沁水枢纽立交选型

2014-01-12 01:19黎艳梅
山西交通科技 2014年3期
关键词:旧路纵坡互通

黎艳梅

(山西省交通规划勘察设计院,山西 太原 030012)

1 路线位置关系

高平至沁水高速公路是横贯山西省南部的一条东西向高速公路,东接高平至新乡的高速公路,西接阳城至侯马高速公路,项目实施后,将完成山西省南部高速公路第10横的全线贯通。路线全长70多公里,设计速度80 km/h。在沁水县内,路线终点需要与已建阳侯高速公路呈“丁”字相接。由于是高速与高速相交,按规范要求,需设置枢纽型立交解决车辆在高速间转换的问题。枢纽型立交一般要求地形平坦、开阔,以便于布置匝道,但这一地段为山岭区,地形条件复杂,阳侯高速本身又有纵坡大,桥梁、隧道多的特点,设置枢纽型立交的难度相当大。

图1 路线位置关系图

阳侯高速为设计速度80 km/h山岭区高速公路,与高沁高速位置关系见图1。(为便于说明,在图1中标明了阳侯高速变坡点A、B、C、D及坡度、坡长)。阳侯高速在此段落为东西向行进。向东,过D点后,路线转向南,向阳城方向行进;向西,过中木亭互通后,路线转向北,以隧道形式穿越山岭区,向沁水方向行进。

经分析,从东北方向来的高平—沁水高速公路在此段落内搭接阳侯高速为宜。理由如下:a)如向西接,则高沁高速需平行阳侯高速架设桥、隧,直到地形条件符合设置枢纽互通要求为止。几公里内,两条高速并行,是不经济的。b)如向东接,阳侯高速已转向南,高沁同样需与阳侯高速并行数公里,同样不可取。所以经比选,考虑地形条件,已有高速的平、纵指标等因素,定于在中木亭互通以东800 m处设置沁水枢纽,与中木亭互通组成复合式立交。

在接线位置附近,距阳侯高速以南不足百米是一条河,在河北岸是一条沿河二级旧路。阳侯高速已经在此设置了中木亭互通,利用沿河二级路,满足车辆上下高速的需求。

为顺接阳侯高速,从东北而来的高沁高速需跨过一座山梁,服从于设置互通的需要,要进行一段深挖方,为降低整体工程造价,局部的付出,是不得已的举措。

在阳侯高速的纵断面图上,可以看到D—C之间为纵坡5%,长度为380 m;C—B之间为纵坡2.2%,长度为420 m,其中中心桩大桥为6孔30 m的大桥,桥高50 m;B—A之间为纵坡4.2%,长度为360 m;(按照《公路路线设计规范》JTG D20—2006,互通式立体交叉范围内主线形指标要求,80 km/h的高速公路,立交范围内最大纵坡为4%)为力求纵坡平稳,从以上数据可以看出,接线点应考虑设置在C—B之间。选定接线点后,下一步即是如何在限制的条件下设置出合理、满意的互通立交。

2 互通方案比选

经过深入地对现场地理位置及路线关系的分析,提出了以下几种互通型式作为参考。下面逐一对各个互通型式的优缺点进行分析。

2.1 定向Y型

图2 定向Y型

首先,按通常的立交设计考虑,选用最常用的互通立交型式。在这种“丁”字型交叉口,最为常用的是定向Y型。定向Y型是经典的三路交叉型式,在国内外有许多应用实例。具体到本项目,其优缺点主要有以下几点。

