互通式立交橋的設計要點

 引言
互通式立交橋是快速交通的重要組成部分，起著分合流作用，設計好壞與否，關系到道路的通行能力及交通安全?；ネ⒔粯蛟O計應先總體后局部，即先確定各種可能的方案，從中比選出滿足交通量要求及分合流要求，并且景觀好造價低的方案，再確定適合的技術指標。
1 在互通式立交橋設計階段，各項技術指標，都決定線型好壞
1.1 總體線形組合設計應做到平縱橫指標相協(xié)調(diào) 設計指標要盡量滿足設計規(guī)范的較高要求，另外，還要綜合考慮各種因素，如互通式立交橋絕大部分是斜彎橋，與直線橋設計不同，這里還需要考慮如何使橋梁各部位、各版塊之間準確組合，斜彎橋的各板端細部處理、端部與端部的聯(lián)結構造；簡化處理橫坡變化處的結構物等。
在設計匝道平縱面線形組合時，應當盡量采用公路路線線形組合，邊坡點不應與反向平曲線拐點重合，尤其是跨線橋不可設在反向曲線拐點處。在直線段不宜插入短的豎曲線，尤其要特別注意設計時速較大的直連式、半直連式匝道的總面設計。
1.2 匝道設計
1.2.1 匝道的縱坡 匝道的縱坡長度應定為車流分合流端部之間的長度。分合流段前后的變速車道部分，不應該同匝道縱坡相同，尤其是在匝道技術指標明顯低于主線技術指標時，否則，在變速車道，設計行車速度下降，匝道的平曲線半徑小，橫向力系數(shù)變大，車輛的舒適性和安全性都會大大降低；并且超高橫坡使得排水問題處理也有難度。而隨主線的縱坡、橫坡變化，分合流段前后的變速車道部分與之相同。應將主線為平曲線且有超高的外側(cè)變速車道做成向外的橫坡，同時根據(jù)變速車道形式向超高過渡。直接式車道在變速車道全長范圍內(nèi)過渡，平行式車道在端部至匝道與主線相交點范圍內(nèi)過渡。
1.2.2 匝道平曲線半徑 匝道圓曲線半徑的大小，在考慮立交形式、用地規(guī)模以及拆遷數(shù)量和造價等條件下，還應當與設計速度、超高橫坡度以及行車安全和舒適性的情況下，為了保證曲率的緩和過渡以及上下主線的展線長度要求，應采用較大的圓曲線半徑和較小的超高橫坡度以及足夠的匝道長度。
1.2.3 緩和曲線 為了滿足汽車行駛力學和線形流暢的要求，將臵緩和曲線設置在曲率變化較大的地方。緩和曲線一般采用回旋線，并且回旋線的參數(shù)、長度以及相鄰回旋線參數(shù)比值要符合規(guī)范要求。回旋參數(shù)和回旋線長度在一般情況下都取用較大值，只有條件受限時可采用最小值。
1.2.4 平曲線加寬 下列平曲線應加寬：第一，立體交叉單向單車道匝道圓曲線半徑小于72m；第二，單向雙車道或雙向雙車道圓曲線半徑小于47m。①加寬緩和段。設置緩和曲線或超高緩和段時，應在緩和曲線或超高緩和段內(nèi)進行加寬緩和段；不設置時，應按照漸變率1：15且長度L0■10m的要求設置加寬緩和段。②加寬過渡方法。加寬過渡可依據(jù)加寬位臵及加寬前后斷面寬度采用線性過渡或在加寬緩和段全長范圍內(nèi)按其長度成比例增加進行。
1.2.5 平曲線超高 ①超高值。在設計匝道超高時，一定要充分考慮匝道上車輛的行駛速度變化，在圓曲線上設置必要的超高值，且與車輛實際行駛速度相適應。收費站附近的超高值應小于匝道設計速度對應的超高值，接近分、合流處應大一些。②超高緩和段。超高緩和段的長度應根據(jù)設計速度、橫斷面類型、旋轉(zhuǎn)軸位置和漸變率確定，并設置在匝道與圓曲線間或兩超高不同的圓曲線間。③超高過渡方式。超高緩和段應根據(jù)匝道平面線形進行設計。當有緩和曲線時，過渡應在緩和曲線的全長或部分范圍內(nèi)進行；當兩圓曲線徑相連接時，可將過渡段的各半分別位于兩圓曲線內(nèi)。
