四平市紫气大路立交工程总体设计

齐庆祥

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津市300074）

1 项目建设背景

四平市是吉林省第三大城市，地处松辽平原中部腹地，辽、吉、蒙三省交界处。四平市作为吉林省的南大门和重要工业城市，经济快速发展，城市规模不断扩大。四平市委、市政府深入贯彻科学发展观，以“保增长、保发展、保稳定”为主线，坚持“工业立市和项目带动”战略，以提高经济增长质量和效益为目的，实现经济的快速发展和社会的全面进步。在此背景下，对城市总体格局将作新的调整，并将城市东部作为今后开发建设的生态新城。生态新城以“一心、两带、两组团、四片区”为总体格局，其中“两带”之一就是紫气大路的景观带。紫气大路与东盛大街交叉位置就是紫气大路立交工程。

2 立交功能定位

紫气大路立交工程的建设，考虑以下几点：（1）从城市格局的整体出发，着眼于改善城市的交通功能；（2）从生态新城的区域开发出发，着眼于提升其投资环境；（3）从紫气大路景观大道的带状景观与该区总体的生态系统出发，着眼于整个开发园区生态景观的整体性与协调性。

在方案的构思上，强调贯通东西，疏通南北；在立交的选型上，尽量简洁流畅；在周边环境的营造上，留出足够的绿化用地，使周边建筑尽量不靠近立交，同时将立交绿化景观与双向道路绿化景观有机相接，形成完整的生态与绿化景观系统。

故此，紫气大路立交方案的定位是：生态新区主要的枢纽立交，景观大道的核心景点，生态良好的风景领地，四平最靓丽的民心工程。工程地理位置见图1。

图1 紫气大路立交地理位置

3 设计范围和主要设计标准

3.1 设计范围

紫气大路立交工程的设计范围为紫气大路、东盛大街及其交叉口。紫气大路与东盛大街均为城市主干路，其中：紫气大路总长1 110 m，红线宽72 m；东盛大街总长1 171 m，红线宽50 m。工程全线包括枢纽立交1座，铁路景观桥1座。

3.2 主要设计标准

（1）立交类型

枢纽立交[1]。

（2）设计速度

紫气大路：60 km/h；

东盛大街：60 km/h；

立交匝道：环形匝道30 km/h，半直连匝道40 km/h。

（3）道路最小净高[1]

紫气大路、东盛大街及立交匝道最小净高4.5m；

四平热电厂铁路专用线桥梁建筑限界[2]6.55 m；

非机动车道及人行道最小净高2.5 m。

（4）荷载标准

道路路面结构设计以双轮组单轴载100 kN为标准轴载。

（5）设计年限

道路交通量达到饱和状态时的道路设计年限为20 a。

3.3 横断面布置

紫气大路（见图2）规划为城市主干路，红线宽72 m。横断面布置为：3.5 m（人行道）+5 m（非机动车道）+5 m（机非分隔带）+16 m（机动车道）+13 m（中央分隔带）+16 m（机动车道）+5 m（机非分隔带）+5 m（非机动车道）+3.5 m（人行道）。

图2 紫气大路横断面（单位：m）

东盛大街规划为城市主干路，红线宽53 m。横断面布置为：3.5 m（人行道）+5 m（非机动车道）+2 m（机非分隔带）+12 m（机动车道）+8 m（中央分隔带）+12 m（机动车道）+2 m（机非分隔带）+5 m（非机动车道）+3.5 m（人行道）。

4 交通量预测

紫气大路和东盛大街道路等级设计为主干路，根据《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）[1]，主干路设计年限为20 a。该项目2012年建成，交通量预测特征年确定为2012年、2022年和2032年。交通量预测方法采用常用的“四阶段”法。立交主线及匝道交通量预测结果见表1。

根据《城市道路交叉口设计规程》（CJJ 152—2010）[3]及预测交通量，计算立交主线和匝道的饱和度及服务水平（见表2）。

根据上述交通量预测，紫气大路和东盛大街主线2032年主线的服务水平均为Ⅱ1级，各匝道远期服务水平均为Ⅱ2级，立交主线和匝道均能满足立交服务水平标准。因此，紫气大路主线采用双向8车道，东盛大街主线采用双向6车道，东至南、北至东、西至南半定向匝道采用单向2车道，其余方向匝道采用单向单车道，均能满足远期交通发展需求。

