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【word】 喇叭形互通式立交平纵面设计

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【word】 喇叭形互通式立交平纵面设计【word】 喇叭形互通式立交平纵面设计 喇叭形互通式立交平纵面设计 第26卷第6期 20O6年12月中外公路l53 文章编号:167卜一2579(2006)06—0l53一O3 喇叭形互通式立交平纵面设计 张孟冬 (河北省廊坊市交通勘察设计院,河北廊坊065000) 摘要:通过实际工作经验,阐述了高速公路互通式立交设计中关于平,纵断面的一些 设计体会,对一些设计细节提出了自己的见解,对设计中常见的一些问题进行了分析,探讨 关键词:互通式立交;匝道;变速车道;接坡 随着高速公路的发展,互通式立交的规划与设...
【word】 喇叭形互通式立交平纵面设计
【word】 喇叭形互通式立交平纵面 喇叭形互通式立交平纵面设计 第26卷第6期 20O6年12月中外公路l53 文章编号:167卜一2579(2006)06—0l53一O3 喇叭形互通式立交平纵面设计 张孟冬 (河北省廊坊市交通勘察设计院,河北廊坊065000) 摘要:通过实际工作经验,阐述了高速公路互通式立交设计中关于平,纵断面的一些 设计体会,对一些设计细节提出了自己的见解,对设计中常见的一些问进行了分析,探讨 关键词:互通式立交;匝道;变速车道;接坡 随着高速公路的发展,互通式立交的规划与设计 显得日益重要.互通式立交的形式千变万化,如喇叭 形,苜蓿叶形和半定向形等.高速公路与一般公路相 交大部分采用喇叭形,喇叭形立交按主要公路的左转 弯出口在跨线构造物之前和之后而分为A形和B形 两种.一般情况下宜采用A形,因地形地物的限制或 左转进入主线的交通量远大于左转驶离主线的交通量 时,宜采用B形. 张(家口)一石(家庄)高速公路保定段是2020年 河北省高速公路布局规划”五纵,六横,七条线”中”纵 五”的重要组成部分,本项目的建成对于完善河北省路 网布局,优化路网结构和国道主干线的联网贯通具有 重要意义.本文结合张石高速公路保定段互通立交的 设计情况,介绍喇叭形互通立交的平,纵断面设计 体会. 1平面设计 互通式立交的平面设计是其他各专项设计的基 础,与其他各项设计相辅相成,例如纵断面设计,在很 多情况下制约着平面设计.所以在进行平面设计时要 有总体观念,明确各部分工作的相互制约性,这样才能 很好地完成互通立交设计工作. 1.1布线方法 (1)理论布线.在一定程度上,如果没有地质,地 形等约束,布线方法几乎成了纯数学计算,故称其为理 论布线.其方法为:从喇叭头侧的减速车道起点起算, 收稿日期:2006—0708 作者简介:张孟冬,男,大学拳科,工程师 设计减速车道和环道,确定匝道桥位置,设计从匝道桥 至被交路部分的匝道,连接剩余各匝道及设计加减速 车道.使用EICAD道路设计软件可以顺利地完成上 面的布线过程. (2)控制布线.立交区内有对立交进行控制的地 形,地物等,使立交设计有了一定的局限性,这时立交 的布线会千变万化.此时只有充分考虑控制因素,参 照理论布线方法,利用科学知识来完成平面布线. 1.2布线体会 1.2.1环形匝道设计 环形匝道以其左转弯不需要修桥,占地少等优点 经常用于喇叭形,苜蓿叶形及变形苜蓿叶形互通立交 中,但互通立交的最小技术指标(如最小平曲线半径, 最大纵坡,最大超高等)基本上也在环形匝道上,所以 环形匝道的设计既是难点,也是重点. (1)在本段工程初步设计中,笔者参与的3处互 通立交设计,由于地形相对简单,远景设计年最大交通 流量为4690pcu/d(小客车),所以互通形式都选择了 单喇叭形式.