德阳市一环路长江西路立交总体方案设计

张 娜，吴 艳，黄庆龙

（中国市政工程西南市政研究总院，四川成都610081）

1 概述

随着德阳市被确定为四川省首批统筹城乡综合配套改革试点市，德阳市的总体目标是经过10年努力，把德阳建设成为具有国际竞争力的装备制造业基地、新材料基地、综合化工基地、名优食品基地、现代农业基地，使德阳成为成渝经济区不可替代的重要发展力量。随着市域范围的扩大，重型机械工业区、电机工业区、天元开发区、旌湖高新技术开发区和八角井开发区等开发区的相继发展，德阳市经济飞速发展，城市人口的增加，人民生活水平不断提高，交通拥堵问题也日益增加，部分道路已经超过了其交通量服务能力。且目前相对于城市建设发展的规模而言，现有的道路交通设施总体上规模不足，难以完全满足群众出行以及货物运输的基本要求。中心城区设施不足的原因主要在于次干路及支路等次级道路不足。次干路缺乏将成为城区规模不断扩张中首先需要解决的问题。鉴于此，为了德阳市的可持续发展，改善城市的基础设施，扩大城市规模十分必要。

本工程位于德阳市城区天元片区中心长江西路与一环路交叉节点处，见图1，相交的两条道路都是城市主干路Ⅰ级，设计车速都达到了60 km/h，因此两条道路都是交通功能为主的干道。根据《德阳市综合交通规划》，长江西路是连接中心城区与天元片区的主要通道之一，同时，还承担着一部分东西向过境交通的流量；规划的一环路主要起着德阳市区间连接通道的作用，另外，规划期内还将承担一部分南北向过境交通的流量。

从以上的分析可以看出，长江西路与一环路交通功能都比较显著，流量较大，本工程建设的立交应属于枢纽型互通立交。

图1 德阳市交通规划图

2 立交现场与规划分析

2.1 立交场址现状

立交场址范围地势平坦，高差较小，大部分为农田、空地和鱼塘。该节点西侧与一环路平行有一现状改造完成的沟渠（三十支渠），三十支渠断面为倒梯形，上口宽度8 m，且渠道位于一环路西侧规划绿化带内。本节点北、东、南三个方向的道路均已施工图设计完成，一环路已经在建，其土路基已经部分形成，因此立交地面层道路标高已确定。

2.2 相交道路规划

项目为天元片区中心位置，本片区主要功能为商业金融中心、行政办公文化娱乐中心及工业发展。

规划区用地分为三个主要功能区：天元片区南部区域为工业区；片区中部为居住区和商业金融区，包括完善的配套服务和社区管理设施；片区北部为居住区。

相交道路规划如下：

一环路：城市主干路I级，红线宽度50 m，见图2。

长江西路：城市主干路I级，红线宽度50 m，见图3。

图2 一环路标准路段横断面（单位：m）

图3 长江西路标准路段横断面（单位：m）

3 立交交通量预测

根据《德阳市综合交通规划》，远景年为2020年，因此本项目交通流量预测远景年为2020年，预测情况为路网形成。预测思路大体上采用“四阶段模式”，即沿着交通生成→交通分布→交通方式划分→路网流量分配的过程进行。得到该立交的高峰小时预测流量见表1。

表1 2020年立交高峰小时流量（单位：pcu/h）

立交远景预测交通量见图4。

图4 立交远景预测交通量

4 设计指导思想

（1）严格执行专业设计规范、技术标准，服从城市规划，满足交通功能和交通需求。同时，立交设计应符合通常驾驶习惯。

（2）立交桥选型美观大方，强调交通功能和外形设计的完美结合，体现大都市风貌。

（3）力争少占地，少拆迁。

（4）桥梁结构形式选用应符合“安全，美观，经济，适用，施工方便”的原则。

（5）注重立交方案的可实施性。

（6）坚持以人为本的设计理念，为行人及非机动车提供尽可能的方便。

5 立交总体方案布置

5.1 方案一

（1）方案概况

本方案属于双向分离式立交，立交总共三层。

（2）交通组织

该方案的交通组织为一环路及长江西路辅道在地面层平交为立交的第一层；一环路直行交通下穿地面层为立交负一层；长江西路直行交通上跨地面层为立交第二层。所有左右转交通通过地面层平交层实现其交通转换。立交范围内的非机动车与人行通过辅道地面层实现其交通转换，见图5。