表1 立交主线及匝道交通量预测结果 pcu/h

表2 立交主线和匝道的饱和度及服务水平

5 总体设计

5.1 道路路线设计

5.1.1 平面设计

立交区没有现状建筑物，也没有等级道路。立交节点的西南方向为四平热电厂的铁路专用线，现状为单线铁路。道路选线按照规划路线走向，交叉口交角85°，均为直线。

5.1.2 纵断面设计

（1）紫气大路采用的最大纵坡为3.5%，最小纵坡为0.598%；竖曲线的最大半径为R=3 000 m，最小半径为R=2 000 m。

（2）东盛大街采用的最大纵坡为3.5%，最小纵坡为0.3%；竖曲线的最大半径为R=8 000 m，最小半径为R=1 500 m。

5.2 交叉处理

根据规划，该工程共设置两处交叉口。紫气大路与东盛大街相交处规划为一座枢纽立交。紫气大路、东盛大街与四平热电厂铁路专用线均采用分离式立交型式，采用跨越式景观桥方案。

6 枢纽立交方案选择

6.1 线形选择原则

（1）在城市总体规划的指导下，在满足功能需求的前提下，体现合理性和经济性。

（2）立交布局因地制宜，尽量少拆迁、少占地，立交布设结合与铁路立交型式，节省工程投资。

（3）根据道路等级、车速要求合理选用技术标准，并互相有机结合，以最小投资取得较大经济效益。

（4）立交造型新颖、富于美感，线形简洁、明快、流畅，匝道布设紧凑，多增加绿地，提高环境效应及景观效应，成为四平市一景。

6.2 枢纽立交方案设计

6.2.1 方案一苜蓿叶造型

方案一为三层苜蓿叶互通式枢纽立交。非机动车与行人系统在地面层，通过人行天桥过铁路；东盛大街上跨铁路后位于第二层；紫气大路跨越铁路后跨越东盛大街，位于第三层。立交4条环形匝道布设在2～3层之间，东北角及西南角象限的右转匝道为地坪匝道，西北角的右转匝道跨越铁路专用线，东南角象限右转匝道接东盛大街上跨铁路的桥梁。非机动车与行人在枢纽立交桥下实现方向转换。图3为方案一苜蓿叶造型。

图3 方案一苜蓿叶造型

6.2.2 方案二组合式造型

方案二为二层苜蓿叶与半直连匝道组成的组合式枢纽立交。东盛大街下穿铁路后位于地面层；紫气大路跨越铁路后跨越东盛大街，位于第二层。立交在东北角及东南角象限各布置1条环形匝道，位于地面层和二层之间。为充分利用紫气大路上跨铁路的净空，布设了2条左转半直连匝道由紫气大路桥下穿过，实现东转南和北转东两个流向的左转。东北角及西南角象限的右转匝道为地坪匝道；西北角的右转匝道跨越铁路专用线，接紫气大路高架桥；东南角象限右转匝道接东盛大街下穿铁路的开挖路堑。地面系统由于各线位的阻隔，需要采用上跨或下穿地道形式，在立交桥下汇集各方向非机动车和行人再实现方向转换。图4为方案二组合式造型。

图4 方案二组合式造型

6.2.3 方案三涡轮式造型

方案三为二层苜蓿叶与半直连匝道组成的涡轮式组合式枢纽立交。东盛大街下穿铁路后位于地面层；紫气大路跨越铁路后跨越东盛大街，位于第二层。立交在东北角及东南角象限各布置1条环形匝道，位于地面层和二层之间。为充分利用紫气大路上跨铁路的净空，布设了2条左转半直连匝道由紫气大路桥下穿过，实现东转南和北转东两个流向的左转。东北角及西南角象限的右转匝道为地坪匝道；西北角的右转匝道跨越铁路专用线，接紫气大路高架桥；东南角象限右转匝道接东盛大街下穿铁路的开挖路堑，匝道绝大部分放坡。地面系统由于各线位的阻隔，需要采用上跨或下穿地道形式，在立交桥下汇集各方向非机动车和行人再实现方向转换。图5为方案三涡轮式造型。

图5 方案三涡轮式造型

6.3 枢纽立交方案选择

将6.2节中所述3种不同枢纽立交造型在立交层次、通行能力、桥梁面积、道路主线、匝道面积、立交面积、立交估算投资以及后期管养难度等方面进行综合对比后可以看出：苜蓿叶造型美观，非机动车与机动车完全分离，非机动车与行人直行方向距离最短，有利于组织交通，但工程规模较大，在3个方案中造价最高；涡轮式造型较美观，机动车左转方向距离较长，造价比较高；组合式造型美观，行车舒顺，造价最低。综合比较后推荐组合式造型。

7 铁路景观桥

紫气大路立交规划范围内有热电厂专用铁路线穿过，根据四平市建设紫气大路景观带的具体要求，在热电厂专用铁路上建设圆环塔型景观桥一座（见图 6、图 7）。

图6 圆环塔型景观桥透视图

8 结 语

紫气大路立交桥是一座城市枢纽立交，不仅满足交通功能，还兼顾了景观效果。通过紫气大路立交工程的建设，带动生态新区整体环境的改善，提升区域开发的价值，是构筑生态新城与景观大道的一个引领项目，也是普写生态新城发展的核心乐段和高潮篇章。

图7 紫气大路立交总体设计鸟瞰图