城市立体交叉课件第一章平面交叉口与立交.ppt

城市道路与立体交叉,Urban Road and Overpass,立 体 交 叉 工 程,主讲：徐 平,杨少伟 编 著,目 录（contents）,1,平面交叉口与立体交叉概述,2,匝道设计,3,立交的选型,4,立交桥梁概述,5,城市道路与立体交叉设计实例,6,立体交叉,立交附属设施设计,立交是什么？,立交即立体的相交道路。,为什么会有立体交叉的道路,怎样设计一个立交？,问题,1.立交设置在什么位置？,2.为什么要设置立交呢？,3.立交与平面交叉的关系？,4.设置立交后有什么优点？,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.1 立体交叉的发展,1.1.1 国外立体交叉的发展,美国20世纪20年代就开始修建立体交叉。1928年美国在新泽西州的两条道路交叉处修建了第一座公路立体交叉，如图所示。,伴随着社会经济增长和汽车工业发展而产生,全苜蓿叶式立交,1.1.2 国内立体交叉的发展,我国修建立体交叉起步较晚，首先从解决城市道路交叉口的交通问题开始的。1955年，武汉在滨江路上建成第一座部分苜蓿叶式立体交叉。1956年，北京开始在京密引水工程滨河路上修建三座部分苜蓿叶式立体交叉。1964年，广州市在大北路建成第一座双层环形立体交叉，该立交在1986年又改建为三层环形立体交叉。,进入20世纪80年代后，随善我国改革开放政策的步步深入，经济的快速增长，全国各地纷纷修建高速公路。1984年12月动工，1988年10月建成通车的沪嘉高速公路，是我国大陆第条最早建成通车的高速公路。1984年6月动工，1990年8月建成通车的沈太高速公路，全长375km，为我国大陆第一条最长的高速公路。,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.2 立交工程的必要性特殊性,我国经济的飞速发展高速公路的大量修建以及城市规模的不断扩大，立交工程成为其不可缺少的一部分。,1.1.2 立交工程的特殊性,1.牵涉到路线的设计问题（线性交复杂）,2.牵涉到桥梁的设计问题（型式复杂）,3.牵涉到交通工程问题（内容复杂）,1 平面交叉口与立体交叉概述,立体交叉的组成,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.4 立体交叉的组成:,1.跨线构造物2.正线3.匝道4.出入口5.变速车道6.辅助车道7.匝道端部8.绿化地带9.集散车道,1 平面交叉口与立体交叉概述,最直接最微观的原因,立体交叉与平面交叉的渊源,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.5 平交和立交,1.5.1 平面相交问题,基本运行关系,离开运行,汇合运行,相交运行,交织,潜在的冲突点,影响交通，出现交通事故区,1 平面交叉口与立体交叉概述,平面交叉口冲突点分析,离开冲突点8个,汇合冲突点8个,相交冲突点16个,两车道与两车道交叉口,同理当四车道与两车道交叉口存在64个冲突点,改善平面交叉口途径,1.把冲突点从空间和时间上分散开来；,2.消除主要的冲突点；,3.将冲突点分散一部分，消除一部分。,冲突点从空间分散开来（26）,1 平面交叉口与立体交叉概述,冲突点从空间分散开来（20）,冲突点从时间分散开来（8）,左转弯禁止则相交冲突点消除,消除部分主要冲突点（相交冲突点）,1 平面交叉口与立体交叉概述,左转车辆可等待侍机通过,进一步从时间上分散冲突点,直行和左转车流较大时,壶把式交叉,1 平面交叉口与立体交叉概述,这些措施真的很好的解决问题了吗？,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.5.2 立体交叉设计的一般原则,以上都是从平面上和时间上分散冲突点的方法，都难免要存留一些相交冲突点，或者通行能力受到限制。更好的办法则是设置立体交叉立交。