现代城市规划中立交桥的设计

　　城市交通问题是现代城市普通存在的问题，立交桥作为解决交通拥堵较为有效的手段，本文对现代城市立交桥设计进行探讨。

　　《人民交通》(月刊)杂志创刊于2007年07月，是我国交通领域大型时政类期刊。杂志以“大交通”得理念充分报道中国交通改革发展和洞悉社会热点，充分为交通管理者和交通参与者提供权威、及时的新闻信息。

　　1引言

　　城市空间环境设计作为城市的重要内容，是对城市环境形态三维空间所做的意象性创作，是对一定时期内城市的经济和社会发展、土地利用、空间布局以及各项建设的综合部署、具体安排和实施管理，属于宏观的，它的研究对象是整个城市和城市所在的区域。立交桥是城市交通规划中解决交通拥堵的一个很好手段。立体是利用跨线构造物使道路与道路(或铁路)在不同标高相互交叉的连接方式。其在高速公路及城市快速路中应用广泛，是解决道路交通问题中的一个重要手段及主要形式，也是设计中经常遇到的。因此了解立交的特点及结构形式就显得非常重要。

　　2立交方案设计的控制因素

　　2.1规划立交在路网节点中的位置

　　设计立交有多少条道路相交,各条道路的性质,道路交角,拟建立交的作用等。

　　2.2交通量

　　各方向现有交通量,主交通流方向,按现有交通量,增长交通量,吸引交通量,发展交通量来估算设计年限内的交通量增长变化和主交通方向变化,以及使用期年内的累计交通量。

　　2.3建设场地条件

　　自然地形地势(如河道,高差),地下水位,场地环境,有无可用于排水的自然沟渠,场地附近有无大居民点、公建、学校、村庄,如立交附近有都市村庄,则要考虑农民生产、生活、就学等出行活动。拟保留的既有构筑物,可拆可留的既有建筑量,地下管线,地上杆线等,地下管线动迁只能通过探坑实际探查后决定,不能迷信管线调查图。如只看管线调查图可能往往找不到布设桥墩的位置。

　　2.4建设单位领导意向

　　领导意向对立交方案的选定至关重要,领导要求简单流畅,美观大方,造价低效益好,都有其朴素的真理。要多向领导宣传,这是向权力讲授真理,任何正确的规划思想,科学合理方案,适用经济设计都要通过领导来实现,要做到领导群众相结合。

　　2.5方案设计要抓住主要矛盾

　　立交方案贵在简单适用,不可无根据地追求规模宏大,条条匝道俱全,如采用定向分离即可满足交通功能要求,就不要追求互通;能简单互通(苜蓿叶)就不要追求复杂互通。这常常和领导气度恢弘的任期目标不合拍。

　　2.6重视立交的易识别性

　　向领导宣传不可一桥一个样,这样司机开车太费力,而且还可能诱发交通事故。最好是一条线上立交形式要大致相同。

　　2.7立交方案评判

　　追求特定条件下的唯一性立交方案高下主要表现在于一定的投资下,立交通过能力大,通畅,特别是主导交通方向通畅,线形简单流畅,符合桥梁美学原理,有扩容能力,“弹性”大,拆迁量小,能有效利用场地的有利条件和避开不利条件,或是把不利条件变为有利条件,注重立交的创意,追求特定条件下不可更替的独特形式。

　　2.8立交建设分期

　　按日本经验5~7年内达到设计交通量时应一次建设,10年后达到设计交通量时可采用分期建设。从工程经济学角度讲,可算出工程的合理分期,要考虑投资和收益折现,从经济、社会和环境等多方面综合考虑选定建设分期。计算投资、利息、管养费用,将交通通畅或阻塞,环境改善或恶化等都折算成货币来加以比较。分期建设要在规划设计中有“扩容”措施,又不宜太深入具体,因为以后改建时总是和原先的设想有差异,往往要对原方案做很大修改。

　　3立交的选型

　　立交选型的目的是为了提高行车效率，满足交通量和行车速度的要求，达到安全、舒适并考虑景观协调等因素。立交的形式有多种。按相交道路跨越方式划分可分为上跨式、下穿式;按交通功能划分可分为分离式立交、互通式立交，其中互通式立交根据车流轨迹的交叉方式和几何形状的不同，又可分为完全互通式、部分互通式、交织型立交三种类型。按其它方式划分还有很多种类型。

　　3.1影响立交形式选择的因素

　　3.1.1立交的形式首先取决于相关道路的性质、使用情况等。道路性质主要是指道路的重要性、道路等级、行车速度等。使用情况主要指道路的交通情况、交通组成等。

　　3.1.2选定的立交形式必须与用地的自然条件和环境条件相适应，而且城市中的立交形式要做到简捷、美观并减少占地面积。形式的选择必须考虑区域的规划、地形以及周围建筑、设施的分布情况。在满足交通要求的前提下应综合分析研究，力求合理利用地形，与环境相协调，造型美观，结构新颖合理。

　　3.1.3形式选择要考虑近期、远期结合。这样即可以满足近期交通需求又减少投资，而且又能满足未来改建提高的可能。应注意前期工程能为后期工程利用，以达到节省投资的目的。

　　3.1.4形式的选择与布置要全面安排，分清主次。立交形式往往受主线与匝道的平、纵布置的制约，应考虑主线与匝道的平面线形指标和竖向标高的要求。处理好主要道路与次要道路的关系，应本着先主后次的原则。

　　3.2通常立交形式选择的步骤

　　3.2.1确定立交的形式即确定立交是完全互通、部分互通或是二层还是三层等，机动车与非机动车的交通组织，行人交通的考虑，并在此基础上进一步确定立交的形式，如菱形、环形、苜蓿叶形式等。

