現(xiàn)代城市規(guī)劃中立交橋的設(shè)計

　　城市交通問題是現(xiàn)代城市普通存在的問題，立交橋作為解決交通擁堵較為有效的手段，本文對現(xiàn)代城市立交橋設(shè)計進(jìn)行探討。

　　《人民交通》(月刊)雜志創(chuàng)刊于2007年07月，是我國交通領(lǐng)域大型時政類期刊。雜志以“大交通”得理念充分報道中國交通改革發(fā)展和洞悉社會熱點，充分為交通管理者和交通參與者提供權(quán)威、及時的新聞信息。

　　1引言

　　城市空間環(huán)境設(shè)計作為城市的重要內(nèi)容，是對城市環(huán)境形態(tài)三維空間所做的意象性創(chuàng)作，是對一定時期內(nèi)城市的經(jīng)濟和社會發(fā)展、土地利用、空間布局以及各項建設(shè)的綜合部署、具體安排和實施管理，屬于宏觀的，它的研究對象是整個城市和城市所在的區(qū)域。立交橋是城市交通規(guī)劃中解決交通擁堵的一個很好手段。立體是利用跨線構(gòu)造物使道路與道路(或鐵路)在不同標(biāo)高相互交叉的連接方式。其在高速公路及城市快速路中應(yīng)用廣泛，是解決道路交通問題中的一個重要手段及主要形式，也是設(shè)計中經(jīng)常遇到的。因此了解立交的特點及結(jié)構(gòu)形式就顯得非常重要。

　　2立交方案設(shè)計的控制因素

　　2.1規(guī)劃立交在路網(wǎng)節(jié)點中的位置

　　設(shè)計立交有多少條道路相交,各條道路的性質(zhì),道路交角,擬建立交的作用等。

　　2.2交通量

　　各方向現(xiàn)有交通量,主交通流方向,按現(xiàn)有交通量,增長交通量,吸引交通量,發(fā)展交通量來估算設(shè)計年限內(nèi)的交通量增長變化和主交通方向變化,以及使用期年內(nèi)的累計交通量。

　　2.3建設(shè)場地條件

　　自然地形地勢(如河道,高差),地下水位,場地環(huán)境,有無可用于排水的自然溝渠,場地附近有無大居民點、公建、學(xué)校、村莊,如立交附近有都市村莊,則要考慮農(nóng)民生產(chǎn)、生活、就學(xué)等出行活動。擬保留的既有構(gòu)筑物,可拆可留的既有建筑量,地下管線,地上桿線等,地下管線動遷只能通過探坑實際探查后決定,不能迷信管線調(diào)查圖。如只看管線調(diào)查圖可能往往找不到布設(shè)橋墩的位置。

　　2.4建設(shè)單位領(lǐng)導(dǎo)意向

　　領(lǐng)導(dǎo)意向?qū)α⒔环桨傅倪x定至關(guān)重要,領(lǐng)導(dǎo)要求簡單流暢,美觀大方,造價低效益好,都有其樸素的真理。要多向領(lǐng)導(dǎo)宣傳,這是向權(quán)力講授真理,任何正確的規(guī)劃思想,科學(xué)合理方案,適用經(jīng)濟設(shè)計都要通過領(lǐng)導(dǎo)來實現(xiàn),要做到領(lǐng)導(dǎo)群眾相結(jié)合。

　　2.5方案設(shè)計要抓住主要矛盾

　　立交方案貴在簡單適用,不可無根據(jù)地追求規(guī)模宏大,條條匝道俱全,如采用定向分離即可滿足交通功能要求,就不要追求互通;能簡單互通(苜蓿葉)就不要追求復(fù)雜互通。這常常和領(lǐng)導(dǎo)氣度恢弘的任期目標(biāo)不合拍。

　　2.6重視立交的易識別性

　　向領(lǐng)導(dǎo)宣傳不可一橋一個樣,這樣司機開車太費力,而且還可能誘發(fā)交通事故。最好是一條線上立交形式要大致相同。

　　2.7立交方案評判

　　追求特定條件下的唯一性立交方案高下主要表現(xiàn)在于一定的投資下,立交通過能力大,通暢,特別是主導(dǎo)交通方向通暢,線形簡單流暢,符合橋梁美學(xué)原理,有擴容能力,“彈性”大,拆遷量小,能有效利用場地的有利條件和避開不利條件,或是把不利條件變?yōu)橛欣麠l件,注重立交的創(chuàng)意,追求特定條件下不可更替的獨特形式。

