摘要：从我国现阶段互通式交叉设计所采用的形式与技术来看，互通立交设计更适合于城镇结合区域，该区域交通运输最为繁忙，交通量整体较大。本文结合连霍高速公路(G30)新疆境内乌鲁木齐至奎屯段改扩建工程项目中的奎屯东互通立交主要服务于奎屯市和独山子经济开发区，该互通式立交对奎屯东的建设有望改善城镇结合区域的交通运输状况。
关键词：公路路线；互通式；交叉设计
为了促进我国交通运输行业的稳定发展，并在发展的过程中产生良好的经济效益，我国在整体发展过程中应为交通运输行业提供基础性保障，做好公路建设工作，提升公路整体的质量，确保公路建设的规范性。
1互通式立体交叉设计项目概述
连霍高速公路(G30)新疆境内乌鲁木齐至奎屯段改扩建工程项目中奎屯东互通式立交位于奎屯市东南约 3 公里处，为改建互通，与 G30 交叉角度为89°58'03.1"，被交道路为迎宾大道，属于城市快速道路，沥青混凝土路面。该互通为全苜蓿叶型枢纽互通立交，交叉方式为主线上跨被交路。奎屯东互通立交主要服务于奎屯市和独山子经济开发区，该互通式立交的设置，即能带动奎屯、独山子及其附近乡镇的经济发展，又能缓解 G312 国道的交通压力。该工程项目专门对路线所占压乡道、农道都进行了改移，再结合互通式立交地形地质条件，参考初步设计审查意见对互通平纵指标进行一系列论证优化，不但方便当地群众日常出行与生产生活需要，还极大程度缩小了工程规模，全面降低了工程造价。另外，该工程也按照施工图进行了初步阶段的项目设计，对出入连霍高速公路的主线立交匝道进行了出入口合并处理，并按照两合流设计方案，以地方交通量调整为准来进一步优化匝道纵坡位置，也降价了工程项目成本。
2公路路线互通式交叉设计原则的分析
在公路路线的交叉设计过程中，公路路线设计人员首先要了解互通交叉设计的相关内容和性质，以及它们的主要功能。交叉设计是基于公路总体布局、公路实际交通量、自然因素和城市经济发展的一种更加科学的互通道路形式。互通式立交是公路设计的主要组成部分。设计者和施工单位必须遵循可操作性设计的基本原则。交叉设计充分结合了公路总体规划与城市发展规划，有效地满足了人们日常生活出行和城市交通运输业发展的需要。现阶段，科技创新和交通运输的增加给人们的生活和工作带来了更多的便利。因此，为了使人们的生活更加便捷，提高交通服务质量显得尤为重要。为此，有关部门应正确运用互通式立交设计的方式，进行公路路线的设计与规划。相关研究表明，互通式立交形式主要适用于城乡结合区域。之所以要在这个位置上应用，是因为城市的交通运输比较繁忙，交通量很大，许多全国省份的主干线主要分布在市区。这对促进交通运输业的发展起到了重要作用。
3互通式立体交叉设计思路与技术指标
3.1项目施工技术设计思路
奎屯东互通式立体交叉设计项目采用采用全苜蓿叶型式互通设计方案，是在主线采用整体式路基，被交路下穿主线，将连霍高速与奎屯方向各个匝道连接起来。另外，根据《交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》相关指示，也对连霍高速的A,C匝道跨境与结构形式进行了技术调整。
3.2项目技术指标运用状况
首先奎屯东互通式立交的主线桩号为K3834+570～K3836+220，主线长1650米，它所采用的主要技术指标包括以下6项。（1）设计速度。主线左右幅的设计速度均为120km/h，本互通立交匝道共有12条，为A～N匝道，总长6.579公里，设计速度均采用40公里/小时，被交路的设计速度为60km/h。（2）主线。奎屯东互通立交项目设计的主线平面线形为直线+R=90000的圆曲线，最大纵坡1.779%，最小竖曲线半径28518.476米。（3）匝道。奎屯东互通立交匝道最大纵坡3.75%，匝道的标准横坡为1.5%，整体匝道的最大超高横坡坡度为6%。被交道连霍高速也是奎屯东互通立交项目的重要被交道，被交路迎宾大道起点桩号为BJK0+095，终点桩号为BJK1+260,被交路长1165米，最大纵坡2.61%。另外，工程中还对连霍高速的被交道位置进行了左右侧加宽。（4）横断面。该工程的主线整体式路基宽度为42m，被交道路基宽设置为26.0m。（5）在互通匝道位置实施了双反向曲线直接连接，直接从第一条曲线的超高位置连接过渡到下一条曲线。匝道的高程设计是基于测设位置的路面高程展开的，它围绕超高绕测设线旋转进行设计。在匝道的超高过渡段要按照线性渐变规律进行设计，它的计算式应该为：
（6）根据《公路路线设计规范》要求，匝道半径较小时需要进行加宽设计。
4奎屯东互通式立体交叉设计与注意事项
4.1设计要点分析
奎屯东互通式立体交叉设计项目的上部构造采用的是连续钢箱梁配合现浇普通钢筋混凝土连续箱梁，箱梁部分采用了直腹板与1.4m高的普通钢筋混凝土箱梁设计，桥梁变宽部分则采用的是单箱多室断面，顶、底板则与路线横坡坡度相同。它的本桥平面位于A=155,R=177m的左偏缓与圆曲线上，它的纵面则处于R=2800m的凹曲线位置，而它的上坡段与下坡段坡度指标i分别为2.35%和-3.5%。
