G3511旬邑凤翔和G69湫坡头旬邑,赤

本文旨在思考互通总体设计方面的经验和体会,互通连接部和交织区通行能力、道桥面积等,存在必要的优化条件。该互通涉及3个建设项目,分三期建设完成。变异十字Y型+苜蓿组合方案,与半直连+苜蓿十字互通方案比较,主流方向通行能力储备较高,征地拆迁相当,但工程规模大、造价高、交通干扰较大、废弃一期工程多。

该互通三期工程提前完工,二期滞后。后期两个项目,由3家设计单位负责完成互通设计,另有2家设计咨询单位、3家设计审查单位代建设单位、审批部门审核咨询。

(一)旬邑赤道互通位置

该互通交叉线路未两条高速公路构成三岔枢纽交叉,同时兼落地功能,第4四岔与G平面交叉。在接S处设四入六出主线收费站。

湫坡头(陕甘界)至旬邑高速公路全长24.公里,年建成通车,路线起于陕甘交界支党河特大桥北侧,止于咸阳市旬邑县赤道乡,全线采用双向四车道标准建设,其中起点至旬邑北停车区段设计速度采用80公里/小时,旬邑北停车区至终点段设计速度采用公里/小时。

秋旬项目后来居上,设计内容基本完整,图表清晰,深度基本满足施工要求,尤其是路线总体部分图面内容比较齐全,阅读方便。因项目界面划分,部分图表及工程数量已经注明在旬风项目中。

G中段,铜川至旬邑高速公路,路线长约50公里,年建成通车,起点位于铜川新区关庄镇与G65相连,途经照金,于旬邑县土桥镇与咸旬高速公路相接,采用双向四车道高速公路标准,设计时速80公里/小时。

(二)旬邑赤道互通设计方案

1.分期建设

考虑到项目建设不同步性,该立交采用分期建设的形式,一期由本项目完成与咸旬高速相关匝道的建设,二期由旬邑至陕甘界段项目完成与银百高速北段相接的其他匝道的建设。

互通方案设计更多考虑分为两期建设,但G69旬邑至咸阳已经实现落地功能,应是分三期建设,后期建设应重考虑年通车路段的利用。

2.交通量分布

依据可研报告,枢纽主次流很明显。按十字交叉,主流G69往返咸阳和银川(直行)XS交通为+12puc/d,G往返咸阳和凤翔为+puc/d。次流往返旬邑和凤翔为+,往返银川和旬邑为+puc/d。

落地赤道的集散交通量为+=puc/d,旬邑县城的主要出入口,总体认为预测交通量偏小,相当于其它乡镇互通。

经计算,红中心,往返咸阳和旬邑落地交通为+puc/d,往返银川和凤翔之间+puc/d。方向不均匀系数D=0.58,或偏大。

3.方案一,异形十字方案(枢纽Y型+集散苜蓿叶型组合)。

该方案主线(B5线)、现状旬邑高速为地面层;G/G85凤翔至G69银川方向双向直行交通(C、D匝道)布置为第二层;

G69咸阳至银川双向交通通行按主线联通(XS),布置在地面层;

咸阳至凤翔方向左转B匝道采用半直连式匝道布置于第二层,对应右转匝道为A;

咸阳至旬邑直行交通采用右出右进的匝道(N匝道)进行衔接(旬邑高速部分路段半幅废除,长度为m),对应XX;

凤翔至旬邑左转F匝道(对应右转H)、旬邑至银川方向左转E匝道(对应右转G),采用环形匝道分别布置于东南侧和西南侧象限,有合分流交织区。

两个续建项目,工程分期为:一期G实施A、B、N、F、H五个匝道,由于C匝道完全采用桥梁,且涉及E、F匝道的接入,因此亦建议计入一期实施,但C匝道只修建至大桩号桥头。G69二期实施D、G两个匝道,结果是该项目提前通车了。

4.方案二,半直连式+半苜蓿叶型十字互通。

该方案现状旬邑高速为地面层,充分利用既有XX,互通形式简洁明快。

将G凤翔和G69银川贯通,主线(B5线)、集散车道(N匝道)上跨旬邑高速,布置为第二层;