,一般下述情况设置立交,要求提高交叉口通行能力和效率，消除拥挤和阻塞时；,要求改善交叉口交通安全、消除交通事故；,与高等级公路相交时；,地形有力和平交相比也不会过多增加造价时；,对一条道路或其中的某一段进行入口控制时。,1 平面交叉口与立体交叉概述,设置条件,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.6 我国立体交叉发展中的问题,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.7 立交工程的规划和设计,1.7.1 设计步骤,一座立体交叉的设计，是包括规划、可行性研究、初步设计到施工图设计的全过程。一般可按步骤进行：,1初拟方案：根据设计要求和地形条件，在地形图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，转弯半径能否满足规定要求，各层间可否跨越，拆迁是否合理，一般选24个比较方案。,1 平面交叉口与立体交叉概述,3确定推荐方案：在地形图上按比例绘山各比较方案，完成初步的平纵设计、桥跨方案和概略上程量计算，作出各方案比较表，全面比较后一般确定12个推荐方案。比较时应考虑交通是否流畅安全，各匝道的平纵横及其相互配合是否合适，立交侨的结构、布置是否合理，设计和施工难易程度，整体工程的估价，营运养护条件以及立交的造型和绿化等。,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，最后定出采用方案。应权衡造价与方案、近期与远期、局部与全局的关系，也可采用分期修建的立交方案。,1 平面交叉口与立体交叉概述,5详细测量：对采用方案实地放线并详细测量，进一步收集详细设计所需的所有资料。,6完成全部施公图设计和工程预算。,以上14步为初步设计阶段，当可选方案较少或简单明了时可酌减步骤，56步为施工图设计阶段。,1 平面交叉口与立体交叉概述,设计步骤示意,重点和主要部分,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.7.2 立体交叉的设计资料,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.7.3 立体交叉规划调查,一、自然条件调查,自然条件的调查，为有关地形、地质、水文、水利、气象、地物、地震等调查。一般情况下，借助于1/2000的地形图或实地勘察资料选定互通式立交的位置。在确定立交形式阶段，要做详细的土质调查和水文调查。土质调查中，对于不良地质地段，如软土、膨胀土等，应注明其分布范围、埋藏深度、土质的性质及特性指标等；对于不良地质构造，如断层、地裂缝等，应注明其走向、位置、发育程度等。水文资料调查应明确立交有可能跨越的河流位置，河流的流向、流量、流速、水深、高水位和枯水位、汛期的持续时间，有关地区的降雨量及雨量分布等。,交通运输系统有三大调查,1 平面交叉口与立体交叉概述,二、社会经济调查,社会经济系统作为运输系统分析的三要素之一，在进行交通规划和公路可行性研究时，社会经济现状和预测资料不可缺少。社会经济调查是根据交通规划的需要，对所规划区域内的社会经济状况做全面的调查，收集详尽的资料。,1人口,2自然资源,3经济,交通运输是为经济发展服务的，经济发展是交通运输需求的根本源泉,交通源于经济又服务于经济,1 平面交叉口与立体交叉概述,三、交通调查,(一)交通现况调查,(二)交通起起讫点(0D)调查,掌握和预测,起讫点调查就是从某一出行点到吸引点之间对交通单元(车辆、货物)的流量流向，及其通过的线路和起止地点等资料的调查。它在交通规划和可行性研究中占有极为重要的地位。,(1)家访调查法。,(2)调查法。,(3)路边询问法。,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.7.4 立体交叉的交通流量预测,一、交通预测的基本概念,预测技术是广泛应用于社会、经济和工程技术等领域的一门综合性的方法论科学。