1.3 平曲線半徑的選擇問題 緩和段可以采用雙紐線、高次拋物線或回旋線，規(guī)范規(guī)定采用回旋線設置緩和曲線，[1]緩和曲線這段弧線的半徑從無窮大一直變化到一定設計值?；匦€A=■
其中A是參數(shù)，半徑為R，則一般情況下有：R/3≤A≤R，R取值越大，A越接近R/3，R取值越小，A越接近R。雖然這是一般情況下的經(jīng)驗關系，但是也適用于設計互通式立交橋匝道線位。當緩和曲線位于匝道與匝道以及匝道與主線銜接處，尤其位于分流點處時，為了方便超高過渡和汽車行駛速度變化，回旋線參數(shù)A應稍大一些。在設計困難時，應采用反向S型曲線，選擇的回旋線參數(shù)A應同超高過渡協(xié)調(diào)一致，否則容易形成反超高，兩曲線半徑之比不大于1.5。
1.4 關于變速車道設計 ①單車道減速車道出口的起點位置應在主線外側(cè)行車道中心線上，出口角度應較小，尤其是主線計算行車速度較大時，通常為2°-5°，有利于主線大交通量車輛快速、平穩(wěn)駛出。[2]②直接式車道的三角漸變段長度要比規(guī)定的長度長，而不一定是規(guī)范中的長度。分流點處的曲率半徑和回旋參數(shù)須滿足規(guī)范規(guī)定的取值要求。③對于下坡路段的減速車道和上坡路段的加速車道和漸變段的最小長度和漸變率，應按照縱坡的大小采用修正系數(shù)予以修正。④一般高速路的設計速度都比較低，因此經(jīng)常處于超速行駛狀態(tài)。而互通立交范圍內(nèi)的主線更有超速的可能，因此，相對于高速路段而言需要更長的減速路程。由于載重車輛或大客車的速度低、車身長并且加速不靈敏，因此要加速到與主線相同的車速也需要增長加速車道的長度。因此，對于匝道設計指標不高且主線設計速度小于或等于100km/h時，宜采用高一個設計速度檔次的變速車道長度。此外，當主線、匝道的預測交通量接近通行能力或載重車和大客車比例較高時，也應當增長變速車道的長度。
1.5 變速車道處硬路肩寬度變化處理 ①當匝道與主線的車道以及硬路肩寬度不同時，應在匝道范圍內(nèi)設計過渡段，且漸變率為1/20～1/30，在與主線合流和分流處，其寬度應同主線的車道和硬路肩寬度一致。②對于司機來講，當匝道比主線的硬路肩寬時，在視覺上有利于減輕心理壓力。③當匝道比主線的硬路肩窄時，司機行駛?cè)胄“霃角€時具有收窄感，不利于行車。此時，應當把硬路肩變化放到減速車道的三角段以便和主線自然順接。
1.6 超高及超高過渡 由于地形所致，互通式立交橋匝道的平曲線半徑較小，因而有一定的超高值。①在橋梁地段為了減少處理構造物的難度，應在超高過渡時考慮橋跨的布置，最好將過渡段放在同一聯(lián)橋梁內(nèi)。②設計困難時，采用反向S型曲線時，規(guī)范對反向超高的過渡沒有明確的規(guī)定。一種方法是將兩條曲線看成一個整體來進行超高，這樣，出現(xiàn)零橫坡的斷面只有一個，可以通過縱坡值來調(diào)整，縱坡值在0.3%以上，合成坡度也在0.3%以上，保證了排水通暢；另一種方法是S型曲線中間反向部分在超高過程中，始終保持雙向路拱的設計方法，即斜脊式路拱[3]，路拱位置由一側(cè)過渡到另一側(cè)，形成斜脊，斜脊部分長度從第一曲線的YH點到第二曲線的HY點，其他部分按照通常的方法超高。③超高漸變率的取值。為了防止超高值過大，可以適當調(diào)低超高漸變率。
2 結束語
本文對互通式立交橋設計階段進行分析，明確適合的技術指標，平曲線半徑、縱坡大小、超高的設計合理與否，都決定線型好壞。設計時，規(guī)范是基礎，合理運用是關鍵。