凤翔至旬邑E匝道(对应右转H匝道)、旬邑至银川方向左转F匝道(对应右转G匝道),采用环形匝道分别布置于西南和东南侧象限;

银川至咸阳左转D匝道(对应右转C匝道),为半直连式匝道上跨咸旬高速及主线后,合流至咸旬高速布置为第三层;

咸阳至凤翔左转B匝道(对应右转A匝道),上跨主线、D匝道及咸旬高速后,合流至主线,布置为为第三层。

5.方案三(施工图设计方案、初步设计补充方案)

初步设计拟定T型+单喇叭A型方案三,比较意义不大,可不再深入研究,以下思路,或更有比较价值。

比照方案落地驶出交通为右出,将方案一集散交通XX改为右入,作为新的方案三(施工图设计方案)。方案一赤道至咸阳方向XX匝道,利用既有的落地旧路,工程较节省,但左入主流凤翔至咸阳A匝道。若将这个方向的交通改为右入,即次流右入主流,才遵循了初设拟定“次流右进右出”的原则,工程规模和占地增加较多。

或者消除合分流交织区,作为新的方案三,即方案二的E、F或方案一的F、E匝道。初设匝道名称不一致,造成阅读不便。

6.初设方案比较

依据初步设计文件,方案一与方案的定量比较如下表:

初设认为落地驶出采用右出较好。从平面布置可以看出,方案一匝道均布置为右出右进,方案一的交通组织优于方案二。

交通量转换适应性,方案一通行能力储备较高。该互通未来转换交通量主交通流为咸阳至银川方向,双向为pcu/h,两方案均能满足交通需求。方案一最小圆曲线半径为m,最大纵坡为2%,服务水平较高,方案二最小圆曲线半径为m,最大纵坡为2%。

与周围环境和景观协调性,两方案基本相当。方案二布置为三层,构筑物高度较方案一高,对周围建筑物视觉有一定影响。

征地和拆迁,方案一较方案二,占地面积小57目,拆迁也少。

既有道路及设施利用和交通干扰,方案二优于方案一。方案一废除部分现状咸旬高速半幅约m,方案二则完全利用咸旬高速。

初步设计认为方案一从交通组织、交通量转换、景观协调性及征地等方面,优于方案二,故推荐了方案一。

补充方案三或没有占地和征迁优势,工程规模、造价、交通干扰持续增大,施工图设计采用该方案,理由不充分。

十字互通,若遵循或认为次流右出右入原则安全,但需要将十字互通变为复合式互通或“K”字型互通。此类问题,应进行多方案深入比较,如量化交通干扰,分析误行可能等。

(三)旬邑赤道互通施工图设计方案

1.初设执行情况

施设匝道命名与初设不同,说明中介绍初设批复执行情况直接引用匝道名称欠妥,应增加匝道起终点方向。省内预审设计方案、报交通运输部审查的设计方案,有差异,后将旬邑至陕甘界施工图设计方案作为本项目的补充方案,并予以推荐。两个建设项目的方案研究和比较深度,远没有两个项目在该工点的地质勘察投入大。

初设补充方案(QX施设方案)未充分考虑赤道立交为改扩建工点,废弃既有咸旬高速较多,加大了施工交通干扰。施设与初设推荐方案(方案一)的差别,主要是施设未利用既有咸旬高速作为旬邑至咸阳方向的驶入匝道,直接新建增加了旬邑至咸阳E匝道,右入凤翔至咸阳主流A匝道后再右入咸旬高速,较初设方案二造价增加约万元。

2.应采用初设方案二,取消施工图E、F匝道、充分利用既有咸旬高速

施设F匝道为减速匝道,右出有一定安全理由,但E匝道是驶出收费站后的加速匝道,且距合流鼻较远。若利用既有咸旬高速公路左入主流A匝道,既有咸旬高速平纵指标及匝道利用段路线长度,等指标均能满足较高设计速度或达到期望速度的要求,运行速度差的方向利于安全汇流;初设方案是次流E匝道左入主流A匝道,不是左入主线,更不是次流以较低速度左入高速主流。因此,施设方案,作为改扩建工点增加了工程,降低了匝道设计标准(40公里/小时,单车道?),经济技术效益欠佳,E匝道左入A最低限速可采用60公里/小时控制。