　　3.2.2立交线型及结构的选择

　　立交线型及结构对于行车速度、运行时间、行车视距，通行能力等影响较大。在立交基本形式的基础上通过仔细研究，对立交的总体结构进行安排和匝道布置。如匝道的布置象限，主线及内外匝道采用的断面，主线及匝道的平、纵、横几何形状和尺寸等。

　　3.2.3立交方案比较

　　一个好的立交设计，必须经过多方案的技术、经济比较，选择合理的立交形式和适当的规模，以满足交通功能要求，适合现场条件，工程量小，投资经济。对于复杂的大型立交，还应制作模型或立体图进行检查比较。

　　4立交的结构型式

　　立交的结构型式有很多种，但就我们常用的而言有这样几种:一是普通钢筋混凝土结构;二是预应力钢筋混凝土结构;三是钢—混凝土组合结构。

　　4.1普通钢筋混凝土结构

　　在立交中采用普通钢筋混凝土结构的地方主要是匝道或主线在匝道进出位置处也就是平常所讲的异形段，这些地方采用此种结构的主要原因是由于匝道与异形段或位于曲线或结构型式复杂采用预应力结构存在一定的困难。普通钢筋混凝土结构以连续梁形式居多，常用的跨径一般在20m左右。

　　4.2预应力混凝土结构

　　在立交桥中主要是用在主线及曲线半径较大的匝道上。此种结构的跨越能力大于普通钢筋混凝土结构，经常采用的也是连续梁，每联长度大概在90～120m左右，跨径常为30m。主线的结构在横向上常常采用大悬臂，一般是3.5～4m，横向布置预应力钢筋。

　　4.3钢—混凝土组合结构

　　立交桥及跨线中经常会遇到跨越路口或铁路问题。由于封闭路口或铁路对交通的影响较大，甚至有些重要铁路与路口是不可能中断交通的，因此我们常采用一些可预制的结构，例如钢—混凝土组合结构、预应力T梁等来处理这样的问题。由于城市中的路口较宽，为保障现有及未来交通能力。要求跨越路口的桥梁结构的跨越能力要能够满足要求。在这一方面，组合梁就比较适合。这是一种由钢材与混凝土组合形成的结构。能够比较充分发挥钢材及混凝土的各自优点，形成跨越能力较大的结构。常用的组合梁跨径一般在40～60m(简支)、60～80m(连续梁中跨)。

　　5立交的跨径布置

　　在根据立交桥的具体情况确定结构型式后就进行立交桥的跨径布置。跨径布置是关系到结构安全的重要步骤，其合理与否对进行下一步的设计工作至关重要。在跨径布置前应作如下工作:

　　5.1了解确定的结构型式的跨越能力:根据立交的纵断线形确定结构的高度后，才能确定结构的跨径情况。

　　5.2地下障碍物情况:其主要包括地下的给排水、煤气、电信、电缆管线等。地下障碍物情况有时会对立交结构的选择产生重要的影响。它往往会成为设计中的难点，因此应引起足够的重视。

　　5.3对涉及到的路口及铁路的宽度的确定(要同时考虑其远期规划):立交跨越路口及铁路时应根据规划情况对其宽度进一步进行确定。不仅要满足近期现有交通的需求，对远期的交通需求也应充分考虑。

　　5.4对异形结构的处理:结构高度确定之后，结构的最大跨越能力也就随之确定下来。而遇到无法动迁的管线后，就会出现异型结构，有时这是无法避免的。由于此种原因引起的异型结构常发生在下部结构，上部结构一般不会出现这种情况。

　　5.5结构的跨径有时与立交的纵断线形互相制约，这时就需要找到既能满足跨径要求又能满足纵断线形的切入点。处理完上述工作后，跨径布置工作就可以比较顺利的进行了。另外跨径布置完成的结构设计的难易程度及设计周期也是我们需要考虑的因素，以免影响立交施工。

　　6对立交设计的反思

　　立交经常采用的连续梁长度偏短、跨径偏小。长度偏短导致桥梁的伸缩缝过多，影响行车的舒适性，使桥梁养护的费用增加。应尽量将连续梁的长度增加一些，达到200m左右，这是今后设计中应该考虑的。跨径布置时能否在结构允许的情况下将跨径设计的大些，增加结构的通透性，提升桥梁的美感。对于主梁异型段的设计应做进一步的深化。主梁异型段最简单的处理方法就是将其做成普通钢筋混凝土结构，但由于其跨越能力有限，会使下部结构显得过密，影响桥梁的景观。能否将其设计成预应力结构、组合结构等。这样上述情况就会得到明显改观。弯桥的预应力结构设计方面需要加强，尤其是半径小于100m的曲线桥梁。在桥梁跨径越来越大的今天，这一点也就显得重要了。立交桥由于场地的限制，匝道的半径比较小，而匝道经常会跨越主线，这就是要求匝道的跨径要大一些，这些问题常常是采用普通钢筋混凝土结构的匝道桥梁无法解决的。

　　预应力结构的优化设计，这里所指的优化主要是指预应力结构的布束问题。一个预应力结构，不同的人进行设计，布置的钢束也会不同，其用预应力钢束的多少也会不同，其结构的应力值也会有所差异。哪个更好更合理，这也值得做进一步探讨。

　　7结束语

　　城市立交可以解决市区车辆拥堵问题,是目前较为广泛的一种交叉形式。随着社会的进步与经济的发展，作为国家基础的交通问题越来越引起重视。立交作为解决城市交通最主要的形式之一，也会成为设计工作者的主要任务。对立交形式、结构设计的深层次理解，就显得更为重要。在立交设计中应提倡采用新技术、新工艺，以解决复杂的弯、坡、斜结构问题。

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