2.1.1 优点

a)所有匝道全为定向匝道,保证了车辆转弯高速顺捷。

b)距离现有旧路较远,不会对其进行干扰。

2.1.2 缺点

a)桥跨多,在两条内侧匝道相交处出现3层桥的构造形式。考虑到项目本身已处于挖方地段,再在主线接线点附近出现匝道桥互相重叠,实施困难。

b)同时匝道接高沁高速也要长距离挖方,工程量巨大。

c)为设置加减速车道,现有阳侯高速上的中心桩大桥需加宽,工程繁复。

因此本型式不可取。

2.2 变异苜蓿叶型

图3 变异苜蓿叶型

2.2.1 优点

互通形式独立,功能完备,本身同时满足车辆利用二级旧路上下高速的要求,又可实现车辆在高速之间的转换。

2.2.2 缺点

a)型式复杂,与地形条件不吻合。苜蓿叶型本身就要求有宽广的地形条件,虽然考虑到地形局促,采用变异型式,但仍然无法满足要求。

b)与现有旧路距离过近,旧路紧靠河北岸,已没有改线的余地,因为阳侯高速与旧路高差大,互通与现有旧路相接,降坡困难。

c)没有充分利用中木亭互通已有的收费设施与上下高速的功能,两座收费站相距约1 cm,功能重复,形成不必要的浪费。

d)为设置加减速车道,现有阳侯高速中心桩大桥需加宽,工程繁复。

因此本型式同样缺陷明显,不可取。

2.3 单喇叭型

图4 单喇叭型

2.3.1 优点

只需一座跨线桥,结构简单,能很好地与中木亭互通功能相配合。

2.3.2 缺点

a)环形匝道布设困难,为保证枢纽立交的半径要求,环形匝道已超出旧路范围;匝道落空,需在河中修匝道桥,影响水流、行洪安全。

b)因跨线桥只能上跨阳侯高速,环形匝道只能采用匝道桥的形式布设,为保证跨越阳侯高速的有效净空,匝道桥出现了小半径、高桥墩的现象,不利于施工。

c)为设置加减速车道,现有阳侯高速中心桩大桥需加宽,工程繁复。

因此本型式同样不可取。

2.4 互通设置的难点

通过以上几种型式的比选,发现决定立交设置的关键问题集中在了以下几点:

a)如何与中木亭互通相配合,中木亭互通已经实现了收费上下高速的功能,作为复合式互通,新设置的沁水枢纽只要解决高速之间的车辆转换问题即可。

b)如何避免对中心桩大桥进行加宽,中心桩大桥为6孔30 m,桥长180 m的大桥,桥高50 m。为设置加减速车道进行加宽,属于二次改造工程,不但工艺繁复,且工程造价高昂,十分不经济。

c)如何避免对旧路进行干扰,现有旧路距离阳侯高速过近,不足百米,且沿河岸布设,没有改移线位的余地,是中木亭互通实现在车辆上下高速的重要通道。

以上几种型式的互通都没有解决好这几个重要问题,因此互通型式存在着明显的缺陷。经过几个不成熟的型式的讨论,我们找到了关键的问题,提出了下面的型式。

3 推荐方案

图5 修正定向Y型

把定向Y型的3层桥的问题再做仔细分析,提出了修正定向Y型。修正后的定向Y型集中了以上几种型式的优点,对几个难点问题都有很好的处理。

具有以下优点:

a)利用阳侯高速中心桩大桥桥位高的特点,巧妙地布设匝道。内侧两条匝道,一条匝道上跨中心桩大桥,一条匝道下穿中心桩大桥,自然形成桥跨桥的3层立交型式,使桥梁相叠复部分远离主线接线点。在接线点处,两匝道桥高度已升(降)至与主线相同,轻松完成顺接。

b)以直接式匝道完成高速间车辆转换,行车方向简明、顺捷,与中木亭互通有机地结合成一个功能完善的枢纽。

c)匝道桥采用大半径,避免了小半径、高桥墩的现象,有利于施工,有利于桥梁、互通的整体美观、运营安全。

d)避免对中心桩大桥进行加宽。匝道在远离中心桩大桥时已经撇出阳侯高速,保证了不对中心桩大桥构成影响。

e)远离了现有旧路,对旧路没有任何干扰。

最后,因本方案优点明显,选定本型为推荐方案。

4 结语

经过对实地的踏勘,对路线位置关系的分析,采用多方案比选,逐一进行优缺点分析,找出问题的关键所在,最终优化立交型式,得到了较理想的结果。

猜你喜欢
旧路纵坡互通
基于交通事故多发位置的区间平均纵坡控制指标研究
半柔性复合路面在重交通长大纵坡路段的应用
京港澳高速公路驻信段改扩建工程旧路车辙病害综合分析
编读互通
中日ETF互通“活水来”
道路最小设计纵坡探讨
编读互通
老屋
现有管线限制下旧路改造的困境及出路
揭示车路协同矛盾 破解长大纵坡难题