。由于載重車輛或大客車的速度低、車身長(zhǎng)并且加速不靈敏，因此要加速到與主線相同的車速也需要增長(zhǎng)加速車道的長(zhǎng)度。因此，對(duì)于匝道設(shè)計(jì)指標(biāo)不高且主線設(shè)計(jì)速度小于或等于100km/h時(shí)，宜采用高一個(gè)設(shè)計(jì)速度檔次的變速車道長(zhǎng)度。此外，當(dāng)主線、匝道的預(yù)測(cè)交通量接近通行能力或載重車和大客車比例較高時(shí)，也應(yīng)當(dāng)增長(zhǎng)變速車道的長(zhǎng)度。
1.5 變速車道處硬路肩寬度變化處理 ①當(dāng)匝道與主線的車道以及硬路肩寬度不同時(shí)，應(yīng)在匝道范圍內(nèi)設(shè)計(jì)過(guò)渡段，且漸變率為1/20～1/30，在與主線合流和分流處，其寬度應(yīng)同主線的車道和硬路肩寬度一致。②對(duì)于司機(jī)來(lái)講，當(dāng)匝道比主線的硬路肩寬時(shí)，在視覺(jué)上有利于減輕心理壓力。③當(dāng)匝道比主線的硬路肩窄時(shí)，司機(jī)行駛?cè)胄“霃角€時(shí)具有收窄感，不利于行車。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)把硬路肩變化放到減速車道的三角段以便和主線自然順接。
1.6 超高及超高過(guò)渡 由于地形所致，互通式立交橋匝道的平曲線半徑較小，因而有一定的超高值。①在橋梁地段為了減少處理構(gòu)造物的難度，應(yīng)在超高過(guò)渡時(shí)考慮橋跨的布置，最好將過(guò)渡段放在同一聯(lián)橋梁內(nèi)。②設(shè)計(jì)困難時(shí)，采用反向S型曲線時(shí)，規(guī)范對(duì)反向超高的過(guò)渡沒(méi)有明確的規(guī)定。一種方法是將兩條曲線看成一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行超高，這樣，出現(xiàn)零橫坡的斷面只有一個(gè)，可以通過(guò)縱坡值來(lái)調(diào)整，縱坡值在0.3%以上，合成坡度也在0.3%以上，保證了排水通暢；另一種方法是S型曲線中間反向部分在超高過(guò)程中，始終保持雙向路拱的設(shè)計(jì)方法，即斜脊式路拱[3]，路拱位置由一側(cè)過(guò)渡到另一側(cè)，形成斜脊，斜脊部分長(zhǎng)度從第一曲線的YH點(diǎn)到第二曲線的HY點(diǎn)，其他部分按照通常的方法超高。③超高漸變率的取值。為了防止超高值過(guò)大，可以適當(dāng)調(diào)低超高漸變率。
2 結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)互通式立交橋設(shè)計(jì)階段進(jìn)行分析，明確適合的技術(shù)指標(biāo)，平曲線半徑、縱坡大小、超高的設(shè)計(jì)合理與否，都決定線型好壞。設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)范是基礎(chǔ)，合理運(yùn)用是關(guān)鍵。