图5 方案一效果图

（3）主线纵段设计

一环路南北段道路及长江西路东段道路均已施工图设计完成，本次道路地面层设计高程均以施工图为依据，与之一致，只有长江西路西段道路地面层纵断面为本次需新设计的，此段纵断面设计也以已设计的道路纵断面高程为控制高程，与之衔接。

一环路直行主线最大纵坡为3.95%，长江西路直行主线最大纵坡为3.95%。

（4）方案特点综述

a.直行方向通行能力大，且整个立交可以实现各个方向的转向交通。

b.受现有三十支渠限制，直行下穿只能是一环路，且一环路在纵断面设计基本都是填方，这样更有利于设计成下穿，降低下挖深度，节约工程投资。

c.有效地利用了道路规划绿化用地，没有突破道路红线宽度，节约土地资源，占地小。

d.人行及非机动车道系统完善，使用方便，安全。

e.本方案采用地道，立交排水需设泵站,今后维护费用较大。

5.2 方案二

（1）方案概况

本方案属于苜蓿叶式立交，立交总共三层。

（2）立交交通组织

该方案的交通组织为一环路与长江西路的辅道在地面层平交，为立交的第一层；长江西路直行交通上跨地面层为立交第二层；四个方向的左转交通通过四个苜蓿叶匝道实现转换；一环路直行交通上跨长江西路为立交的第三层。所有右转交通设专门右转匝道。立交范围内的非机动车与人行通过辅道和地面平交层实现其交通转换，见图6。

图6 方案二效果图

（3）路幅断面设计

本方案一环路与长江西路标准段路幅设计与方案一处理方式一致。匝道采用单向车道设计。

（4）方案特点综述

a.立交为全互通立交，交通通行量大。

b.各个方向交通流无冲突点，无须设红绿灯。

c.非机动车、人行步道系统完善，使用方便，安全。

d.由于右转匝道的设置，G匝道在与一环路相接处需跨过现状三十支渠100 m，如果在此处采用暗涵形式处理，工程造价较大，为节约投资建议将此处三十支渠改道处理。

5.3 方案三

（1）方案概况

本方案属于部分互通式立交，立交总共三层。

（2）立交交通组织

该方案的交通组织为一环路与长江西路的辅道在地面层平交，为立交的第一层；长江西路直行交通上跨地面层为立交第二层；一环路南向长江西路西方向的左转和一环路北向长江西路东方向的左转交通通过两个苜蓿叶匝道实现转换；长江西路西向一环路北及长江西路东向一环路南两个方向的左转交通通过两个定向匝道实现；一环路直行交通上跨长江西路为立交的第三层。所有右转交通设专门右转匝道。立交范围内的非机动车与人行通过辅道和地面平交层实现其交通转换，见图7。

图7 方案三效果图

（3）路幅断面设计

本方案的路幅设计与方案二处理方式一致。

（4）方案特点综述

a.立交各个方向交通快捷，交通流量大。

b.立交线形流畅，行车更为安全。

c.立交规模宏伟，形式美观，可成为天元片区一标志性建筑。

d.人行及非机动车系统完善，使用方便，安全。

e.由于右转匝道的设置，G匝道在与一环路相接处需跨过现状三十支渠100 m，如果在此处采用暗涵形式处理，工程造价较大，为节约投资建议将此处三十支渠改道处理。

6 桥型的选择与桥跨布置

对于城市互通桥梁，其桥梁平面布置应服从整体道路线位的走向。跨径选择应注意经济、合理性，同时又必须保证桥梁在整个互通立交内的功能发挥。

该项目为大型城市立交工程，为保证行车的舒适性、整体性与耐久性，考虑到桥梁整体的景观效果，设计优先采用标准跨度的连续梁桥。桥梁跨度的布置结合建设场地实际情况，采用25 m标准跨径进行布设，桥跨布置受场地实际情况制约时，根据需要对跨径进行适当调整。

6.1 桥梁上部结构

城市桥梁的梁体是整座桥梁的灵魂，梁体结构既要保证安全可靠，又要考虑施工方便，还要兼顾造型美观。梁体在景观上要求纤细轻巧、连续流畅，主梁顶面尽量与底面平衡。经认真对比分析，本次设计梁体采用箱梁，有以下三种形式：

