現代城市規劃中立交橋的設計

　　城市交通問題是現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，本文對現代城市立交橋設計進行探討。

　　《人民交通》(月刊)雜志創刊于2007年07月，是我國交通領域大型時政類期刊。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威、及時的新聞信息。

　　1引言

　　城市空間環境設計作為城市的重要內容，是對城市環境形態三維空間所做的意象性創作，是對一定時期內城市的經濟和社會發展、土地利用、空間布局以及各項建設的綜合部署、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域。立交橋是城市交通規劃中解決交通擁堵的一個很好手段。立體是利用跨線構造物使道路與道路(或鐵路)在不同標高相互交叉的連接方式。其在高速公路及城市快速路中應用廣泛，是解決道路交通問題中的一個重要手段及主要形式，也是設計中經常遇到的。因此了解立交的特點及結構形式就顯得非常重要。

　　2立交方案設計的控制因素

　　2.1規劃立交在路網節點中的位置

　　設計立交有多少條道路相交,各條道路的性質,道路交角,擬建立交的作用等。

　　2.2交通量

　　各方向現有交通量,主交通流方向,按現有交通量,增長交通量,吸引交通量,發展交通量來估算設計年限內的交通量增長變化和主交通方向變化,以及使用期年內的累計交通量。

　　2.3建設場地條件

　　自然地形地勢(如河道,高差),地下水位,場地環境,有無可用于排水的自然溝渠,場地附近有無大居民點、公建、學校、村莊,如立交附近有都市村莊,則要考慮農民生產、生活、就學等出行活動。擬保留的既有構筑物,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,不能迷信管線調查圖。如只看管線調查圖可能往往找不到布設橋墩的位置。

　　2.4建設單位領導意向

　　領導意向對立交方案的選定至關重要,領導要求簡單流暢,美觀大方,造價低效益好,都有其樸素的真理。要多向領導宣傳,這是向權力講授真理,任何正確的規劃思想,科學合理方案,適用經濟設計都要通過領導來實現,要做到領導群眾相結合。

　　2.5方案設計要抓住主要矛盾

　　立交方案貴在簡單適用,不可無根據地追求規模宏大,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)就不要追求復雜互通。這常常和領導氣度恢弘的任期目標不合拍。

　　2.6重視立交的易識別性

　　向領導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在于一定的投資下,立交通過能力大,通暢,特別是主導交通方向通暢,線形簡單流暢,符合橋梁美學原理,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,或是把不利條件變為有利條件,注重立交的創意,追求特定條件下不可更替的獨特形式。

　　2.8立交建設分期

　　按日本經驗5~7年內達到設計交通量時應一次建設,10年后達到設計交通量時可采用分期建設。從工程經濟學角度講,可算出工程的合理分期,要考慮投資和收益折現,從經濟、社會和環境等多方面綜合考慮選定建設分期。計算投資、利息、管養費用,將交通通暢或阻塞,環境改善或惡化等都折算成貨幣來加以比較。分期建設要在規劃設計中有“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，達到安全、舒適并考慮景觀協調等因素。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道路的性質、使用情況等。道路性質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境條件相適應，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域的規劃、地形以及周圍建筑、設施的分布情況。在滿足交通要求的前提下應綜合分析研究，力求合理利用地形，與環境相協調，造型美觀，結構新穎合理。

　　3.1.3形式選擇要考慮近期、遠期結合。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。應注意前期工程能為后期工程利用，以達到節省投資的目的。

　　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，應考慮主線與匝道的平面線形指標和豎向標高的要求。處理好主要道路與次要道路的關系，應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，并在此基礎上進一步確定立交的形式，如菱形、環形、苜蓿葉形式等。

　　3.2.2立交線型及結構的選擇

　　立交線型及結構對于行車速度、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上通過仔細研究，對立交的總體結構進行安排和匝道布置。如匝道的布置象限，主線及內外匝道采用的斷面，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

　　一個好的立交設計，必須經過多方案的技術、經濟比較，選擇合理的立交形式和適當的規模，以滿足交通功能要求，適合現場條件，工程量小，投資經濟。對于復雜的大型立交，還應制作模型或立體圖進行檢查比較。