　　2.8立交建設(shè)分期

　　按日本經(jīng)驗5~7年內(nèi)達(dá)到設(shè)計交通量時應(yīng)一次建設(shè),10年后達(dá)到設(shè)計交通量時可采用分期建設(shè)。從工程經(jīng)濟學(xué)角度講,可算出工程的合理分期,要考慮投資和收益折現(xiàn),從經(jīng)濟、社會和環(huán)境等多方面綜合考慮選定建設(shè)分期。計算投資、利息、管養(yǎng)費用,將交通通暢或阻塞,環(huán)境改善或惡化等都折算成貨幣來加以比較。分期建設(shè)要在規(guī)劃設(shè)計中有“擴容”措施,又不宜太深入具體,因為以后改建時總是和原先的設(shè)想有差異,往往要對原方案做很大修改。

　　3立交的選型

　　立交選型的目的是為了提高行車效率，滿足交通量和行車速度的要求，達(dá)到安全、舒適并考慮景觀協(xié)調(diào)等因素。立交的形式有多種。按相交道路跨越方式劃分可分為上跨式、下穿式;按交通功能劃分可分為分離式立交、互通式立交，其中互通式立交根據(jù)車流軌跡的交叉方式和幾何形狀的不同，又可分為完全互通式、部分互通式、交織型立交三種類型。按其它方式劃分還有很多種類型。

　　3.1影響立交形式選擇的因素

　　3.1.1立交的形式首先取決于相關(guān)道路的性質(zhì)、使用情況等。道路性質(zhì)主要是指道路的重要性、道路等級、行車速度等。使用情況主要指道路的交通情況、交通組成等。

　　3.1.2選定的立交形式必須與用地的自然條件和環(huán)境條件相適應(yīng)，而且城市中的立交形式要做到簡捷、美觀并減少占地面積。形式的選擇必須考慮區(qū)域的規(guī)劃、地形以及周圍建筑、設(shè)施的分布情況。在滿足交通要求的前提下應(yīng)綜合分析研究，力求合理利用地形，與環(huán)境相協(xié)調(diào)，造型美觀，結(jié)構(gòu)新穎合理。

　　3.1.3形式選擇要考慮近期、遠(yuǎn)期結(jié)合。這樣即可以滿足近期交通需求又減少投資，而且又能滿足未來改建提高的可能。應(yīng)注意前期工程能為后期工程利用，以達(dá)到節(jié)省投資的目的。

　　3.1.4形式的選擇與布置要全面安排，分清主次。立交形式往往受主線與匝道的平、縱布置的制約，應(yīng)考慮主線與匝道的平面線形指標(biāo)和豎向標(biāo)高的要求。處理好主要道路與次要道路的關(guān)系，應(yīng)本著先主后次的原則。

　　3.2通常立交形式選擇的步驟

　　3.2.1確定立交的形式即確定立交是完全互通、部分互通或是二層還是三層等，機動車與非機動車的交通組織，行人交通的考慮，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定立交的形式，如菱形、環(huán)形、苜蓿葉形式等。

　　3.2.2立交線型及結(jié)構(gòu)的選擇

　　立交線型及結(jié)構(gòu)對于行車速度、運行時間、行車視距，通行能力等影響較大。在立交基本形式的基礎(chǔ)上通過仔細(xì)研究，對立交的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排和匝道布置。如匝道的布置象限，主線及內(nèi)外匝道采用的斷面，主線及匝道的平、縱、橫幾何形狀和尺寸等。

　　3.2.3立交方案比較

　　一個好的立交設(shè)計，必須經(jīng)過多方案的技術(shù)、經(jīng)濟比較，選擇合理的立交形式和適當(dāng)?shù)囊?guī)模，以滿足交通功能要求，適合現(xiàn)場條件，工程量小，投資經(jīng)濟。對于復(fù)雜的大型立交，還應(yīng)制作模型或立體圖進(jìn)行檢查比較。

　　4立交的結(jié)構(gòu)型式

　　立交的結(jié)構(gòu)型式有很多種，但就我們常用的而言有這樣幾種:一是普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);二是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);三是鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)。

　　4.1普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

　　在立交中采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地方主要是匝道或主線在匝道進(jìn)出位置處也就是平常所講的異形段，這些地方采用此種結(jié)構(gòu)的主要原因是由于匝道與異形段或位于曲線或結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)存在一定的困難。普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以連續(xù)梁形式居多，常用的跨徑一般在20m左右。

　　4.2預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

　　在立交橋中主要是用在主線及曲線半徑較大的匝道上。此種結(jié)構(gòu)的跨越能力大于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，經(jīng)常采用的也是連續(xù)梁，每聯(lián)長度大概在90～120m左右，跨徑常為30m。主線的結(jié)構(gòu)在橫向上常常采用大懸臂，一般是3.5～4m，橫向布置預(yù)應(yīng)力鋼筋。

　　4.3鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)

