第五章立体交叉设计1.ppt
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1、第九章第九章道路立体交叉设计道路立体交叉设计第一节第一节概述概述一、立体交叉的设置条件1 1、根据相交道路的等级、根据相交道路的等级(1)高高速速公公路路与与各各类类城城市市道道路路相相交交时时,必必须须采采用用立立体体交叉;交叉;(2)城城市市快快速速路路与与快快速速路路、主主干干路路、铁铁路路交交叉叉时时,必必须须采用立体交叉;采用立体交叉;(4)大城市机场与一般道路相交时,可采用立体交叉。大城市机场与一般道路相交时,可采用立体交叉。2 2、根据交通量的需要、根据交通量的需要 我国城市道路设计规范规定:主干路与主干我国城市道路设计规范规定:主干路与主干路路相交,当进入路口的现况交通量超过相
2、交,当进入路口的现况交通量超过40004000 6000 6000(辆(辆/小时)(当量小客车),相交道路为四车道以上,且对小时)(当量小客车),相交道路为四车道以上,且对平面交叉口采取改善措施、调整交通组织均难收效时,平面交叉口采取改善措施、调整交通组织均难收效时,可设置立体交叉。可设置立体交叉。3 3、考虑地形条件、考虑地形条件 结结合合跨跨河河桥桥的的两两端端,扩扩建建桥桥梁梁的的边边孔孔,修修建建主主干干滨滨河河路路的的立立体交叉。体交叉。4 4 道路与铁路的交叉符合下列条件时采用立体交叉道路与铁路的交叉符合下列条件时采用立体交叉 (1 1)当地形条件困难,采用平面交叉危及行车安全时;
3、)当地形条件困难,采用平面交叉危及行车安全时;(2 2)城市主干路、次干路与铁路交叉,在道路交通高峰时)城市主干路、次干路与铁路交叉,在道路交通高峰时间内,经常发生一次封闭时间超过间内,经常发生一次封闭时间超过1515minmin。二、立体交叉的组成1 1跨线构造物跨线构造物是指立交实现车流空间分离的主体构造物,包括设于地面以上的跨线桥和设于地面以下的地道。2 2 正线正线它是组成立交的主体,指相交道路的直行车行道。3 3 匝道匝道它是立交的重要组成部分,是指供上、下相交道路转弯车辆行驶的连接道。4 4 出口与入口出口与入口由正线驶出进入匝道的道口为出口;由匝道驶入正线的道口为入口。5 5 变
4、速车道变速车道 为为适适应应车车辆辆变变速速行行驶驶的的需需要要,在在正正线线右右侧侧的的出出入入口口附附近近设设置置的的附附加加车车道道称称为为变变速速车车道道。出出口口端端为为减减速速车车道道,入入口口端端为为加加速速车车道道。立立体体交交叉叉的的范范围围一一般般是是指指各各相相交交道道路路出出人人口口变变速速车车道道渐渐变变段段顶顶点点以以内内包包含含的的正正线与匝道的全部区域。线与匝道的全部区域。第二节第二节 立体交叉的类型和使用条件立体交叉的类型和使用条件一、按结构物形式分类一、按结构物形式分类立体交叉按相交道路结构物形式划分为上跨式和下穿式两类:1.1.上跨式上跨式这种立交施工方便
5、,造价较低,排水易处理,但占地大,引道较长,高架桥影响视线和市容。宜用于市区以外或周围有高大建筑物处。2.2.下穿式下穿式 这种立交占地较少,立面易处理,对视线和市容影响小,但施工期较长,造价较高,排水困难。用于市区较为理想。二、按交通功能分类按交通功能可划分为分离式立交和互通式立交两类:(一)分离式立交(一)分离式立交这这种种类类型型立立交交结结构构简简单单,占占地地少少,造造价价低低,但但相相交交道道路路的的车车辆辆不不能能转转弯弯行行驶驶。只只适适用用于于高高速速路路与与次次要要道路之间的交叉道路之间的交叉。(二)互通式立交(二)互通式立交这种立交车辆可转弯行驶,全部或部分消灭了冲突点,