　　4立交的結構型式

　　立交的結構型式有很多種，但就我們常用的而言有這樣幾種:一是普通鋼筋混凝土結構;二是預應力鋼筋混凝土結構;三是鋼—混凝土組合結構。

　　4.1普通鋼筋混凝土結構

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

　　4.2預應力混凝土結構

　　在立交橋中主要是用在主線及曲線半徑較大的匝道上。此種結構的跨越能力大于普通鋼筋混凝土結構，經常采用的也是連續梁，每聯長度大概在90～120m左右，跨徑常為30m。主線的結構在橫向上常常采用大懸臂，一般是3.5～4m，橫向布置預應力鋼筋。

　　4.3鋼—混凝土組合結構

　　立交橋及跨線中經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制的結構，例如鋼—混凝土組合結構、預應力T梁等來處理這樣的問題。由于城市中的路口較寬，為保障現有及未來交通能力。要求跨越路口的橋梁結構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構。能夠比較充分發揮鋼材及混凝土的各自優點，形成跨越能力較大的結構。常用的組合梁跨徑一般在40～60m(簡支)、60～80m(連續梁中跨)。

　　5立交的跨徑布置

　　在根據立交橋的具體情況確定結構型式后就進行立交橋的跨徑布置。跨徑布置是關系到結構安全的重要步驟，其合理與否對進行下一步的設計工作至關重要。在跨徑布置前應作如下工作:

　　5.1了解確定的結構型式的跨越能力:根據立交的縱斷線形確定結構的高度后，才能確定結構的跨徑情況。

　　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構的選擇產生重要的影響。它往往會成為設計中的難點，因此應引起足夠的重視。

　　5.3對涉及到的路口及鐵路的寬度的確定(要同時考慮其遠期規劃):立交跨越路口及鐵路時應根據規劃情況對其寬度進一步進行確定。不僅要滿足近期現有交通的需求，對遠期的交通需求也應充分考慮。

　　5.4對異形結構的處理:結構高度確定之后，結構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，就會出現異型結構，有時這是無法避免的。由于此種原因引起的異型結構常發生在下部結構，上部結構一般不會出現這種情況。

　　5.5結構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行了。另外跨徑布置完成的結構設計的難易程度及設計周期也是我們需要考慮的因素，以免影響立交施工。

　　6對立交設計的反思

　　立交經常采用的連續梁長度偏短、跨徑偏小。長度偏短導致橋梁的伸縮縫過多，影響行車的舒適性，使橋梁養護的費用增加。應盡量將連續梁的長度增加一些，達到200m左右，這是今后設計中應該考慮的。跨徑布置時能否在結構允許的情況下將跨徑設計的大些，增加結構的通透性，提升橋梁的美感。對于主梁異型段的設計應做進一步的深化。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構，但由于其跨越能力有限，會使下部結構顯得過密，影響橋梁的景觀。能否將其設計成預應力結構、組合結構等。這樣上述情況就會得到明顯改觀。彎橋的預應力結構設計方面需要加強，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構的匝道橋梁無法解決的。

　　預應力結構的優化設計，這里所指的優化主要是指預應力結構的布束問題。一個預應力結構，不同的人進行設計，布置的鋼束也會不同，其用預應力鋼束的多少也會不同，其結構的應力值也會有所差異。哪個更好更合理，這也值得做進一步探討。

　　7結束語

　　城市立交可以解決市區車輛擁堵問題,是目前較為廣泛的一種交叉形式。隨著社會的進步與經濟的發展，作為國家基礎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，也會成為設計工作者的主要任務。對立交形式、結構設計的深層次理解，就顯得更為重要。在立交設計中應提倡采用新技術、新工藝，以解決復雜的彎、坡、斜結構問題。

　　參考文獻

　　[1]盧永進.城市道路設計的安全觀探討[M].科學資訊.2009NO.20

　　[2]李因宜.現代城市道路設計的基本方法與思路探討[M].科學管理2009.03

　　[3]鄧宇軒.城市立交設計淺談[M].科學信息2007.35

　　[4]李紅艷.現代城市的交通規劃發展[M].工程技術2010.06