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【摘要】受交通量发展或路网改造形成的新布局等因素的影响，已经建成的许多互通式立交面临改造，该文结合工程实践，简要介绍穆院-佛山北环互通改建的方案设计思路，最终采用的方案既满足交通量发展的需要，也尽可能利用已建工程。
【关键词】互通式立交；改扩建；交通量；利用已建工程
Abstract: Affected by the new layout of the development of traffic or road network formation factors, many of the interchange have been built facing the transformation, the paper briefly introduce design ideas of Mu court-Foshan northern link interoperability remodeling the eventual adoption of the program meet the needs of the development of traffic and also has construction in progress as far as possible.
Key Words: interchange; renovation and expansion; traffic; the project has been built
中图分类号：U448.17文献标识码：A文章编号：
1 概述
随着高速公路部分区域路网的日趋完善，作为交通节点的原来旧有的高速公路互通式立交，由于交通量的增加，或者原有交叉各路的升级换代，或因新增道路而需要进行改扩建。而作为互通式立交的节点的改造成为我们面临的主要问题，存在的问题如下：
现有互通形式及匝道标准能否满足远期交通量的需求。
对于现状的互通型式如何利用。
在全部利用和部分利用及不利用之间怎样找到一个平衡点。
从环境因素和社会影响以及资金因素之间找到一个合适的平衡点。
基于以上几点问题，我们从改扩建的主要目的，也就是提高互通式立交的通行能力和服务水平这两方面，以穆院-佛山北环互通为例，来解决以上几点问题。
2. 穆院-佛山北环互通的发展及现状
穆院互通立交中心里程K15+153.18，连接道路是321国道。穆院互通原立交型式为单喇叭A型，匝道下穿主线，均为单向双车道(路基宽8.5m)，设计车速为40km/h。主线路基原宽24.5m，匝道路面为水泥砼路面。互通范围内主线扩建采用拼宽方式。原穆院互通立交型式为单喇叭，扩建后在往三水方向新建一单喇叭互通立交，与佛山一环预留单喇叭互通形成三喇叭互通立交，转换广三高速、佛山一环和G321之间的交通流。依据工可补充报告中对远景交通量预测（见图1“立交远景交通图”），2030年匝道定向设计小时最大交通量715辆/小时，现有匝道横断面形式能满足远景交通量增长
的需求。 图1立交远景交通图
3.改建方案论述
方案一：三喇叭立交方案
图2方案一布置图
原穆院单喇叭互通扩建后形式不变，只对个别匝道局部进行改造，在往三水方向新建一单喇叭互通立交，与佛山一环预留单喇叭互通形成三喇叭互通立交，转换广三高速、佛山一环和G321之间的交通流。根据工程可行性研究报告预测的远景交通量的情况及原有匝道宽度，确定所有匝道均采用单车道，宽为8.5m；穆院互通与佛山北环互通之间设集散车道。集散车道与直线之间按立交匝道出入口设置，采用单车道出入口的双车道匝道形式，非交织段时为单车道。加、减速车道为直接式，长度不小于125m。
匝道最小平曲线半径R=60m，最大纵坡为3.818%。通过线形调整接顺原匝道，改扩建匝道共长1107.2m，新建匝道共长1484.5m，集散车道共长2445.405m。
穆院互通立交A匝道为现有利用匝道，下穿广三主线，本次扩建预全部利用， D、E匝道调整线位后接顺A匝道。
佛山北环新建互通与已建的佛山一环预留互通立交连接，并且通过与穆院互通立交之间的集散车道，实现广三高速、佛山一环和G321之间交通流的快速转换。根据远景穆院互通立交交通图，左、右路幅分别设两道集散车道，并用4m的边分隔带分离，确保广三高速主线交通流的通畅。
优点：（1）与四周联系很方便；（2）穆院立交原有匝道基础上扩建，对周围建筑影响较小；（3）行车方便、安全；（4）舒适性良好。
缺点：新增占地较方案二略多。
方案二：双喇叭+菱形立交方案
图3方案布置图
