城市立体交叉课件第三章--立交的选型与设计.ppt

1、3 立体交叉的选型与设计及特点立体交叉的选型与设计及特点3.1 立体交叉的分类立体交叉的分类3.1.1 按相交道路跨越方式划分（1）上跨式 主线高出地表面，施工比较方便，造价较低，因下挖较小，与地下管线于扰小，排水容易处理。其主要缺点是占地较大，路线桥影响视线和周围景观，引道较长或纵坡较大，不利于非机动车交通行驶。（2）下穿式主线低于地表面，占地较少，立面易处理，立交构造物对视线和周围景观影响小，对非机动车交通影响不大。其主要缺点是施工时地下管线于扰较大，排水困难，施工工期较长，造价较高，养护管理费用大。3.1.2 按交通功能划分立体交叉分离式立体交叉互通式立体交叉完全互通式立体交叉部分互通式

2、立体交叉交织型立体交叉是否收费立体交叉的用途立体交叉的层数相交道路的条数其他方式3.1.3 按其它方式划分3.2 立体交叉的形式及特点立体交叉的形式及特点前面已经提到，互通式立交的形式问题实质就是各种左右转弯匝道的选择和组合问题。不同的左右转弯匝道组合在一起就形成了不同的互通式立交。设计一座立交实质上就是在当地的主、客观条件下如何选择最优的左转弯匝道进行组合。(一)三肢全互通式立体交又1喇叭形立体交叉喇叭形立交可分为A式和B式，经环圈式左转匝道驶人主线为A式，驶出时为B式。优点：(1)除环圈式匝道外，其它匝道都能为转弯车辆提供较高速度的半定向运行；(2)只需一座跨线构造物，投资较省；(3)没有

3、冲突点和交织，通行能力大，行车安全；(4)结构简单，造形美观，行车方向容易辨别。缺点：(1)环圈式匝道上行车速度低，线形较差，若采用较高的计算行车速度时，占地较大；(2)左转弯车辆绕行距离较长。2子叶式立体交叉子叶式立体交叉是用两个环圈式匝道来实现车辆左转弯的全互通式立交，如图子叶式立体交叉子叶式立体交叉 优点：(1)只需一座跨线构造物，造价较低；(2)匝道对称布置呈叶状，造型美观。缺点：(1)环圈式左转匝道线形较差，运行条件不如喇叭形好；(2)左转弯车辆绕行距离较长；(3)正线上存在交织运行。子叶式立体交叉的适用性与喇叭形上交相近，多用于苜蓿叶式立交的前期工程。布设时以使正线下穿为宜。3Y形

4、立体交叉 Y形立体交叉是用定向匝道或半定向匝道来实现车辆左转弯的全互通式立体交叉，相应地可分为定向Y形和半定向Y形两种。1)定向Y形立体交叉 优点：(1)对转弯车辆能提供直接、无阻的定向运行，行车速度高，通行能力大；(2)转弯行驶路径短捷，运行流畅，方向明确；(3)正线外侧不需占用过多土地。缺点：(1)正线双向行车道之间必须有足够距离，以满足匝道纵断面布置的要求；(2)当正线单向有两条或两条以上车道，左侧车道为超车道或快车道，使得左转弯车辆由左侧车道快速分离或由左侧车道快速汇入困难，而且不安全；(3)需要跨线构造物多，占地较大，造价较高。定向Y形立体交叉适用于各方向交通量都很大的高速公路之间的

5、交叉，特别是正线双向为分离式断面，且相距一定宽度时较为适宜。另外，当正线外侧有障碍物时最为适宜。2)半定向Y形立体交叉双向行车道之间不必拉开或难以拉开的情况优点：(1)对左转弯车辆能提供较高速度的半定向运行，通行能力较大；(2)各方向运行流畅，方向明确，不会发生错路运行；(3)正线外侧占用土地较少；(4)左转弯车辆由正线右侧分离或汇人运行安全方便，正线双向行车道之间不必分开。缺点：(1)匝道修建和运行长度较定向Y形长；(2)需要跨线构造物多占地较大，造价较高。(二)三肢部分互通式立体交叉优点：(1)能保证主要行车方向畅通；(2)仅需一座跨线构造物，形式简单，造价较低；(3)正线外侧占地较少。缺

