复杂条件下山区高速公路枢纽互通方案研究_周忠德.pdf
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1、:复杂条件下山区高速公路枢纽互通方案研究收稿日期:作者简介:周忠德(),男,高级工程师,从事铁路、轨道交通及公路市政等工程勘察设计研究;王彦虎(),男,硕士,工程师,从事铁路、高速公路、互通立交线路设计工作 通信作者:林 安(),男,硕士,工程师,从事铁路、高速公路、互通立交线路设计工作周忠德,林 安,王彦虎(中铁二院贵阳勘察设计研究院有限责任公司,贵州 贵阳)摘 要:枢纽互通是实现高速公路之间交通转换的重要节点,其方案的选择是高速公路设计中的重要环节。结合金仁桐高速公路甫家湾枢纽互通设计实例,首先采用传统的指标分析方法对本枢纽互通方案进行比选,最终确定,匝道下穿川黔铁路双 型方案为推荐方案。
2、其次采用灰色理论建立多目标比选模型,从技术条件、经济指标两方面进行多目标比选。经过比较可知灰色理论模型与传统指标法结论一致,可作为枢纽互通设计辅助方法。关键词:枢纽互通;方案比选;控制因素;灰色关联度;双 型方案中图分类号:文献标识码:文章编号:()近年来我国高速公路网日益完善,促进了各省份之间的交流,推动了经济的持续发展。在公路建设的设计阶段,路线方案的选择至关重要,其中制约选线的关键因素之一是互通位置及方案,尤其是承担高速间交通转换的枢纽互通。枢纽互通方案设计应在结合地形、地质、水文等自然因素的前提下,更加重视运营安全、通行能力和环境适应性等因素。一个科学、合理、便捷的设计方案能充分发挥枢
3、纽互通在路网交通快速转换的作用,提高行车安全及舒适度,从而进一步提高社会效益。本文结合西南山区金沙经仁怀至桐梓高速公路(以下简称金仁桐高速)甫家湾枢纽互通设计实例,首先采用传统设计方法对甫家湾枢纽互通方案进行比选,然后基于灰色关联度法建立方案比选模型,对互通方案进行多目标比选,用以辅助设计。工程概况金仁桐高速公路是贵州省加密规划网中 条强化路网衔接的高速公路之一,属于地方高速公路项目,是对贵州省高速公路网的补充和完善,其中仁怀至桐梓段是遵义规划二环高速路的重要组成部分,是推动黔中经济区的发展,缩短贵州西部毕节、六盘水、安顺与重庆的时空距离,构建黔中经济区与成渝经济区的重要通道。项目起于播州区泮
4、水镇稻场坝,止于桐梓县杉坪村,与规划拟建的桐梓至新蒲高速公路衔接。甫家湾枢纽互通位于金仁桐高速公路与桐梓至新蒲高速公路的衔接处,是金仁桐高速的重要控制节点,实现金仁桐高速与兰海高速的交通转换。根据工程可行性研究报告及交通量预测报告,本互通交通量分布图如图 所示。由图 可知,主交通流为重庆金沙(年预测交通量 ),次交通流为金沙遵义(年预测交通量 ),其余方向交通流较小。重庆新蒲15 641(774)22 624(1 120)金沙遵义8 738(433)2 655(131)6 083(301)16 227(803)图 1甫家湾枢纽互通交通量分布图金仁桐高速公路和兰海高速公路采用的主要技术指标如表