其基本思想就是根据历史和现状预测未来。即在研究事物发生、发展过程所呈现的规律性与分析现状条件、环境因素的制约和影响的基础上，推测事物未来演变的状态和发展趋势。交通预测是预测技术在交通领域的运用，是对规划期内的公路运输发展作出的科学估计。通过对过去和现有交通运输网的组成和特性进行分析，进而推知未来区域交通运输网上流量构成和分布特征。,1 平面交叉口与立体交叉概述,1交通预测的步骤,交通预测的一般步骤如下：,(1)确定预测目标。预测是为决策服务，所以要根据决策所提出的要求去确定预测的目标。,(2)选择预测影响因素。从大量因素中，鉴别、选择和确定与预测目标有关的影响因素。,(3)搜集、整理资料,(4)数学模型的选择与建立。,1 平面交叉口与立体交叉概述,(5)数学模型的检验。,(6)进行预测。,(7)分析和确定预测结果。,2交通预测的分类,交通预测的方法很多，一般可分为定性预测和定量预测两大类。应用时常是定性与定量两类方法相结合，但以定量分析为主。,1 平面交叉口与立体交叉概述,定性预测的目的是研究和探讨预测对象所表现的性质，如事物发展的总体趋势，事件发生和发展的各种可能性及其造成的影响，目前确定执行的决策是否会达到制定决策的目的等等。,定量预测是在历史数据和统计资料的基础上，运用数学或其它分析技术，建立可以表现数量关系的模型，并利用它来计算预测对象在未来可能出现的数量。常用的定量预测技术有回归法、时间序列趋势外推法以及经济计量学的一些其它方法。,1 平面交叉口与立体交叉概述,3高速公路预测交通量组成 高速公路预测交通量主要由下列三部分组成：趋势交通量、转移交通量和新增交通量。,(1)趋势交通量。对于已有的路网，对以通过交通调查，得出所建高速公路的现状流量。然后考虑每年流量的增长率，推算出规划年的趋势交通量。,(2)转移交通量。除了趋势交通量以外。因修建高速公路汽车运输费用降低，运输时间缩短，使原来由铁路、水运或邻近道路运载的客货运量转向新建公路，这就是转移交通量。,1 平面交叉口与立体交叉概述,(3)新增交通量。第一种是时间和距离的缩短，引起市场范围的变化；第二种由于高速公路的建设，经济结构、产业相同发生变化，引起新的产业布局和开发项目，由此也诱增了交通量；第三种是新路改善了交通条件，诱发了原来潜在的交通量。,1 平面交叉口与立体交叉概述,二、社会经济分析与预测,社会经济分析是指对社会经济基础资料进行研究，分析社会经济活动过程的增长或制约因素。掌握社会经济的发展特点，从中揭示社会经济与公路交通需求的内在联系。社会经济预测是在社会经济分析的基础上，结合国家确定的宏观经济发展战略和政策，以及有关省份的相关规划，采用定量和定性相结合的方法确定与交通需求相关因素的未来经济发展水平，把握区域社会经济发展的变化趋势。,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.7.5 立体交叉规划的一般原则,一、设置原则,1以公路网规划为依据 公路立体交叉的设置应符合公路网规划的要求，保让高速公路交通流的畅通。在立体交叉的设置上，不仅要考虑每个立体交叉的位置、形式和规模，更主要的是要综合考虑整个公路网上立体交叉系统的协调性与一致性，以便提高整个公路网的效率。,1 平面交叉口与立体交叉概述,2满足交通发展需求 立体交叉不仅造价高，而且由其产生的营运费用也很高。因此，高速公路与其它道路相交时，立体交叉是否设置、何时设置、设置成何种形式和规模，都应从交通的需求角度论证。一般来说当转弯交通且较少时，即使在已规划为互通式立体交叉的交叉处也不应急于修建，而采用预留位置或设置分离式立体交叉。只有当预测的交通需求不能得到满足时，才考虑设置互通式立体交叉。,1 平面交叉口与立体交叉概述,3技术上可行 高速公路立体交叉的设置在技术上应是可行的。