6、点：(1)正线某一直行方向与左转匝道相交处为平面交叉；(2)平面交叉位置布设不当时，会产生视认性差的问题，影响行车安全。2.匝道平交型立体交叉 优点：(1)正线直行车辆快速畅通，转弯车辆绕行距离较短；(2)每个行车方向都为单一的出、入口，车辆出入正线方便；(3)形式简单，仅需一座跨线构造物，造价较低；(4)正线两侧占地短小，使立交用地面积减少。缺点：(1)匝道相立交叉处为平面交叉，可通过的交通量不大；(2)平面交叉口处的视认性和安全性受到一定影响。(三)三肢交织型立体交叉优点：(1)转弯行驶方向明确，交通组织方便；(2)除了b)图外侧直行车辆略有绕行外，能保证正线交通快速畅通；(3)结构紧凑，

7、占地较少。缺点：(1)存在交织运行，限制了通行能力和行车速度；(2)左转绕行距离较长；(3)跨线构造物较多。武汉市北互通收费广场红岩峙互通3.3 四肢互通式立交 由前节分析，四肢立交有四个左转弯，的述10种左转弯匝道的任一种皆可选用，四肢立交理论上有10000种不同的组合形式。这些形式并不都具有实际的使用价值，因为：考虑到造价的经济，应尽量缩短匝道长度，减少立交桥梁的数量和层次；考虑到造型的美观，应尽量采用对称的形式；考虑到设计和施工的方便，各左、右转弯匝道线形和桥梁布设应尽量争取一致。3.3.1 四肢立体交叉的形式(一)四肢全互通式立体交叉1苜蓿叶式立体交叉1)普通苜蓿叶式立体交叉优点：(1

8、)交通运行连续而自然；(2)无冲突点，无须设信号控制；(3)可由部分苜蓿叶式分期修建而成；(4)仅需一座跨线构造物，造价较低。缺点：(1)左转弯车辆绕行距离较长，占地较大；(2)环圈式左转匝道线形差，行车速度低；(3)上、下线左转匝道山入口之间存在交织运行，限制了通行能力；(4)正线上为双重出口，其中左转匝道出口在跨线构造物之后，使标志复杂。2)带集散车道苜蓿叶式立体交叉集散车道优点：(1)使交织路段从高速公路上分离至车速较低的集散车道上，减少了对正线交通的影响，提高了行车的安全性；(2)使高速公路上双重的出入口变为单一的出口或入口，简化了交通标志；(3)比普通苜蓿叶式立体交叉通过的交通量更大

9、；(4)各左、右转弯车辆运行自然流畅。缺点：(1)在环圈式匝道半径相同情况下，与普通苜蓿叶式相比占地更多；(2)跨线构造物因跨度增大而造价更高些。2X形（四星式）立体交叉又称半定向式立交，是四肢全互通式立交的最高级形式之一优点：(1)各转弯方向车辆运行都有专用匝道，自由流畅，转向明确；(2)单一的出口或入口，便于车辆运行和简化标志；(3)无交织，无冲突点，行车安全；(4)适应车速高，通行能力大。缺点：(1)层多桥长，造价高；(2)占地面积大，在城区很难实现。3定向式式体交叉 优点：(1)匝道转弯半径大，行车方向明确，路径短捷；(2)能为转弯车辆提供高速的定向运行，通行能力大；(3)无交织，无冲

10、突点，行车安全。缺点：(1)存在左侧分离和左侧汇人的困难；(2)正线双向行车道之间必须拉开足够距离，直行车辆略有绕行；(3)跨线构造物数量多，占地面积大，造价高。此类立体交叉适用于高速公路之间相互的高级立体交叉情况。由于存在左出和左进的问题，只有在交通量大、车速高的情况下可考虑采用。4涡轮式立体交叉优点：(1)匝道平曲线半径较大，纵坡和缓，适应车速较高；(2)车辆进出正线安全顺畅；(3)无交织，无冲突，通行能力较大。缺点：(1)左转弯车辆绕行距离较长，营运费用较大；(2)需建二层式跨线构造物五座，造价较高；(3)占地面积大。5.组合式立体交叉一个环圈式匝道型一个环圈式匝道型两个环圈式匝道型两个

11、环圈式匝道型三个环圈式匝道型三个环圈式匝道型无环圈式匝道型无环圈式匝道型(二)四肢部分互通式立体交叉四肢部分互通式立体交叉是在次要道路上或匝道上存在平面冲突点或个别转弯方向不设专用匝道的立体交叉，一般多用于主要道路与次要道路相交，也可用于地物限制较严或分期修建的情况。部分互通式立体交叉的代表形式主要有菱形立交体交叉和部分首宿叶式立体交叉等。1菱形立体交叉菱形立体交叉是只设右转和右转公用的匝道，在跨线构造物两侧的次要道路上存在平面交叉口。图为分离式菱形图为分离式菱形立体交叉立体交叉常用形式常用形式 优点：(1)能保证主线直行车辆快速畅通；(2)主线上具有高标准的单一进出口，交通标志简单；(3)主