为解决E次流左入A主流辆/日,次流与主流比例为1:2.09,因E匝道右入A匝道,导致主流A匝道纵面起伏、增加匝道立交桥约米、增加路基土方及占地,新建E匝道米,应依据《规范》采用双车道标准,增加费用偏多。

作为改扩建工点,增加造价偏大,建议按文件编制办法要求深化经济技术比较。

3.主流单向双车道A、B匝道应减窄为12.25m。

咸阳与凤翔之间采用标准单向双车道,A、B匝道路基宽度12.75米,凤翔至湫坡头C、D、旬邑至咸阳方向E、F之间采用简易单向双车道,匝道路基宽度10.5米,其它方向G、H、M、N采用单向单车道,匝道标准路基宽度采用9.0米。

主流A、B匝道设计速度采用60公里/小时基本合适,按照初步设计确定的匝道设计原则,采用12.75m欠妥。施设采用高速公路分离式断面,路基宽度12.75米,指标不协调;A、B匝道双向日交通为辆/日,与柳林枢纽比较,交通量较小、匝道较宽;无论是采用分离式主线(60公里/小时)标准,还是采用匝道标准,依据规范均应将车道宽度改为3.50米,使平纵横指标相互协调,路基宽度应采用12.25米,利于速度控制和保证交通安全。

立交第二主流凤翔和银川之间双向交通量为辆/日,C、D匝道较长,采用10.5米单出入口双车道匝道基本合适的,设计速度采用50公里/小时。

咸阳和旬邑之间的E、F匝道改为单向双车道匝道是合适的,路基宽度由9.0米加宽至10.5米,增加工程规模较大。E、F是两条高速公路落地的集散主流匝道,而且是与旬邑县城的联络匝道,施设方案匝道长度分别为米和米,端部之间的长度分别为米和米,均大于米。

其余转向次流匝道左转内环G、H和右转M、N采用单车道匝道9.0米,设计速度40公里/小时。

4.工程分期与实施计划

该项目初设推荐方案一、秋旬项目推荐方案三。该项目施设采用了方案三,增加了施工交通干扰,也增加了施工组织的复杂性,因项目界面划分需增加临时工程。

一期工程咸旬高速,施设方案废弃偏多。原计划秋旬项目是三期工程,提前完工,本项目为二期工程,严重滞后交工。

湫坡头至旬邑项目已经先期开工,依据初步设计确定工程界面,本项目实施以下内容,但应补充包括所有匝道的平纵面图。(1)A匝道全部以及由A匝道流入主线产生的咸旬高速南侧的半幅加宽段;(2)B匝道跨湫旬高速后桥梁终点至B匝道终点段;C匝道起点至跨A和B匝道桥梁起点段;D匝道跨E和F匝道后桥梁终点至D匝道终点段;E匝道及其与N和G匝道连接部;(6)F匝道跨湫旬高速后桥梁终点至F匝道终点段及其与M和H匝道连接部;(7)N匝道全部;(8)凤翔、旬邑、咸阳方向的交通标志;(9)现有咸旬高速公路为中心以南的征迁、绿化,不含机电工程;(10)魏洛村分离式交叉工程。

(四)旬邑赤道互通几何设计

1.应提高两环形左转G、H匝道合分流交织能力

初设审查指出E、F匝道(施工图设计命名为G、H)之间存在交织,建议设置集散道。初步设计单位答复,在在北接入的C匝道上,有流出和流入车辆,增加一个车道,并加强安全设施预告与提醒。

该项目施工图设计进度滞后于秋旬项目,两家设计单位或存在认识差异,施设两个内环匝道,均接双车道C匝道右侧3.5m处,连接部采用3车道断面,未设置集散道。

G合流鼻为CK0+.4,H分流鼻CK0+.4,加速、减速合分流交织长度m,若加大端部间距,导致占地规模明显增加。初设阶段未进行方案比较、也未进行通行能力验算,欠妥。