如果交通量大于6000pcu/d(小客车) 时应考虑采用半定向匝道. (2)环形匝道半径取值不仅与地形有关,而且与 匝道的设计速度以及该匝道的交通流量密不可分.当 然在满足规范要求的情况下,还要参考业主就该项目 的整体规模意向而取偏大值或极限最小值.经验做法 是:交通量不超过3000peu/d(小客车)时取极限值或 稍大于极限值的半径;交通量在3000,6000pcu/d (小客车)时取一般值或稍大于一般值的半径.这里需 154中外公路26卷 要强调一点:冰冻积雪地区不得采用极限值. (3)超高,加宽对于环形匝道来说基本上是不可 避免的.《公路路线设计规范》(JTJ011—94)规定:单 向单车道匝道圆曲线半径小于72m,单向或对向双车 道匝道圆曲线半径小于47m时应对行车道进行加 宽.加宽缓和段长度应与缓和曲线全长或超高缓和段 长度相同.对于对向双车道的匝道来说.内侧和外侧 的行车道都要加宽,设计中容易忘记加宽外侧行车道. 对于超高,加宽的过渡方式来说,目前广泛使用的是三 次抛物线形式,即,】===(3k一2k.)b,其显着特点是加 宽段的起终点处无折点,线形流畅圆滑,超高段起终点 路面平整无曲折,小于2横坡的滞水段较短. 1.2.2减速车道设计 减速车道原则上采用直接式,加速车道原则上采 用平行式.当变速车道为双车道时,加,减速车道均采 用直接式.平行式加速车道的设计相对简单,容易控 制长度,且规范对合流点附近的指标未作过多限制,反 之对减速车道及分流点附近指标限制较多,设计时经 常出现问题,现以下几点. (1)减速车道的设计方法主要有两种:?习惯设 计法,即从主线外侧车道中心开始,以一定的出口角采 用直线,缓和曲线或大半径圆曲线偏出;?流行设计 法,即直接从减速车道起点(1个车道宽的位置)开始, 再以一定的出口角采用直线,缓和曲线或大半径圆曲 线偏出.与习惯设计法相比流行设计法的优点主要 现在:渐变段长度可以自由控制,与主线路基形成明显 的折点,出口位置明显;减速车道起点位置明确;出口 渐变率直接控制. (2)加减速车道长度一般来说要比规范规定的长 度长,规范中的长度应视为最小值. (3)规范中规定的出口渐变率应视为最大值,设 计中常见的是主线弯道内侧出口渐变率过小,而外侧 出口渐变率过大. (4)分流点处的曲率半径和回旋线参数须满足规 范规定的取值要求,分流点之后的缓和曲线长度应能 满足超高过渡的要求.设计中存在对”曲率半径”的概 念不清,以及忽略规范对以上3处的要求. 2纵断面设计 立交纵断面设计同路线纵断面设计的区别在于怎 样处理好纵横交错的匝道纵坡与主线,被交路的关系. 其设计不仅与平面线形有关,还与横断面设计有密切 的关系,纵断面没计中接坡计算成为较突出的问题. 2.1匝道起,终点标高计算 进行匝道纵断面设计之前要明确两个概念;?匝 道计算长度,即匝道平面设计线位的起终点间路线长 度;?匝道实际长度,即匝道纵断面的拉坡长度.两 者存在差别,不能混为一谈.拉坡前要先计算匝道的 起,终点标高,一般是根据分流点或合流点对应主线高 程及横坡计算得到分流点或合流点的高程,再根据匝 道的断面及横坡算出匝道起,终点处控制高程.匝道 之间的分流点或合流点对应匝道标高的计算与此 相同. 2.2匝道与加减速车道的纵坡接坡设计 (1)当主线为直线或减速车道位于主线(曲线)内 侧时,匝道接坡点是A点,而N点(减速车道起点)到 A点(整个减速车道)的设计高程由主线设计高程及横 坡决定,本段的纵坡也应与主线的一致.匝道接减速 车道纵坡只能接至A点(可以远离A点),接坡时注意 竖曲线也不能超过A点.匝道与加速车道的接坡设 计同理,接坡点同样不允许超过楔形端点[图1(a)]. (2)当减速车道位于主线(曲线)外侧时,匝道和 主线存在反超高问题,此时匝道的接坡点应提前到附 加拱顶线的起点cP点,而N点到CP点(部分减速车 道)的设计高程由主线设计高程及横坡决定,本段的纵 坡也应与主线一致.