12、线下穿时匝道坡度便于驶出车辆减速和驶入车辆加速；(4)形式简单，仅需一座路线构造物，用地和工程费用小。缺点：(1)次线与匝道连接处为平面交叉，影响了通行能力和行车安全；(2)次线上可能存在视认性、错路运行或行车等待等问题。菱形立体交叉多用于城市道路的主要道路与次要道路相交且用地困难的情况，而公路上多为收费的，般不采用。2部分苜蓿叶式立体交叉优点：(1)可保证主要道路直行车辆快速通畅；(2)单一的驶出方式简化了主要道路上的交通标志；(3)仅需一座跨线构造物，用地和工程费用较少；(4)便于分期修建，远期可扩建为全苜蓿叶式立体交叉。缺点：(1)次要道路上存在平面冲突点，影响通行能力和行车安全；(2)

13、次要道路上可能有停车等待和错路运行现象；(3)有时次要道路平而交叉口需设信号控制，若出口匝道储存能力不足时，往往会影响主要道路的交通。3部分连接式立体交叉部分连接式立体交叉是指某些转弯方向因交通量很小、地形和地物限制较严或因交通组织需要，限制个别转弯方向车辆行驶而不设专用转弯匝道，形成部分连接式立体交叉。(三)四肢交织型立体交叉环形立体交叉环形立体交叉1环形立体交叉优点：(1)能保证主要道路快速畅通，转弯行驶方向明确；(2)无冲突点，行车较安全，交通组织方便；(3)结构紧凑，占地较少。缺点：(1)存在交织运行，通行能力受到环道交织能力的限制；(2)车速受到中心岛半径的影响，速度较低；(3)构造

14、物较多，工程费用较高；(4)左转弯车辆绕行距离长。3.4 多肢立交多肢立交转盘（环道）式转盘（环道）式3.4.1 一般的环道一般的环道 四个以上肢道交汇于一处时经常采用上线上跨或下穿，保证主要道路直通运行不受干扰其余道则经过一个圆形环道进行直通或转弯运行，称为转盘或环道。优点：环道使进入的车辆都绕中心的环岛作单方向的转弯绕行，以相互交织运行交织运行的方式消除了所有的交叉冲突交叉冲突点，造形美观，工程简易，造价低廉。缺点：占地面积较大，车辆绕行距离较长，行人通过困难，尤其沿着转盘的一周将连续个断地发生汇人和分离的交织运行，因而通行能力受到限制通行能力受到限制，尤其当快慢车混行时相互干扰更为严重

15、这种形式有如下持点：(1)这种形式适应对又有四条或更多的肢道而速度和交通量速度和交通量又不太高 (2)要求大的用地。(3)交织段限制了速度和通行能力通行能力。(4)定向标志难于设置定向标志难于设置，除非圆圈半径足够大，能提供交织段适当的 长度多路交织型立体交叉规划时应尽量避免多条道路相交，不得已时方可采用规划时应尽量避免多条道路相交，不得已时方可采用。对于多肢相交的情况下，完全互通式立体交叉的功能完对于多肢相交的情况下，完全互通式立体交叉的功能完善，规模宏大但善，规模宏大但立交构造物立交构造物多，多，占地占地面积大，工程费用高，面积大，工程费用高，容易导致错路运行。此类立体交叉可用于容易导致错

16、路运行。此类立体交叉可用于市郊地区市郊地区以及公以及公路上不实行收费的高速公路之间或高速公路与环城快速干路上不实行收费的高速公路之间或高速公路与环城快速干道相交的情况。布设时，尽量做到结构紧凑，减少占地面道相交的情况。布设时，尽量做到结构紧凑，减少占地面积，必要时向空间发展为宜；在立体交叉形式设计时应结积，必要时向空间发展为宜；在立体交叉形式设计时应结合具体地形、地物和交通量条件，可采用前述三肢和四肢合具体地形、地物和交通量条件，可采用前述三肢和四肢立体交叉形式的有机组合，并进行适当调整；当正线上有立体交叉形式的有机组合，并进行适当调整；当正线上有连续多个进出口时，宜在正线一侧或两侧设置连续多