主要利用G321与佛山一环的半菱形立交+本方案修建半菱形立交+双喇叭立交，对广三高速、佛山一环和G321进行交通流转换。考虑交通量的影响，新建半菱形立交及G、H匝道均采用单向双车道匝道，匝道宽度为10.5m，并需对佛山一环已建单喇叭立交进行改扩建；原有穆院立交废弃，只利用下穿主线匝道路基，并对G321平交口进行改扩建，以适应交通量的增长需求。
依据工可补充报告中对远景交通量预测（见图1“立交远景交通图”），2030年匝道定向设计小时最大交通量715辆/小时，为三水至佛山一环方向即G匝道。由于佛山北环立交征地线早在佛山一环建设期就已经预留，并且立交周边土地用地紧张，紧靠狮山中学，如果考虑A型或者Y型立交，征地存在难度。因此，本互通立交方案一及方案二的佛山北环立交均采用已预留立交形式单喇叭B型
优点：（1）菱形互通规模小，新增占地小，造价较低。
缺点：（1）与四周联系不方便，该区域上下广三高速。绕行里程比方案一多；
（2）行车不方便；舒适性低。
综合以上因素，方案一通行能力及服务水平较高，推荐方案一。
4、互通扩建范围内桥梁解决措施
本次扩建主线加宽为8车道，穆院-佛山北环互通立交为三喇叭互通立交，复杂的交通流向会给行驶车辆带来不利的影响，并且K匝道下穿广三主线桥梁（4x13m），桥宽长达66.5m，光线不足，存在安全隐患。因此，必须充分考虑鲜明的出口标志及适当的照明措施等交通安全設施。穆院-佛山北环互通立交范围主线有1座中桥：① K15+153.18穆院立交桥原上部构造为4x13m 预应力砼空心板桥，与下穿K匝道相交角度为80°，左、右幅均加宽20m，上部结构加宽部分为预应力砼空心板，下部采用柱墩台配桩基础。考虑到老桥的特点及本次加宽的实际情况，新旧结构空心板梁的拼接按半刚接方式进行。穆院-佛山北环互通立交新建匝道桥2座，扩建原桥1座：
A．穆院分离立交桥（K15+153.18）
a．原桥概况：穆院分离立交桥上跨A匝道，斜交80度，斜桥斜作，中心桩号为K15+153.18，桥梁全长57.203米，分左右两幅，左幅宽12.05米，右幅宽15.55米。原桥桥跨组合为4X13m预应力砼空心板梁。下构采用了圆柱墩，桩柱式台，钻孔灌注桩基础。
b．现状评价：交通部公路工程检测中心对该桥进行了全面的外观检测，并获得桥梁外观质量现状主要结论：
（1）全桥慢车道车轮处存在较明显下沉。
（2）全桥4处板间接缝局部位置存在渗水。
（3）桥墩盖梁由于（墩顶）桥面或板间接缝渗水存在水迹，右幅桥福州端桥台台帽存在3条竖向裂缝，左幅桥福州侧桥台台帽存在13处箍筋锈胀。此外，桥台台前护坡存在1处竖向开裂、2处砌石松动、1处鼓肚等病害。该桥综合评定等级：三类。
根据交通部公路工程检测中心对广三高速公路桥梁构造物检测后的得出的检测结果和检测报告，梁部混凝土强度均大于50MPa，碳化速度正常，结构处于弹性工作状态，桥梁在正常使用情况下的承载力能满足设计及规范要求，并有较大安全储备。因此该桥直接拼宽利用，但是拼宽前需对缺陷进行适当处治，以延长桥梁的使用寿命。
c．扩建方案：原桥左右幅均加宽19.45米，扩建至66.5米。上部构造仍采用预应力砼空心板梁，下部构造与原桥对应部位原则上相同。
B．穆院互通F匝道跨主线桥（K15+784.770）
穆院互通F匝道跨主线桥为新建桥，连接广三高速公路与佛山一环，与主线斜交角度为83.77度，中心桩号为K15+784.770。桥梁全长108.86米,桥面宽15.5米(以上数年据均适用于方案一、方案二)。
方案一：上构桥跨组合为（30+42.8+30）m等高度连续箱。下部构造为桩柱式桥墩,桩柱式桥台, 钻孔灌注桩基础。
方案二：上构桥跨组合为（30+42.8+30）m变高度连续箱。下部构造为薄壁式桥墩,桩柱式桥台, 钻孔灌注桩基础。
5 结论：
从穆院-佛山北环立交改建的方案设计可知：结合原交叉改造投资成本、经济效益、和远期发展等因素，合理选定交叉的改造方案，適当提高原互通式立交的设计标准，改善原平面交叉的交通条件、视距条件，互通的改扩建不宜降低适用的，发展的技术标准，在兼顾社会影响，环境评价、国家土地政策等条件下，尽可能的利用现有工程和用地，以节约工程投资，减少新增用地，缩短改建工期 。互通的改建在尽量满足交通流的需求下，合理确定改扩建方式，互通式立交改扩建方案设计显得越来越重要，在考虑建设规模、安全性、实施难度、景观设计等多方面因素的前提下，进行方案设计时应多方论证，确定合理的施工组织设计，着重减轻施工期对现行高速公路和地方交通、经济的干扰，最大限度地满足各项要求。
【参考文献】
[1] 张雨化. 道路勘察设计.. 北京：人民交通出版社，2001.
