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交叠编织式立交桥设计方案
发布日期:2018-01-08  来源:世界桥梁   浏览次数:29
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一、课题背景
有一段新闻:“2012年12月25日,记者了解到作为胶州湾大桥高架路中四大节点中难度最高、工程量最大的重庆路立交桥正式竣工,全部匝道实现通车。记者了解到,38米的高度,让它成为国内最高的一座立交桥,目前该立交桥八条匝道可以实现一个方向向另外三个方向的转换交通。”
新闻中“一个方向向另外三个方向的转换交通”这是立交桥必须具备的功能。新闻中提到的38米的高度,就使得“难度最大、工程量最大”。
三、设计
本方案是针对于高速路、城市外环线交汇互通的立交桥设计,不涉及非机动车,如果考虑非机动车需要增加辅助道路或桥梁。
1、结构

照片1(说明:为便于展示立交桥结构,未按比例制作模型)
照片1为该设计的模型,可以看出,立交桥设计完全关于中心对称。十字交叉的两条道路在交会前各自一分为二,形成单项行驶的四条路;在交会区出现四个交会点,每个交会点建一座桥,共四座桥。以红箭头行车方向为例来介绍道路、桥梁设计情况和行车方式:1处设置右转车道,车辆在此位置直接实现右转。左转车和直行车继续直行,遇到2处为交会点,由红色方向行驶的道路建桥,交会的车从桥下过。3处交会点由向左行驶交会的道路建桥,红色箭头行驶方向的直行车从桥下通过后继续直行,需要左转的车在桥下左转进入左转辅道(蓝色)完成左转。
由模型的照片可清楚地看到,左转、右转车道都设计在地面。整个立交桥设计除铺设道路外,只有四座6米左右的半幅桥梁,而且均为直行桥梁。左转辅路(蓝色)转弯后自右侧并入主道,可设置过渡区,符合现有高速路的并线习惯。
如照片2,设计时曾经考虑在正方形区域内切圆(蓝色虚线)实现左转。内切圆优点是可方便的左转和掉头,缺点是对主路的左转车辆干扰大,且不符合并线习惯,容易出事故。
2、车辆行驶:
直行车:直行
右转车:上桥前直接右转
左转车:过桥后直接左转
四、交叠编织式立交桥和蝶式立交桥的对比分析
现有立交桥模式中,蝶式立交桥是最简单、最实用的一种,很多高速交汇互通的立交桥都采用蝶式立交桥。下面两张图片为利用谷歌地图下载的蝶式立交桥应用的卫星图片,两座桥中都有一条左转车道变形,采用了高架桥通过的方式。

S18+S29交汇 G1811+G25交汇
由于缺乏专业知识和相关数据,无法利用工程学的科学方法对两种建桥模式进行分析,我采用了物理中常用的控制变量法对两种方式进行了粗略的对比。
相关的假设:1、两种建桥模式开始实现立交功能的分叉点,称之为节点,两条道路上下,左右两个节点间的道路长度都设为900m。这个数据是根据上图中两个蝶式立交桥的谷歌地图,根据打印图片的中立交桥的长度测量和图片中左下角提供的比例尺,估算两座桥节点间的距离都在900m以上,因此对比时采用900m的设计。2、道路宽度设为四车道24m,分开后为两车道12m,匝道为单车道6m。桥梁高度采用高速常用的5m,加桥厚整体高度设为6m,引桥采用4度。
对比方式:参数设定后采用作图(图纸见附件)的方法,即都采用1:3000的比例尺在一张图纸上作图,然后在图上测量比较,进行估算。
对比分析
1、 道路长度
右转辅路完全相同;交叠编织式结构由于道路分开多出了双车道道路长度约80m;蝶式由于左转要绕行270度,多出了单车道辅路约1600m。对比可知交叠编织式优于蝶式。
2、 桥梁施工
蝶式有一座四车道桥梁,交叠编织式有四座两车道桥梁,合计比蝶式多一座桥及相关引桥200m;蝶式立交四条左转辅路均为立交桥的引桥处引出,因此仍需建设坡路,此处比蝶式多出坡路约300m。此项对比,交叠编织式立交桥设

 
 
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