考虑到奎屯东互通式立交项目上跨与正在运营中的连霍高速相连，所以它的上构施工部分必须保证连霍高速至少两个车道能够在施工期间正常运营。在设计过程中考虑加入100cm高的门形支架，并保证支架下方净高不能小于500cm，按照该设计思路在桥梁施工前制定相应的施工组织方案，计划好相关保通措施。
第三联B匝道桥、C匝道桥均采用了预应力混凝土连续箱梁，它们在设计施工技术方面与第一、二联相同，但在桥平面设计参数上有所不同，其中B匝道桥的本桥平面位于A=240,R=1300m的左偏缓与圆曲线上，它的纵面则处于R=2102.09m的凹曲线位置，而它的上坡段与下坡段坡度指标i分别为2.560%和-3.420%；C匝道桥的本桥平面位于A=110,R=175m的左偏缓与圆曲线上，它的纵面则处于R=2350m的凹曲线位置，而它的上坡段与下坡段坡度指标i分别为3.5%和-3.32%。上部构造采用预应力混凝土连续箱梁，箱梁部分设计为直腹板结构，并配合2.2m梁高和三箱室内断面，保证它的顶、底板和路线横坡一致。在箱梁顶部设计了10cm厚的C40现浇混凝土层，还有10cm厚的沥青混凝土桥面铺装。桥梁上部构造则根据平面杆系进行假定，并按照A类构件进行设计，通过相关软件来进行结构内力计算。
4.2单车道出入口的双车道匝道适用性
背景:某改扩建项目厅审意见提出“匝道的横断面标准两家设计单位应统一。如单向单车道匝道的宽度，当匝道长度较长时(＞500m)是否采用10.50m的双车道断面宽度。”现行《公路路线设计规范》规定:对匝道长度＞500m时，应考虑采用超车之需的单车道出入口的双车道匝道。有超车需要的车辆运行速度需大于设计速度一档，才能尽快完成超车，但此时匝道设计指标与超车车辆运行速度不匹配，容易出现交通事故，故并不是所有满足规范该条规定的匝道都可以设置超车道。设计中满足规范该要求的有三种类型匝道:枢纽互通立交的左转迂回型半定向匝道、服务型互通立交的变异T形互通的左转匝道、服务型单喇叭互通的左转匝道。现对该三类匝道对于单车道出入口的双车道匝道适用性分析如下:
4.2.1枢纽互通立交的左转迂回型半定向匝道
交通量相对服务型互通立交较大，但由于迂回处圆曲线半径较小，转角较大，不利于超车，且由于该处需满足停车视距需要，左侧路面需加宽，位于桥上时工程规模偏大，故该迂回圆曲线段建议禁止超车。迂回处圆曲线前方和后方段匝道可根据其长度是否满足规范要求，确定匝道设计断面。
4.2.2常规服务型变异T形互通的左转匝道
交通量相对枢纽互通小，左转匝道整体指标偏低，尤其左转迂回处圆曲线半径偏小，不具备超车条件，且由于设置有匝道收费站，两条左转匝道运行速度较低，故建议两条左转匝道均不设置超车道。
4.2.3常规服务型单喇叭互通的左转匝道
服务型单喇叭互通的两条左转匝道分别由A匝道的右幅和C匝道、A匝道的左幅和B匝道组成。该类互通交通量相对枢纽互通立交小，左转匝道整体指标偏低，尤其B匝道为环形匝道，不具备超车条件，且由于设置有匝道收费站，两条左转匝道运行速度较低，故建议两条左转匝道均不设置超车道。但省外个别设计院将A匝道的右幅和C匝道组成的左转匝道设计为具备超车功能的双车道匝道。
4.3现场施工注意事项
奎屯东互通式立交项目要做好施工现场保通措施，需要在施工现场进行围护方案设计，减少施工期间对连霍高速公路交通运行的影响。为此，整个工程施工段都采用了规定的隔离设施，即在本桥位征界边线内适当位置设置隔离墙，主要用于互通匝道下道位置。隔离墙的设置标准有两条：（1）隔离墙设置在连霍高速主线的下匝道与新建互通匝道之间，隔离墙总设计长度在200m以上；（2）隔离墙采用彩钢瓦材料制作而成，它的墙体高度为1.8m，且在每5m位置设置一道钢槽，确保围墙高稳定性。另外，箱梁模板在设计方面采用了整体模板结构，要求制作精细且尺寸准确，保证箱体内顶模采用2cm厚的钢丝网水泥预制板，或也可以采用木模板。但箱内不允许预留永久性支承。该工程选择了强度为80%的混凝土，并按照现场试验结果来设计拆模流程，保证拆模过程中不会损伤公路混凝土主体结构。
5结论
公路路线互通式交叉设计要做到“公路与自然环境的相互协调”，并结合当地地理条件与交通环境进行灵活设计，满足安全性、功能性要求，并考虑与其他交通路线互不影响，保证交通运营流畅度。本文以武威市奎屯东互通式立体交叉桥梁设计项目为例，探讨了它的相关设计技术问题，希望为地方施工项目的稳定推进提供有益参考。
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论文作者:王亚培
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/1
标签：匝道论文; 奎屯论文; 公路论文; 车道论文; 左转论文; 曲线论文; 交通量论文; 《基层建设》2018年第24期论文;