[2] 中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准 .北京: 人民交通出版社，
.[3]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D20-2006).北京: 人民交通出版社，
[4]刘旭吾.互通式立交线形设计与施工.北京：人民交通出版社，1997
作者简介：
高洪岩（1979-），本科，工程师，道桥工程设计。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】互通式立交；改扩建；交通量；利用已建工程
Abstract: Affected by the new layout of the development of traffic or road network formation factors, many of the interchange have been built facing the transformation, the paper briefly introduce design ideas of Mu court-Foshan northern link interoperability remodeling the eventual adoption of the program meet the needs of the development of traffic and also has construction in progress as far as possible.
Key Words: interchange; renovation and expansion; traffic; the project has been built
中图分类号：U448.17文献标识码：A文章编号：
1 概述
随着高速公路部分区域路网的日趋完善，作为交通节点的原来旧有的高速公路互通式立交，由于交通量的增加，或者原有交叉各路的升级换代，或因新增道路而需要进行改扩建。而作为互通式立交的节点的改造成为我们面临的主要问题，存在的问题如下：
现有互通形式及匝道标准能否满足远期交通量的需求。
对于现状的互通型式如何利用。
在全部利用和部分利用及不利用之间怎样找到一个平衡点。
从环境因素和社会影响以及资金因素之间找到一个合适的平衡点。
基于以上几点问题，我们从改扩建的主要目的，也就是提高互通式立交的通行能力和服务水平这两方面，以穆院-佛山北环互通为例，来解决以上几点问题。
2. 穆院-佛山北环互通的发展及现状
穆院互通立交中心里程K15+153.18，连接道路是321国道。穆院互通原立交型式为单喇叭A型，匝道下穿主线，均为单向双车道(路基宽8.5m)，设计车速为40km/h。主线路基原宽24.5m，匝道路面为水泥砼路面。互通范围内主线扩建采用拼宽方式。原穆院互通立交型式为单喇叭，扩建后在往三水方向新建一单喇叭互通立交，与佛山一环预留单喇叭互通形成三喇叭互通立交，转换广三高速、佛山一环和G321之间的交通流。依据工可补充报告中对远景交通量预测（见图1“立交远景交通图”），2030年匝道定向设计小时最大交通量715辆/小时，现有匝道横断面形式能满足远景交通量增长
的需求。 图1立交远景交通图
3.改建方案论述
方案一：三喇叭立交方案
图2方案一布置图
原穆院单喇叭互通扩建后形式不变，只对个别匝道局部进行改造，在往三水方向新建一单喇叭互通立交，与佛山一环预留单喇叭互通形成三喇叭互通立交，转换广三高速、佛山一环和G321之间的交通流。根据工程可行性研究报告预测的远景交通量的情况及原有匝道宽度，确定所有匝道均采用单车道，宽为8.5m；穆院互通与佛山北环互通之间设集散车道。集散车道与直线之间按立交匝道出入口设置，采用单车道出入口的双车道匝道形式，非交织段时为单车道。加、减速车道为直接式，长度不小于125m。
匝道最小平曲线半径R=60m，最大纵坡为3.818%。通过线形调整接顺原匝道，改扩建匝道共长1107.2m，新建匝道共长1484.5m，集散车道共长2445.405m。
穆院互通立交A匝道为现有利用匝道，下穿广三主线，本次扩建预全部利用， D、E匝道调整线位后接顺A匝道。
佛山北环新建互通与已建的佛山一环预留互通立交连接，并且通过与穆院互通立交之间的集散车道，实现广三高速、佛山一环和G321之间交通流的快速转换。根据远景穆院互通立交交通图，左、右路幅分别设两道集散车道，并用4m的边分隔带分离，确保广三高速主线交通流的通畅。
优点：（1）与四周联系很方便；（2）穆院立交原有匝道基础上扩建，对周围建筑影响较小；（3）行车方便、安全；（4）舒适性良好。
缺点：新增占地较方案二略多。
方案二：双喇叭+菱形立交方案
图3方案布置图
主要利用G321与佛山一环的半菱形立交+本方案修建半菱形立交+双喇叭立交，对广三高速、佛山一环和G321进行交通流转换。考虑交通量的影响，新建半菱形立交及G、H匝道均采用单向双车道匝道，匝道宽度为10.5m，并需对佛山一环已建单喇叭立交进行改扩建；原有穆院立交废弃，只利用下穿主线匝道路基，并对G321平交口进行改扩建，以适应交通量的增长需求。