鱼腹箱梁、斜腹板箱梁、直腹板箱梁。

鱼腹梁是在传统梁体中加入了曲线要素，从而使梁体更加形体丰富、韵律优美。成都市已建成的二环路交大立交及成彭快速路高架桥采用的鱼腹梁受到了广大群众的一致好评，本次设计鱼腹梁形式与之不同，梁侧不设悬臂，让梁体曲线更加顺畅，底面更加平顺，外形更加优美。此种梁体还具有闭合截面刚度更大,整体受力整体性能更好的特点，见图8。

图8 鱼腹梁截面

斜腹板箱梁的边腹板斜置，减小了底板横向宽度，在节约材料的同时也具有较好的景观效果。该梁体的特点是水平方向单维突出，具有很强的沿水平方向左右伸展的力动感与穿越感连续流畅，对桥梁正视时，水平方向呈直线或曲线延伸，从桥的一端连续流畅地到达彼端，见图9。

图9 斜腹板箱梁截面

传统的直腹板箱梁造型简单而又充满力度的。直腹板箱梁与以上两种梁体相比，受力明确，施工模板易于制作、搭设，施工方便，最为经济，见图10。

图10 直腹板箱梁截面

6.2 桥梁下部结构

桥梁墩型的选择应满足上部结构的受力要求、满足结构本身强度、刚度和稳定性，还应结合周边景观和地形、地貌特征等的要求，要与上部结构和周边环境的和谐统一，并注重当地人文景观的特点。桥墩在考虑荷载等因素的前提下应尽可能数量少、形态统一。城市立交桥要避免墩高、量多，注意梁底处理，使桥下空间明亮而舒畅。同时，应考虑桥梁施工的难易程度及桥梁的经济合理性。

本次设计采用外形近似的Y型双肢墩和花瓶式桥墩，见图11、图12，这种桥墩造型的选择改变以往桥墩直排笨重的形象，使得桥梁更生动、富有灵气。

图11 主线桥Y型双肢墩

图12 匝道花瓶墩

主线桥的桥墩采用Y型双肢墩，墩柱间用横系梁连接，使桥下视觉穿透性更好，桥下空间明亮大方，同时桥墩用料也得到了节约，见图13。

匝道桥则选用形态优美的花瓶墩，桥墩墩柱纤细、挺拔，墩柱边缘及桥墩顶部配以精细的纹理，突显桥梁精密细致、挺拔有力的建筑形态。

6.3 下穿地道结构

整个下穿地道按结构归类分为：地道框架段、U型船槽段以及挡墙段。

图13 上跨桥效果图

（1）地道框架部分设计采用单箱双室矩形框架结构，材料为C30防水钢筋混凝土结构，混凝土抗渗等级不低于S8。

（2）U型船槽部分采用两侧带有立式悬臂的C30防水钢筋混凝土现浇结构（整体式），混凝土抗渗等级不低于S8。

（3）挡墙结构根据结构高度不同分为钢筋混凝土悬臂挡土墙及素混凝土挡土墙结构。

6.4 施工方法

该立交工程的限制因素众多，因此根据立交不同区段采用了不同的施工方法。

（1）跨线桥的施工

跨线桥设计为连续梁桥，梁桥采用搭架现浇施工。

（2）下穿地道的施工

方案一一环路方向采用了下穿长江西路的方式，因此在下穿三环路的施工方式上我们专门进行了研究和比较，通过比较分析，下穿地道的施工只有采取采用明挖法施工。

7 方案评价

方案详细比较见表2。

表2 立交方案综合比较表

通过以上比较，可看出三个方案均能够解决各个方向的左右转交通需求，交通功能均比较齐全。通过综合比较结合现在城市交通发展的迅猛趋势，推荐采用方案三为推荐方案，线形标准高，纵坡较缓，两条定向左转匝道车速可达到50 km/h，故方案三为推荐方案。

8 结语

一环路长江西路立交作为德阳市城区西部天元片区的主要重要节点，典型的主干路与主干路交汇点，立交型式的选择应根据沿线已有道路交通设置状况及建筑，用地状况，在坚持设计标准的条件下，因地制宜，新旧设施结合，注重环境保护，达到工程建设成果与经济效益、社会效益、环境效益的有机统一。