道路與橋梁輔導(dǎo)：某公路才溪互通方案比選

　　1.概述

　　永武高速公路才溪互通位于上杭縣才溪鄉(xiāng)上王村附近，與國(guó)道205相接。本互通立交主要定位為與地方路網(wǎng)連接合理，便捷溝通才溪、舊縣、通賢、南洋等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，解決該片鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通閉塞的問(wèn)題，并有助于開(kāi)發(fā)全國(guó)著名的革命老區(qū)才溪鄉(xiāng)境內(nèi)的紅色旅游資源，融入閩西客家文化紅色旅游區(qū)，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)均衡發(fā)展。永武高速公路為雙向4車道，設(shè)計(jì)速度為100km/h;匝道路基寬度：?jiǎn)蜗騿诬嚨?9m，對(duì)向分離雙車道-15.5m，設(shè)計(jì)速度為40km/h。

　　該互通屬山區(qū)高速公路互通，具有山區(qū)高速公路的特征：地形多數(shù)為崇山峻嶺、溝壑縱橫,其地形、地質(zhì)、水文、氣候條件十分復(fù)雜,路線指標(biāo)偏低、長(zhǎng)大縱坡多、高填深挖路基段落普遍、橋隧構(gòu)造物眾多的顯著特點(diǎn)。才溪互通主線地勢(shì)起伏較大，且高速公路與國(guó)道205線成垂直交叉，可比選的位置的范圍小，互通位于兩山中的埡口處，該埡口同時(shí)有高速公路、國(guó)道205線通過(guò);有一條寬12m的溪流、一條寬4.5m村道，且民房密集。在該處設(shè)置互通難度大，根據(jù)現(xiàn)在互通設(shè)計(jì)新理念，該互通在安全因素和功能因素基本一致的情況下，主要在環(huán)境、用地和成本等因素進(jìn)行比較。因初步設(shè)計(jì)才溪互通兩個(gè)方案造價(jià)分別為11000萬(wàn)元和13000萬(wàn)元，造價(jià)高，故在定測(cè)階段重新進(jìn)行方案設(shè)計(jì)比選。

　　2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及交通量分析

　　(1) 匝道設(shè)計(jì)速度：V=40～50km/h。

　　(2) 匝道設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅰ級(jí)。

　　(3) 匝道車道數(shù)：匝道車道數(shù)的選用依據(jù)匝道的設(shè)計(jì)交通量與楔形端處的服務(wù)水平而定(匝道路基寬度：?jiǎn)蜗騿诬嚨?9.0m，對(duì)向分離雙車道-15.5m)。

　　(4) 安全性：本線通位置視野開(kāi)闊，同時(shí)主線縱坡率為1%，且無(wú)長(zhǎng)坡等交通隱患?；ネㄔ训揽v坡與主線順接，減速下坡匝道縱坡最大縱坡為3.5%，滿足平面及縱坡安全要求。

　　(5) 匝道設(shè)計(jì)交通量：匝道設(shè)計(jì)交通量以遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限(2030年)平均日交通量(ADT)為基礎(chǔ)，折算為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，按式DHV=ADT×K×D計(jì)算，其中DHV―高峰小時(shí)設(shè)計(jì)交通量(輛/小時(shí).標(biāo)準(zhǔn)小客車)，K―第30個(gè)高峰小時(shí)交通量與ADT的比率，取K=0.12，D―方向不均衡系數(shù)，取0.6。交通量分布如圖1所示。

　　3.互通立交方案設(shè)計(jì)

　　(1) 鑒于初步設(shè)計(jì)主線在下王村后布設(shè)，該線位為避免大開(kāi)挖，將主線縱坡提高(互通叉心處的標(biāo)高為407.65m)，造成橋梁長(zhǎng)度加長(zhǎng)，增加造價(jià)。定測(cè)互通方案Ⅰ將主線位置移至下王村村前，如圖2所示。

　　才溪互通方案Ⅰ：位于才溪鄉(xiāng)下王村村前，交叉樁號(hào)K135+640，采用A型單喇叭型，主線上跨;本方案利用互通區(qū)主線左側(cè)山坳地形布設(shè)環(huán)形匝道，避免大填大挖，連接線利用山間地形展線與205國(guó)道相連，主線上跨國(guó)道205線，避免國(guó)道改移。

　　本方案優(yōu)化的特點(diǎn)是通過(guò)主線線位的調(diào)整，來(lái)優(yōu)化互通的線位及造價(jià)，該方案避開(kāi)下王村村后的山地，這樣可以降低主線縱坡(主線叉心處的標(biāo)高為401.792m，比初步設(shè)計(jì)線位主線標(biāo)高降低6m)。