依据工可补充报告中对远景交通量预测（见图1“立交远景交通图”），2030年匝道定向设计小时最大交通量715辆/小时，为三水至佛山一环方向即G匝道。由于佛山北环立交征地线早在佛山一环建设期就已经预留，并且立交周边土地用地紧张，紧靠狮山中学，如果考虑A型或者Y型立交，征地存在难度。因此，本互通立交方案一及方案二的佛山北环立交均采用已预留立交形式单喇叭B型
优点：（1）菱形互通规模小，新增占地小，造价较低。
缺点：（1）与四周联系不方便，该区域上下广三高速。绕行里程比方案一多；
（2）行车不方便；舒适性低。
综合以上因素，方案一通行能力及服务水平较高，推荐方案一。
4、互通扩建范围内桥梁解决措施
本次扩建主线加宽为8车道，穆院-佛山北环互通立交为三喇叭互通立交，复杂的交通流向会给行驶车辆带来不利的影响，并且K匝道下穿广三主线桥梁（4x13m），桥宽长达66.5m，光线不足，存在安全隐患。因此，必须充分考虑鲜明的出口标志及适当的照明措施等交通安全設施。穆院-佛山北环互通立交范围主线有1座中桥：① K15+153.18穆院立交桥原上部构造为4x13m 预应力砼空心板桥，与下穿K匝道相交角度为80°，左、右幅均加宽20m，上部结构加宽部分为预应力砼空心板，下部采用柱墩台配桩基础。考虑到老桥的特点及本次加宽的实际情况，新旧结构空心板梁的拼接按半刚接方式进行。穆院-佛山北环互通立交新建匝道桥2座，扩建原桥1座：
A．穆院分离立交桥（K15+153.18）
a．原桥概况：穆院分离立交桥上跨A匝道，斜交80度，斜桥斜作，中心桩号为K15+153.18，桥梁全长57.203米，分左右两幅，左幅宽12.05米，右幅宽15.55米。原桥桥跨组合为4X13m预应力砼空心板梁。下构采用了圆柱墩，桩柱式台，钻孔灌注桩基础。
b．现状评价：交通部公路工程检测中心对该桥进行了全面的外观检测，并获得桥梁外观质量现状主要结论：
（1）全桥慢车道车轮处存在较明显下沉。
（2）全桥4处板间接缝局部位置存在渗水。
（3）桥墩盖梁由于（墩顶）桥面或板间接缝渗水存在水迹，右幅桥福州端桥台台帽存在3条竖向裂缝，左幅桥福州侧桥台台帽存在13处箍筋锈胀。此外，桥台台前护坡存在1处竖向开裂、2处砌石松动、1处鼓肚等病害。该桥综合评定等级：三类。
根据交通部公路工程检测中心对广三高速公路桥梁构造物检测后的得出的检测结果和检测报告，梁部混凝土强度均大于50MPa，碳化速度正常，结构处于弹性工作状态，桥梁在正常使用情况下的承载力能满足设计及规范要求，并有较大安全储备。因此该桥直接拼宽利用，但是拼宽前需对缺陷进行适当处治，以延长桥梁的使用寿命。
c．扩建方案：原桥左右幅均加宽19.45米，扩建至66.5米。上部构造仍采用预应力砼空心板梁，下部构造与原桥对应部位原则上相同。
B．穆院互通F匝道跨主线桥（K15+784.770）
穆院互通F匝道跨主线桥为新建桥，连接广三高速公路与佛山一环，与主线斜交角度为83.77度，中心桩号为K15+784.770。桥梁全长108.86米,桥面宽15.5米(以上数年据均适用于方案一、方案二)。
方案一：上构桥跨组合为（30+42.8+30）m等高度连续箱。下部构造为桩柱式桥墩,桩柱式桥台, 钻孔灌注桩基础。
方案二：上构桥跨组合为（30+42.8+30）m变高度连续箱。下部构造为薄壁式桥墩,桩柱式桥台, 钻孔灌注桩基础。
5 结论：
从穆院-佛山北环立交改建的方案设计可知：结合原交叉改造投资成本、经济效益、和远期发展等因素，合理选定交叉的改造方案，適当提高原互通式立交的设计标准，改善原平面交叉的交通条件、视距条件，互通的改扩建不宜降低适用的，发展的技术标准，在兼顾社会影响，环境评价、国家土地政策等条件下，尽可能的利用现有工程和用地，以节约工程投资，减少新增用地，缩短改建工期 。互通的改建在尽量满足交通流的需求下，合理确定改扩建方式，互通式立交改扩建方案设计显得越来越重要，在考虑建设规模、安全性、实施难度、景观设计等多方面因素的前提下，进行方案设计时应多方论证，确定合理的施工组织设计，着重减轻施工期对现行高速公路和地方交通、经济的干扰，最大限度地满足各项要求。
【参考文献】
[1] 张雨化. 道路勘察设计.. 北京：人民交通出版社，2001.
[2] 中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准 .北京: 人民交通出版社，
.[3]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTG D20-2006).北京: 人民交通出版社，
[4]刘旭吾.互通式立交线形设计与施工.北京：人民交通出版社，1997
作者简介：
高洪岩（1979-），本科，工程师，道桥工程设计。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。