6、各方向行车干扰较小,但立交结构复杂,占地多,造价高。互通式立交主要有三种类型,分别是:部分互通式、完全互通式和环形立交。1.1.部分互通式立交部分互通式立交相交道路的车流轨迹线之间至少有一个平面冲突点的交叉。部分互通式立交的代表形式主要有:菱形立交和部分苜蓿叶式立交等。(1)菱形立交:如图93所示a)为三路立交b)为四路立交(2)部分苜蓿叶式立交)部分苜蓿叶式立交2.2.完全互通式立交完全互通式立交其代表形式有:喇叭形、苜蓿叶形、Y形、X形等。(1)喇叭形立交如图95(2)苜蓿叶式立交如图96所示图中a)为标准形b)为带集散车道形(3)子叶式立交如 图 9 7所 示只需一座构造物,造型美观,造
7、价较低。(4)Y形立交a)为定向Y形b)为半定向Y形,右下图为三层式(5)X形交叉如图99所示3.3.环形立交环形立交相交道路的车流轨迹线因匝道数不足而共同使用,且有交织路段的交叉,如图910所示其中a)为三路环形立交b)为四路环形立交c)为多路环形立交第三节第三节立体交叉的布置规划与设计立体交叉的布置规划与设计一、立交的选型一、立交的选型(一)立体交叉形式的选型原则(一)立体交叉形式的选型原则1选型取决于相交道路的性质、任务和远景交通规划,设选型取决于相交道路的性质、任务和远景交通规划,设计小时交通流量、流向等多方面因素。计小时交通流量、流向等多方面因素。2选型必须与当地条件相适应,选型时要
8、充分考虑地选型必须与当地条件相适应,选型时要充分考虑地区规划,结合地形、地质条件,可能提供的用地范围,周围建区规划,结合地形、地质条件,可能提供的用地范围,周围建及设施分布状况等条件,因地制宜地布置匝道。及设施分布状况等条件,因地制宜地布置匝道。3选型要注意远近期结合,全面考虑。即要考虑近期交通选型要注意远近期结合,全面考虑。即要考虑近期交通要求,减少投资费用,又要考虑远期交通发展的需要。要求,减少投资费用,又要考虑远期交通发展的需要。4.选型和匝道布设要注意分清主次,首先应满足主要道选型和匝道布设要注意分清主次,首先应满足主要道路的交通要求,然后考虑次要道路,处理好相交道路的路的交通要求,然
9、后考虑次要道路,处理好相交道路的关系。选型要与路线、构造物设计、总体布局及环境相关系。选型要与路线、构造物设计、总体布局及环境相配合。配合。5立体交叉匝道口处机动车与非机动车互相干扰、造立体交叉匝道口处机动车与非机动车互相干扰、造成交通阻塞、影响正常运行时用机动车与非机动车分行成交通阻塞、影响正常运行时用机动车与非机动车分行的立体交叉。的立体交叉。6应根据具体情况综合分析,进行技术、经济和环境应根据具体情况综合分析,进行技术、经济和环境效益的比较后确定。效益的比较后确定。(二)(二)立交形式选择的步骤和要点立交形式选择的步骤和要点1 1、初定立交的基本形式、初定立交的基本形式 首首先先选选择择
10、立立交交的的总总体体布布局局,如如上上跨跨式式或或下下穿穿式式,完完全全互互通通式式或或部部分分互互通通式式,二二层层式式、三三层层式式或或四四层层式式,机机动动车车与与非非机机动动车车分分行行或或混混行行,是是否否考考虑虑行行人人交交通通,是否收费等,在此基础上进一步选择立交的基本形式。是否收费等,在此基础上进一步选择立交的基本形式。项项目目立交立交 形式形式计算行车速计算行车速(km/hkm/h)交叉口交叉口总通行总通行能力能力占地占地面积面积(公(公顷)顷)相交道路等级及交叉口情况相交道路等级及交叉口情况直行直行左转左转右右转转定向形立定向形立交交80-80-10010070-8070-