合分流交织路段采用单向4车道。因枢纽匝道C交通量接近单车道的最大通行能力,交织路段应保持2个车道,分流鼻应外移1个车道、合流鼻宜同时外移1个车道,增加1条辅助车道。

合流鼻上游,C匝道路侧辅助车道不应小于60m,分流鼻下游,C匝道路侧辅助车道不应小于m,可不大于m。

2.主流A、B变速车道接线应外移一个车道,相应增加渐变段。

建议AEP和BBP接线位置外移一个车道,5.25米调整至9.0米。主流A、B匝道与QX接线位于5.25米处,设计方法相当于QX左入匝道,未考虑辅助分合流,或未考虑变速车道的渐变段。

B匝道分流鼻位于BK0+.,相当于QX路线长.米,即图中标注的减速车道长度,在变速车道和辅助车道之间,未按规定设置渐变段。

直接式减速车道起点应为QX的第三个车道,不应是右侧第二车道。

3.集散主流E、F匝道分合流,应采用辅助分合流。

集散主流匝道EEP和FBP与枢纽主流A、B匝道接线,施设接线位置位于6.25米处,宜外移满足1个车道宽度,主流车道宽度应采用3.50米,不宜采用3.75m。

施设E匝道采用直接插入式合流,路面三角带长度m偏短,满足1个车道(CP点)的渐变段长约56m,应延长至不小于90m。因交通量较大,宜外移接线位置,采用辅助分合流,或参照变速车道设计连接部。

4.应延长右转M、N匝道连接部路面三角带长度

施工图设计集散次流M、N与枢纽D匝道连接部,采用直接插入式分合流,路面三角带宜适当延长。

N合流鼻为DK0+,三角带至DK0+.5,其中车道渐变段长约66m,应延长至不小于80m。

M分流连接部,至1个车道的加宽渐变段约61m,基本满足要求。

5.集散匝道采用连续分合流、双出入口基本合适,应加大连续分流鼻端间距。

N、G以连续分流方式,右出E匝道,N分流鼻EK0+.8至G分流鼻EK0+.4,间距.6m。H、M以连续方式右入F匝道,合流至EK0+,H合流鼻F0+.1至M合流鼻FK1+1+.7,间距.6m。连续合流间距基本满足《细则》规定,连续分流间距偏小,不应小于m。

新建的E、F匝道基本路段,分别至EK1+.4和FK0+.9,长度分别为m和.2m,应采用双车道标准,连接部设计图应补充车道数变化过渡段。

6.匝道B、F并线跨QX秋旬高速后分流,减小工程规模,改善F匝道线形

匝道B、F在QXK+(BK0+)流出G69银百高速,后两匝道在BK0+(FK0+)分离,分别设米、米匝道立交桥,上跨QX高速之前(BK0+.7、FK0+.5),并行路段长分别约m、m,纵面线形基本一致,集散主流F匝道纵坡较小(1.5%/m、2.%/m)、枢纽主流B匝道纵坡较大(1.%/m、3.3%/m),F匝道上跨QX之前明显偏长,应减短,减小道路面积和桥梁面积。

匝道B跨QX.34后设-2.57%/米,匝道F跨QX.71后设-2.57%/米,F匝道纵面略优。

建议核查B、F匝道并线跨QX秋旬高速后,在BK0+前后分离。F匝道平面线形更加舒顺、指标略有提高;F上跨QX之前与B保持一致、长度减短,流出主线上坡坡度较之前略有加大,但与枢纽主流B匝道相同;F上跨QX之后,匝道略有增长,下坡坡度减小,利于安全驶出、进入收费站。

7.秋旬主线纵坡尚有微调余地。

建议压低变坡点QXK+/.05(如.27),改善匝道C等纵面设计,减小路基填方。

K+是CK0+/.3纵面控制点,应尽量压低主线标高;K+通道被交线纵面控制点在匝道M、N交叉点,不在QX主线交叉中心;三座C匝道立交桥的桥台高度,相对较大,宜尽量降低。

建议适当抬高QXK+通道被交线变坡点K0+/.64,并调换-0.3%和-1%坡度分配,减小被交线挖方。该被交线贯通4个通道,通道桥最低标高为.91。



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