包括在立交方案布置、交通组织方式、立体交叉结构形式与周围环境的配合、交汇道路或连接道路的条件及分期修建方案等方面部应进行全面论证，避免在技术上考虑不周给立体交叉造成很多缺陷，留下遗憾。,1 平面交叉口与立体交叉概述,4用地上可能 立体交叉占地一般较大，如果交叉处土地开发程度高，房屋及其它建设设施比较密集或是优质高效的耕作区，则拆迁、征用土地支付的建设费用就会很大。对于这种情形，就要结合城镇发展规划和土地利用规划而选择其它用地较宽裕的地点；或者从公路网系统上来考虑立交的设置，尽量减少用地规模，通过相邻的公路立交来完善其交通功能。,5经济上有效益 对于立体交叉的设置，除考虑其在道路系统中的作用外，应从经济效益方面对其经济可行性加以论证，一般当对其经济效益有利时方可设置。,1 平面交叉口与立体交叉概述,二、高速公路与城市的连结,高速公路的建设是按国家干线公路网规划进行的，其最终日的是建成以首都为中心，连接各省市区的大中城市、港站枢纽、工农业基地的全国四通八达的高速公路网。,高速公路与城市联结地点的选择可遵循以下原则：,1 平面交叉口与立体交叉概述,1联结地点应靠近城市，但不能进入或经过市区。2联结地点应与城市总体现划相结合，并与城市道路规划和布局相配合，充分发挥城市道路网的交道集散作用。3有利于高速公路上汽车的集散。4有利于交通管理设施与服务设施的布设。5有利于环境保护。,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.7.6 立交布置条件示例,一般说来，互通式立体交叉的设置，应根据相交道路的等级、性质、任务、交通状况，考虑到公路网或城市整体规划、立交建成后经济、社会和环境效益等条件，综合分析研究确定：,（1）公路立交应用示例,示例1：高速公路与高速公路相交的立交,1 平面交叉口与立体交叉概述,如图所示，美国的路易丝安娜州巴顿罗格立交，位于州际高速公路110和1122及一条支线I110的交点，属于高速公路立交。该立交采用了典型的四星式四层互通式，四条左转匝道分两层“穿心”布置，采用半定向式，设计标准良好，结构紧凑，占地较小。,示例2：高速公路与城市快速干线相交的立交,1 平面交叉口与立体交叉概述,成都一重庆高速公路上的上桥立交。立交连接的是成渝高速公路和重庆市外环线。立交采用心形组合式，即两条左转弯匝道采用半定向型，而另外两条左转弯匝道采用小环道。外环线下穿，使整个立交高架地面。结构紧凑，功能明确，并且恰当地利用了立交所在地的凹形地形，处理好了立交与附近铁路线的关系。,1 平面交叉口与立体交叉概述,示例3：城市快速干道与一般道路相交的立交,1 平面交叉口与立体交叉概述,如图所示，1986年建成的天津中环线中山门“蝶式”立交，为城市快速路立交，该立交位于市区中环线快速路与津塘公路相交处。此立交构思新颖，结构紧凑，造型美观，立交布局富有新意，并且充分利用地形，不失为立交设计的经典之作。,1 平面交叉口与立体交叉概述,1.7.7 立交标志的设计,立交匝道千空万化，如果没有清楚而又明确的标志，必然使驾驶人员无所适从，发生迷惑极易引起错路运行、错过出口以及其他的严重事故，因此必须强调立交的标志设计，并遵行如下的一些原则：,1设计一座立交工程时，必须同时进行标志的设计，并纳入设计预算。,2施工一座立交工程时，必须同时按设计进行标志的施工，工程完工时标志必须同时完工，然后才能交付使用。不允许一座立交工程在没有任何指示标志的情况下交付使用。,1 平面交叉口与立体交叉概述,3指导车辆运行的标志除了必须正确无误外，还应当字迹清楚醒目、标志牌尺寸足够的大、安设高度适当等，以保证车辆在高速运行情况下也容易识别。,4立交工程最重要的标志是转弯出口的标志，般须在2km之前就要设置预告标志，以后还要在1km、500m位置设置，到临近的300m、200m、100m处要连续设置警示标志，以保证转弯车辆不要错过出口。,5立交标志应纳入养路部门养护管理的内容，经常检查、刷洗、更新和补充。,1 平面交叉口与立体交叉概述,小 结,Urban Road and Overpass,