11、80 70-70-808013000-13000-15000150008.5-8.5-12.512.51 1、高速公路相互交叉;、高速公路相互交叉;2 2、高速公路与市郊快速路相交。、高速公路与市郊快速路相交。苜蓿叶式苜蓿叶式立交立交60-8060-8030-4030-40 30-30-40409000-9000-13000130007.0-7.0-9.09.01 1、高速公路相互交叉;、高速公路相互交叉;2 2、高速公路与快速路,主干路、高速公路与快速路,主干路相交;相交;3 3、用地允许的市区主要交叉口。、用地允许的市区主要交叉口。部分苜蓿部分苜蓿叶式立交叶式立交30-8030-8025-
12、3525-35 30-30-40406000-6000-800080003.5-3.5-5.05.01 1、高速公路与快速路、主干路、高速公路与快速路、主干路相交;相交;2 2、苜蓿叶式立交的前期工程、苜蓿叶式立交的前期工程菱形立交菱形立交30-8030-8025-3525-35 25-25-35355000-5000-700070002.5-2.5-3.53.5 1 1、高速公路与次要公路相交;、高速公路与次要公路相交;2 2、快速路与主干路相交。、快速路与主干路相交。三、四层三、四层式环行立式环行立交交60-8060-8025-3525-3525-25-35357000-7000-1000
13、0100004.0-4.0-4.54.51 1、快速路相互交叉;、快速路相互交叉;2 2、市区交叉口;、市区交叉口;3 3、高等级公路与次要道路相交。、高等级公路与次要道路相交。喇叭形立喇叭形立交交60-8060-8030-4030-4030-30-40406000-6000-800080003.5-3.5-4.54.51 1、高速公路与快速路相交;、高速公路与快速路相交;2 2、高等级公路相互交叉;、高等级公路相互交叉;3 3、用地允许的市区交叉口。、用地允许的市区交叉口。三路三路环行环行立交立交60-8060-8025-3525-3525-25-35355000-5000-70007000
14、2.5-2.5-3.03.01 1、高等级公路相互交叉;、高等级公路相互交叉;2 2、市区、市区T T形、形、Y Y形交叉口;形交叉口;三路子叶三路子叶式立交式立交60-8060-8025-3525-3525-25-35355000-5000-700070003.0-3.0-4.04.01 1、高等级公路相互交叉;、高等级公路相互交叉;2 2、苜蓿叶式立交的前期工程。、苜蓿叶式立交的前期工程。三路三路定向定向形立交形立交80-80-10010070-8070-8070-70-80808000-8000-11000110006.0-6.0-7.07.01 1、高速公路相互交叉;、高速公路相互交叉
15、;2 2、地形适宜的双向分离式道路、地形适宜的双向分离式道路相交。相交。对对公公路路立立交交在在确确定定基基本本形形式式时时,应应根根据据各各方方面面的的交交通通量量,结结合合地地形形、地地物物、当当地地交交通通条条件件综综合合考考虑虑而而定,并注意以下几点:定,并注意以下几点:(1 1)直直行行和和转转弯弯交交通通量量均均大大,相相交交道道路路的的计计算算行行车车速速度度较较高高并并要要求求用用较较高高的的速速度度集集散散时时,可可采采用用定定向向式式或或半半定向式立交。定向式立交。(2 2)相相交交道道路路等等级级相相差差较较大大,且且转转弯弯交交通通量量不不大大时时,可可用菱形、部分苜蓿