5、所示。表 主要技术指标技术指标名称金仁桐高速公路采用值兰海高速公路采用值车道数双向四车道双向四车道设计速度 路基宽度整体式 分离式 经过现场详细勘察,枢纽互通范围内地质情况如表 所示。表 甫家湾枢纽互通地质情况地形地貌地层岩性地质构造水文地质主要工程地质问题位于大娄山系 尧 龙 山脉,地 形 起伏较大人工填土、卵石土、软土、黏土、碎石土、块石土、碎石土、块石土、灰岩、页岩、灰岩夹页岩枢纽区发育断裂 条水热同季,雨量充沛,干、湿季明显,无霜期长工程区发育不良地质为顺层、岩溶、危岩落石,特殊岩土为软土 主要控制因素本枢纽互通控制因素较多,主要有以下三个因素,如图,图 所示。)兰海高速。被交路兰海高
6、速桐梓服务区和桐梓互通对本互通的布设影响较大,且需在施工期间做好兰海高速的保通工作,减少施工对兰海高速运营的干扰。第 卷 第 期 年 月 山西建筑 遵义金仁桐高速川黔铁路桐梓互通重庆桐梓服务区兰海高速杉坪景区新蒲新区金沙图 2甫家湾枢纽互通主要控制因素图 3甫家湾枢纽互通主要控制因素现场图川黔铁路杉坪景区兰海高速)川黔铁路。甫家湾枢纽互通范围内存在既有川黔铁路,目前该线开行列车对数相对较多,匝道与川黔铁路交叉,施工干扰较大。)杉坪景区。本枢纽互通从遵义市桐梓县 级杉坪景区边缘通过,对互通的布设有一定的制约性。枢纽互通方案比选研究 枢纽互通方案比选基于枢纽互通预测交通量和主要控制因素,结合地形、
7、地质、工程投资、通行能力和运营安全等因素,提出了 个方案进行比选。)方案:,匝道上跨川黔铁路双 型方案(初步设计方案)。方案 为初步设计方案,采用双 型方案连接金仁桐高速和兰海高速,如图 所示。其中,匝道(进出服务 区 匝 道)平 曲 线 最 小 半 径 ,最 大 纵 坡,设计速度 ,匝道(匝道贯通服务区)平曲线最小半径 ,最大纵坡 ,设计速度 ,匝道平、纵线形指标较高。金仁桐高速上跨川黔铁路川黔铁路桐梓互通重庆E 匝道贯穿服务区桐梓服务区九级边坡兰海高速杉坪景区新蒲新区遵义金沙图 4方案 1 示意图)方案:,匝道上跨川黔铁路双 型方案(改移兰海高速)。由于方案 中 匝道与兰海高速平行段()右
8、侧山体较高且较陡,最大挖方边坡高度约 ,挖方数量约 万,施工难度和施工安全风险均较高,故提出兰海高速改移方案。方案 在方案 的基础上,局部改移既有兰海高速,将 匝道 段左侧兰海高速向远离山一侧平移约 ,改移长度约 ,同时调整段加大中央分隔带宽度,满足上跨兰海高速匝道桥在中央分隔带设置桥墩的要求,从而减小桥梁跨径。金仁桐高速端将主线与川黔铁路间,匝道向主线左侧偏移,取消部分匝道桥,具体详见图。金仁桐高速取消部分匝道桥川黔铁路兰海高速重庆方案 2取消高边坡方案 1杉坪景区新蒲新区遵义金沙图 5方案 2 示意图)方案:,匝道下穿川黔铁路双 型方案。方案 如图 所示,匝道下穿川黔铁路,采用 便梁架空线
9、路顶进施工,同时在满足交通流转换的前提下,采用较低的平纵指标,金仁桐高速主要交通流方向(匝道,匝道)采用 的平纵线形指标,次要交通流方向(匝道,匝道)采用 的平纵线形指标;兰海高速主要交通流方向(匝道、匝道)采用 的平纵线形指标,次要交通流方向(匝道,匝道)采用 的平纵线形指标。金沙金仁桐高速川黔铁路重庆下穿川黔铁路兰海高速杉坪景区新蒲新区遵义图 6甫家湾枢纽方案 3 示意图 枢纽互通方案总体评价三个方案的优缺点比较表如表 所示。方案 和方案 平纵线形指标较高,匝道上跨川黔铁路桥采用转体施工,对铁路运营干扰相对较小。但互通与桐梓服务区间距较近,车流量交织严重,且 匝道需同时承担高速主要交通流方
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