17、个进出口时，宜在正线一侧或两侧设置集散车道集散车道，以减少对直行车辆的干扰。以减少对直行车辆的干扰。多肢完全互通式立体交叉多肢完全互通式立体交叉集散车集散车道道3.4.2 英国的英国的“小环交小环交”（Small roundabout）1 运行规则和效果 一个常规的或传统的环道交叉环道交叉，车辆运行是没有什么特殊规定的，只要有间隙，入口处车辆就可插入环道作交织绕行，交通量较小而环道直径又相当大的时候还可以适应，当交通量大到一定程度时就不能适应了，会经常发生阻塞阻塞现象。保证在环道上绕行的车辆优先通行优先通行，入口处车辆如遇见环流来车，必须停下让环流车辆通过，在适当的环流间隙才能伺机进入环道，绝

18、对不允许入口车辆抢先进入环道，迫使环流车辆停车等待。英国曾经修建过许多环道交叉。60年代以后，由于经济发展，交通量激增，许多环交适应不了增大了的交通量，发生严重锁结锁结现象。要全部把这些环交改为正规立交，在经济上不允许，因而就从运行方面来想办法。经过对环交处车辆运行的调查研究，提出了“环流优先规则环流优先规则”1.能保持环流绕行车辆的连续运行，不致停顿，因而也就保证了环道交通的活力，永远不会发生锁结 2.交通量大的时候，只会暂时或偶尔在进入环道的各个匝道或道路上发生临时停车排队等待的现象。3.彻底取消了”交织长度”的概念。4.发挥了最大的通行能力“环流优先环流优先”的特点的特点1.宜把入口处扩

19、宽入口处扩宽，把原来只有1或2个车道的驶入道路在入口处扩宽成2、3或4个车道2.环道环道也应相应有34个车道车道供左、中、右行车辆各行其道。3.同时，从环道驶出的出口也适当加宽一个车道加宽一个车道以利车辆快速顺利地驶离环道。4.为有利于导流，设导向岛导向岛。环道改进环道改进3.5 收费道路的立交收费道路的立交3.5.1 收费立交的形式收费立交的形式 收费公路设置立交的作法是在距两条相交道路的交叉口的适当距离处另设以一条连络线连络线，在连络线与两条路相交的地方各设置一个三肢立交，这样所有车辆就都集中经由连络线转弯出入，只须在连络线设置一连络线设置一个收费站个收费站就够了，从而大大简化了管理。转化

20、为三肢转化为三肢立交问题立交问题无连络线无连络线单喇叭型单喇叭型双喇叭型双喇叭型单单Y型型双双Y型型Y喇叭喇叭喇叭子叶喇叭子叶1.当地的地形和地物等情况；2.交通情况设置连络线设置连络线的注意点的注意点 收费立交除原来两道路相交处仍要设置跨线构造物之外，还要增加三肢立交构造物匝道也将延长，工程造价要比不收费立交增加行驶距离和营运费用也有所增大。沈大灯塔沈大灯塔桥桥天津徐庄子桥天津徐庄子桥武汉市北互通收费广场武汉市北互通收费广场营大公路处采用营大公路处采用y型立交型立交收费站一、设置位置收费立交必须设置收费站。收费站的设置位置可以分为两种：第一种为直接设置在主线上，称为路障式路障式，第二种是设置

21、在立交匝道的连络线连络线上二、收费站处的线形 收费站应尽量设在地势平坦开阔，匝道连络线最好是平直线，以便利车辆的停车和启动。尽景避免将收班站设在弯道或陡坡处，尤其不应设在凹形竖曲线的底部，3.6 立体交叉形式的选择立体交叉形式的选择3.6.1 影响立交形式选择的因素影响立交形式选择的因素3.6.2 立交形式选择的基本原则立交形式选择的基本原则互通式立交形式的选择，应根据道路、交通条件，结合自然、环境条件综合考虑而定并遵循下列基本原则进行。1立交的形式首先取决于相交道路的性质、使用任务和远景交通量等。2选定的立交形式必须与立交所在地的自然条件和环境条件相适应。3形式选择要全面考虑近远期结合，既要考虑近期交通要，减少投资费用，又要考虑远期交通发展需要改建提高的可能。4形式选择必须考虑是否收费问题及实行的收费制。5.形式选择应从实际出发，有利于施工、养护和排水，尽量采用新技术、新工艺、新结构，以提高质量、缩短工期相降低成本。7形式选择应与定位相结合。6形式选择和匝道布置要全面安排，分清主次。8在城市道路上，立体交叉的结构形式应简单，占地面积应少。3.6.3 立交形式选择的方法步骤立交形式选择的方法步骤方案比选立体几何形状及结构的选择确定立交的基本形式