16、叶形或喇叭形。用菱形、部分苜蓿叶形或喇叭形。(3 3)不设收费站的高速公路、一级公路相交时,可用苜)不设收费站的高速公路、一级公路相交时,可用苜蓿叶式。但其规模和用地较大,且应设置集散车道以蓿叶式。但其规模和用地较大,且应设置集散车道以减少交通堵塞和交通事故。减少交通堵塞和交通事故。(4 4)苜蓿叶式的环圈式匝道以单车道为宜。若交通量苜蓿叶式的环圈式匝道以单车道为宜。若交通量接近或大于单车道通行能力,则应采用半定向或定向接近或大于单车道通行能力,则应采用半定向或定向匝道。匝道。2 2、立交几何形状及结构的选择立交几何形状及结构的选择立立交交的的几几何何形形状状及及结结构构对对行行车车速速度度、
17、运运行行时时间间、行行车车视视距距、视视野野范范围围、服服务务水水平平及及通通行行能能力力等等影影响响较较大大。在在基基本本形形式式的的基基础础上上,通通过过仔仔细细研研究究,对对立立交交的的总体结构进行安排,并合理布置匝道。总体结构进行安排,并合理布置匝道。3 3、立交方案的比较、立交方案的比较有有时时要要有有几几个个立立交交方方案案可可供供选选择择,要要经经过过多多方方案案的的技技术术、经经济济比比较较,以以选选择择出出满满足足交交通通功功能能要要求求、适适合现场条件、工程量小、投资省的最佳立交方案。合现场条件、工程量小、投资省的最佳立交方案。最优立交方案最优立交方案占占地地面面积积匝匝道
18、道长长度度路路面面面面积积桥桥梁梁长长度度路路基基土土石石方方工工程程平平曲曲线线半半径径竖竖曲曲线线半半径径纵纵面面坡坡度度及及坡坡长长拆拆迁迁数数量量建建筑筑高高度度线线形形质质量量投投资资回回收收期期内内部部收收益益率率工工程程造造价价交交通通功功能能冲冲突突系系数数交交织织系系数数行行程程时时间间行行程程速速度度燃燃油油消消耗耗安安全全系系数数通通行行能能力力饱饱和和度度技术指标技术指标功能指标功能指标经济指标经济指标环境指标环境指标管理指标管理指标整整体体性性能能绿绿化化系系统统社社会会反反映映对对原原社社区区分分割割程程度度与与周周围围景景观观协协调调与与开开发发沿沿线线设设施施布
19、布置置合合理理性性收收费费站站个个数数收收费费车车道道数数立立交交复复杂杂性性施施工工难难易易度度分分期期建建适适应应性性效效益益成成本本比比(三)立交的间距(三)立交的间距l 确确定定互互通通式式立立交交间间距距时时,主主要要应应考考虑虑以以下下影影响响因因素:素:l 1 1 能均匀地分散交通能均匀地分散交通l 2 2 能满足交织路段长度的要求能满足交织路段长度的要求l 3 3 满足标志和信号布置的需要满足标志和信号布置的需要l 4 4 驾驶员操作顺适的要求驾驶员操作顺适的要求城市道路上互通式立交的间距一般比公路小,且与正线计算行车速度有关,如下所示:正线计算行车速(km/h)最小间距(km
20、)801.0600.9400.8二、立体交叉的设计资料和设计步骤(一)设计资料(一)设计资料在立体交叉设计之前,应收集下列所需设计资料:自然资料测绘立交范围内的1:5001:2000地形图,详细标注建筑物的建筑线、种类、层高、地上及地下各种杆柱和管线;调查并收集用地发展规划,水文、地质、土壤、气候条件资料;收集附近的国家控制点和水准点等。2交通资料收集各转弯及直行交通量,交通组成;推算远景交通量;绘制交通量流量及流向图;调查非机动车和行人流量等。3道路资料调查相交道路的等级、平纵面线形、横断面形式及尺寸;相交角度、控制坐标和标高;路面类型及厚度等。4排水资料收集立交所在区域的排水规划及现状;各