　　該方案的優(yōu)點(diǎn)為：

　　(1) 減少開(kāi)挖土石方，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞。

　　(2) 同時(shí)避開(kāi)下王村和上王村，減少拆遷量。

　　(3) 避免國(guó)道205線改線。

　　(4) 減少互通與村道和溪流的交叉，基本不進(jìn)行改河和改路，對(duì)環(huán)境破壞小。

　　(5) 互通范圍橋梁較少，造價(jià)低。

　　缺點(diǎn)為：

　　互通兩側(cè)主線橋梁增加(增加647m)。路線總體造價(jià)并未節(jié)省。

　　方案Ⅰ互通區(qū)主要技術(shù)指標(biāo)：匝道最小半徑Rmin=55m，最大縱坡imax=4.0%。單向匝道長(zhǎng)度2186m，雙向匝道長(zhǎng)度1140m。主線橋共長(zhǎng)364米/2座，橋型結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)空心板;匝道橋長(zhǎng)共127m/1座，橋型結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)空心板。經(jīng)測(cè)算，方案Ⅰ互通總造價(jià)為7100萬(wàn)元，較初步設(shè)計(jì)11000萬(wàn)元有較大的優(yōu)勢(shì)，但主線造價(jià)增加3500萬(wàn)元，故該方案總體優(yōu)勢(shì)不明顯。

　　(2) 方案Ⅱ是在初步設(shè)計(jì)主線位置進(jìn)行局部調(diào)整的情況下重新布設(shè)的互通。初步設(shè)計(jì)為避免拆遷和大開(kāi)挖兩個(gè)因素的制約，將主線縱坡提高。方案Ⅱ在互通起點(diǎn)處將主線往下王村方向偏移，互通終點(diǎn)方向往溪流方向偏移，這樣就可將互通的主線標(biāo)高降低，減少工程造價(jià)

　　才溪互通方案Ⅱ：位于才溪鄉(xiāng)下王村村后，交叉樁號(hào)K135+593，采用A型單喇叭型，主線上跨;本方案利用互通區(qū)主線左側(cè)山坳地形布設(shè)環(huán)形匝道，連接線與方案Ⅰ相同。

　　方案Ⅱ優(yōu)化的特點(diǎn)是利用初步設(shè)計(jì)主線線位走廊帶，通過(guò)主線線位微調(diào)，降低主線縱坡(主線叉心處的標(biāo)高為395.8m，比初步設(shè)計(jì)線位主線標(biāo)高降低12m)來(lái)優(yōu)化互通的線位減少，主線橋梁長(zhǎng)度，降低工程造價(jià)。

　　該方案的優(yōu)點(diǎn)為：

　?、?主線標(biāo)高降低使互通匝道長(zhǎng)度減短，減少互通占地面積。

　?、?減少主線橋長(zhǎng)度，大大降低工程造價(jià)且不影響互通附近主線構(gòu)造物。

　　缺點(diǎn)為：

　?、?互通區(qū)離居民區(qū)較近，對(duì)下王村影響較大，拆遷量較多。

　?、?主線縱坡的降低，互通區(qū)需挖除內(nèi)環(huán)包圍的山包，開(kāi)挖土石方量較大，對(duì)生態(tài)環(huán)境有一定的影響。

　?、?增加國(guó)道改線及國(guó)道改線橋，影響國(guó)道車輛通行。

　　方案Ⅱ互通區(qū)主要技術(shù)指標(biāo)：匝道最小半徑Rmin=52m，最大縱坡imax=4%。單向匝道長(zhǎng)度2410m，雙向匝道長(zhǎng)度1204m。主線橋共長(zhǎng)232m/2座，橋型結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)空心板;匝道橋橋長(zhǎng)共87m/1座，橋型結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)矮箱梁和現(xiàn)澆連續(xù)空心板;205國(guó)道改造橋長(zhǎng)共258m/1座，橋型結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力連續(xù)矮箱梁。經(jīng)測(cè)算，方案Ⅱ互通總造價(jià)為8500萬(wàn)元，較初步設(shè)計(jì)11000萬(wàn)元有較大的優(yōu)勢(shì)，且主線造價(jià)沒(méi)有增加，故該方案在造價(jià)上有明顯優(yōu)勢(shì)。

　　(3) 定測(cè)兩個(gè)方案提交業(yè)主和老師審議，經(jīng)多次會(huì)議研究論證，決定采用方案Ⅱ?yàn)槭┕D設(shè)計(jì)方案，修改后的設(shè)計(jì)方案經(jīng)省內(nèi)老師審查批復(fù)，施工圖設(shè)計(jì)以完成，現(xiàn)已開(kāi)工建設(shè)。

　　4.結(jié)束語(yǔ)

　　影響互通立交方案的因素很多，主要是對(duì)包括安全、環(huán)境、功能、用地和成本等多種因素的綜合考慮和更為靈活的設(shè)計(jì)手法。合理的互通立交方案首先保證交通組織合理可行，把交通安全放在核心位置，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行環(huán)保、用地及工程造價(jià)上的比較，而山區(qū)高速公路互通式立交設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念是：滿足立交使用功能,以做好環(huán)境保護(hù)、節(jié)省工程造價(jià)為控制目標(biāo),不拘泥標(biāo)準(zhǔn)形式靈活布設(shè)平面線位,用計(jì)算速度觀點(diǎn)貫穿整個(gè)立交設(shè)計(jì),力求設(shè)計(jì)達(dá)到安全與環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的辨證統(tǒng)一。

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