匝道的纵坡起点则提前至CP 点,接坡时注意竖曲线也不能超过CP点.匝道与加 速车道的接坡设计同理,接坡点同样不允许超过CP 点[图1(b)]. 图1匝道接坡位置图 (3)匝道起,终点纵坡值的计算主要有两种方法: ?直接采用分流点或合流点对应的主线桩号切线纵 坡,这种方法计算简单,但误差较大,一般用于初步设 计;?在匝道上距分流点或合流点5m或l0m取一 6期喇叭形互通式立交平纵面设计l55 点,从主线分别计算该点与分流点或合流点对应设计 高之差,再除以这两点问的距离即得到纵坡值.这种 方法计算的为匝道在分流点或合流点的瞬时纵坡,误 差较小,一般用于施工图.匝道之间分流点或合流点 对应匝道纵坡的计算与此相同. 2.3匝道与被交路的接坡设计 被交路与匝道一般以平交形式相接,此时应注意 匝道接点处纵坡应满足被交路路拱横坡的要求.设计 时不要使匝道的竖曲线切点伸入被交路范围内,这样 对被交路的横坡设计,平面交叉口的高程设计都有利, 否则会给该部分设计增加困难,而对综合行车效果也 有不利影响. 2.4匝道分岔的纵坡连接 当两匝道的设计线位不连续且首尾相接时,拉坡 时为保证平纵组合上的良好线形,应将前后两匝道作 为一个匝道抽坡,但此时应注意由于设计线位的横移 变化,使得纵坡设计时设计线位出现错台连接,这样就 需计算横向超高值,得到接点高程,再沿用前面算得的 纵坡即可.需注意的是在分岔点后一直保持同一纵坡 至少一个切线(丁)长. 2.5匝道纵坡值及最短直坡段长度 匝道纵坡应平缓,避免多次不必要的变坡,最大纵 坡尽量不取极限值,最小纵坡要考虑纵向排水要求,一 般应大于0.5,特殊情况不应小于0.3.关于匝道 最短坡长规范没有严格规定,但有关专家认为应参照 公路路线设计规范的做法,即不小于3S行程,若不 够,应加大竖曲线半径,使竖曲线连接起来.需要注意 的是当收费站位于匝道上时,该匝道的纵坡值既要满 足收费站对纵坡的要求,还要考虑收费站处的路基填 高及排水问题. 3平,纵面组合设计及其对行车安全的 影响 现行设计规范中对于匝道的平纵组合未作要求. _= 显 目 但设计人员应尽可能考虑到匝道的平纵组合对行车安 全与舒适的影响,一般来说,在匝道上拉坡很难做到平 包竖,但要尽量避免纵坡变化处设小半径圆曲线,尽量 避免凹凸变坡点设在较短的缓和曲线段,以防牟辆难 以判别前方转向,车速愈小,对平包竖要求显然愈低. 曾经用3Droad检查过一段匝道,通过驾驶员视景观 察发现:路线带状空间线形发生明显的扭曲.追其原 因.发现凹形竖曲线变坡点设在一段缓和曲线上且有 1/3竖曲线在S弯的前半段.通过修改变坡点桩号和 半径之后,视觉效果得以改善.对于喇叭形互通式立 交,当匝道位于跨线桥上时,由于跨线桥后紧接环形匝 道,为保证有良好的行车视线,跨线桥上的竖曲线半径 不能以满足规范要求为原则,一般应考虑提高一级设 计速度的标准来确定竖曲线半径. 4结语 互通式立交设计最终要达到:?布局匀称,不能 头重脚轻;?设计合理.在满足各项指标的要求下, 互通式立交线形应综合考虑各种因素,力求达到没计 合理,少占地,投资省;?线形流畅.做到平面,纵断 面,横坡之间各指标的合理组合. 参考文献: [1]jTj01194,公路路线没计规范[s]. [21乔翔,蔺惠茹.公路立交规划与设计务实[M].北京:人 民交通出版社,2001. [3]中交第一公路勘察设计研究院.公路路线设计规范送审 稿[s],2003. [4]朱宗余.对互通式立交设计几个问题的探讨[J].中外公 路,2004(3). 《中外公路》荣获首届(2006年)中国高校特色科技期刊奖.
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