21、管渠位置、埋深和尺寸。5文书资料收集设计任务书及有关文件等。6其它资料调查取土、弃土和材料的来源;施工单位、季节、工期和交通组织与安全。(二)设计步骤(二)设计步骤1初拟设计方案根据交通量和地形条件,在地形图上或其上覆盖的透明纸上勾绘出各种可能的立交方案。2确定比较方案对初拟方案进行分析,应考虑线形是否顺适,技术指标能否满足,各层间能否跨越,拆迁是否合理等,从中选出24个方案进行进一步的比较。3确定推荐方案在地形图上按比例绘出各比较方案,完成初步平纵设计和概略工程量计算,做出各方案的比较表,全面比较后确定推荐方案,一般12个。4确定采用方案对推荐方案视需要做出模型或透视图,征询有关方面的意见,
22、最后定出采用方案。5详细测量对采用方案实地放线并详细测量,进一步收集技术设计所需的全部资料。6技术设计完成全部施工图和工程预算。以上14步为初步设计阶段,56步为施工图设计阶段。(三)、匝道的基本形式(三)、匝道的基本形式匝道的形式多种多样,按匝道与相交道路的关系,匝道的形式多种多样,按匝道与相交道路的关系,分为右转匝道和左转匝道两大类。分为右转匝道和左转匝道两大类。.右转匝道右转匝道2左转匝道左转匝道按匝道与相交道路的关系,左转匝道又可分为以下几按匝道与相交道路的关系,左转匝道又可分为以下几种基本形式。种基本形式。(1)直接式(又称定向式或左出左进式)直接式(又称定向式或左出左进式)优点是匝
23、道长度最短,可降低营运费用;没有反向迂回优点是匝道长度最短,可降低营运费用;没有反向迂回运行,自然顺畅;可适应较高车速。运行,自然顺畅;可适应较高车速。(2)半直接式(又称半定向式匝道)半直接式(又称半定向式匝道)按车辆由相按车辆由相交道路的进出方式可分为三种基本形式。交道路的进出方式可分为三种基本形式。左出右进式左出右进式右出左进式右出左进式右出右进式右出右进式(3)间接式(又称环圈式)间接式(又称环圈式)环圈式匝道为苜蓿叶式和喇叭式立交的标准组成部分。环圈式匝道为苜蓿叶式和喇叭式立交的标准组成部分。图中图中a)为常用的基本形式,当苜蓿叶式立交设有集散为常用的基本形式,当苜蓿叶式立交设有集散
24、道路时,可用其余三种形式。道路时,可用其余三种形式。城市立交匝道计算行车速度城市立交匝道计算行车速度(km/h)相交道相交道路路计计算算行行车车速速度度(km/h)主主线计线计算行算行车车速度速度(km/h)相交道相交道路路计计算算行行车车速速度度(km/h)主主线计线计算行算行车车速度速度12080605040120806050408060405040/50/403035253020/60504045354030/40/302030202520(四四)匝道计算行车速度匝道计算行车速度匝道计算行车速度一般为相应路段计算行车速度的匝道计算行车速度一般为相应路段计算行车速度的0.50.6倍倍(五五
25、)匝道的平面匝道的平面1.匝道平曲线半径匝道平曲线半径匝道平面线形中,直线与圆曲线或大半径圆曲线与小半匝道平面线形中,直线与圆曲线或大半径圆曲线与小半径圆曲线之间应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。径圆曲线之间应设缓和曲线。缓和曲线采用回旋曲线。(五五)匝道的纵断面匝道的纵断面1.匝道横断面匝道横断面匝道横断面由车道、路缘带、硬路肩和土路肩(城匝道横断面由车道、路缘带、硬路肩和土路肩(城市道路不设)组成,对向分离双车道匝道还包括中央分市道路不设)组成,对向分离双车道匝道还包括中央分隔带。匝道横断面布置形式如图隔带。匝道横断面布置形式如图925所示。所示。(六六)匝道横断面及加宽匝道横断面及加宽
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