　　立交橋及跨線中經(jīng)常會遇到跨越路口或鐵路問題。由于封閉路口或鐵路對交通的影響較大，甚至有些重要鐵路與路口是不可能中斷交通的，因此我們常采用一些可預(yù)制的結(jié)構(gòu)，例如鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力T梁等來處理這樣的問題。由于城市中的路口較寬，為保障現(xiàn)有及未來交通能力。要求跨越路口的橋梁結(jié)構(gòu)的跨越能力要能夠滿足要求。在這一方面，組合梁就比較適合。這是一種由鋼材與混凝土組合形成的結(jié)構(gòu)。能夠比較充分發(fā)揮鋼材及混凝土的各自優(yōu)點，形成跨越能力較大的結(jié)構(gòu)。常用的組合梁跨徑一般在40～60m(簡支)、60～80m(連續(xù)梁中跨)。

　　5立交的跨徑布置

　　在根據(jù)立交橋的具體情況確定結(jié)構(gòu)型式后就進(jìn)行立交橋的跨徑布置。跨徑布置是關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全的重要步驟，其合理與否對進(jìn)行下一步的設(shè)計工作至關(guān)重要。在跨徑布置前應(yīng)作如下工作:

　　5.1了解確定的結(jié)構(gòu)型式的跨越能力:根據(jù)立交的縱斷線形確定結(jié)構(gòu)的高度后，才能確定結(jié)構(gòu)的跨徑情況。

　　5.2地下障礙物情況:其主要包括地下的給排水、煤氣、電信、電纜管線等。地下障礙物情況有時會對立交結(jié)構(gòu)的選擇產(chǎn)生重要的影響。它往往會成為設(shè)計中的難點，因此應(yīng)引起足夠的重視。

　　5.3對涉及到的路口及鐵路的寬度的確定(要同時考慮其遠(yuǎn)期規(guī)劃):立交跨越路口及鐵路時應(yīng)根據(jù)規(guī)劃情況對其寬度進(jìn)一步進(jìn)行確定。不僅要滿足近期現(xiàn)有交通的需求，對遠(yuǎn)期的交通需求也應(yīng)充分考慮。

　　5.4對異形結(jié)構(gòu)的處理:結(jié)構(gòu)高度確定之后，結(jié)構(gòu)的最大跨越能力也就隨之確定下來。而遇到無法動遷的管線后，就會出現(xiàn)異型結(jié)構(gòu)，有時這是無法避免的。由于此種原因引起的異型結(jié)構(gòu)常發(fā)生在下部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)一般不會出現(xiàn)這種情況。

　　5.5結(jié)構(gòu)的跨徑有時與立交的縱斷線形互相制約，這時就需要找到既能滿足跨徑要求又能滿足縱斷線形的切入點。處理完上述工作后，跨徑布置工作就可以比較順利的進(jìn)行了。另外跨徑布置完成的結(jié)構(gòu)設(shè)計的難易程度及設(shè)計周期也是我們需要考慮的因素，以免影響立交施工。

　　6對立交設(shè)計的反思

　　立交經(jīng)常采用的連續(xù)梁長度偏短、跨徑偏小。長度偏短導(dǎo)致橋梁的伸縮縫過多，影響行車的舒適性，使橋梁養(yǎng)護(hù)的費用增加。應(yīng)盡量將連續(xù)梁的長度增加一些，達(dá)到200m左右，這是今后設(shè)計中應(yīng)該考慮的。跨徑布置時能否在結(jié)構(gòu)允許的情況下將跨徑設(shè)計的大些，增加結(jié)構(gòu)的通透性，提升橋梁的美感。對于主梁異型段的設(shè)計應(yīng)做進(jìn)一步的深化。主梁異型段最簡單的處理方法就是將其做成普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但由于其跨越能力有限，會使下部結(jié)構(gòu)顯得過密，影響橋梁的景觀。能否將其設(shè)計成預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)等。這樣上述情況就會得到明顯改觀。彎橋的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計方面需要加強，尤其是半徑小于100m的曲線橋梁。在橋梁跨徑越來越大的今天，這一點也就顯得重要了。立交橋由于場地的限制，匝道的半徑比較小，而匝道經(jīng)常會跨越主線，這就是要求匝道的跨徑要大一些，這些問題常常是采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的匝道橋梁無法解決的。

　　預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，這里所指的優(yōu)化主要是指預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的布束問題。一個預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，不同的人進(jìn)行設(shè)計，布置的鋼束也會不同，其用預(yù)應(yīng)力鋼束的多少也會不同，其結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值也會有所差異。哪個更好更合理，這也值得做進(jìn)一步探討。

　　7結(jié)束語

　　城市立交可以解決市區(qū)車輛擁堵問題,是目前較為廣泛的一種交叉形式。隨著社會的進(jìn)步與經(jīng)濟的發(fā)展，作為國家基礎(chǔ)的交通問題越來越引起重視。立交作為解決城市交通最主要的形式之一，也會成為設(shè)計工作者的主要任務(wù)。對立交形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計的深層次理解，就顯得更為重要。在立交設(shè)計中應(yīng)提倡采用新技術(shù)、新工藝，以解決復(fù)雜的彎、坡、斜結(jié)構(gòu)問題。

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