义乌佛堂互通立交方案及施工图设计

论文总字数：20975字

摘 要

随着人类社会的不断向前发展和科学技术的进步，人们对于出行的要求也越来越高，各种交通设施也在不断的完善和重建的过程中。随着路网的逐渐扩大，路与路之间的交织点也越来越多，交通冲突点往往成为交通堵塞和交通事故的症结所在。而互通式立交作为一种重要的缓解交通压力的交通形式在整个路网中起到了至关重要的作用。它将交通流分离到不同的层上，大大减少了交通矛盾点，提高了道路通行能力。

本次设计所针对的对象是浙江省义乌市的佛堂镇。佛堂镇是义乌市建成区面积最大、集聚人口最多、综合实力最强的第一大镇，是义西南地区的经济、文化中心，促进佛堂镇的交通进一步完善，以加强佛堂镇的对外交流和经济发展对于佛堂镇乃至义乌市都有着重要的意义。查看地图可以发现，距离佛堂镇最近的交通要道就是甬金高速，为方便佛堂镇与整个浙江省的交流，拟修建与甬金高速相交的佛堂立交。

本次设计需要提交三个方案，比选出最佳方案，并成施工图。

关键词：互通式立交，佛堂镇，甬金高速

INTERCHANGE PROGRAM AND CONSTRUCTION DESIGN

OF TEMPLE TOWN

Abstract

With the continuous development of human society and progress of science and technology, the requirements of human traveling are also increasing. Various traffic facilities are constantly improving and rebuilding . With the gradual expansion of the road network, the point of intersection between the road and the road are becoming more and more which often comes to traffic jams and accidents . As an important form of transport , interchange plays a crucial role in the whole road network to ease traffic pressure . It separates traffic onto different layers, which greatly reduces the traffic conflict points and improves road capacity.

The object of this design is Temple town of Yiwu City, Zhejiang Province. Temple town is the largest town in Yiwu city,which has the largest built-up area and the most comprehensive strength and gathers the most populous .It is also the economic and cultural center of the Southwest justice. Further promoting the traffic of Temple town to strengthen the foreign exchange and economic development is beneficial to the town and the Yiwu city. According to the map, we can easily find that the Ningbo-Jinhua Expressway is the nearest road from Temple town. To facilitate exchanges with Zhejiang Province, an interchange is to be constructed in Ningbo-Jinhua Expressway.

This design requires to submit three programs,chooses the best option and gives the construction drawings.

KEY WORDS: Interchange Temple town Ningbo-Jinhua Expressway

目 录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国内外立交设计现状 1

1.2.2国内外互通式立交计算机辅助设计现状与前景 2

1.3本课题研究的主要内容及意义 2

第二章 互通式立交的设计原则与设计步骤 3

2.1 互通式立交的设计原则 3

2.2 互通式立交的的设计步骤 3

2.2.1 立交所在地区资料调查与收集 3

2.2.2 方案设计 4

第三章 义乌佛堂互通式立交方案设计 6

3.1 工程概况 6

3.2 方案一喇叭形 7

3.2.1平面设计 7

3.2.2 纵断面设计 8

3.2.3 横断面设计 9

3.2.4超高设计 10

3.3方案二变形式苜蓿叶型 10

3.3.1 平面设计 10

3.3.2 纵断面设计 11

3.3.3 横断面设计 12

3.4 方案三半苜蓿叶半定向型立交 13

3.4.1平面设计 13

3.4.2 纵断面设计 14

3.4.3 横断面设计 15

第四章 立交方案比选 16

4.1 互通立交方案比选论证的原则和方法 16

4.2 方案比选结论 16

第五章 交通工程及景观设计 17

5.1交通标志标线 17

5.1.1 设计原则 17

5.1.2路面标线 17

5.1.3交通标志 17

5.2景观设计 18

5.2.2 立交绿化 18

第六章 三维模型及仿真漫游 19

6.1具体步骤 19

6.2 实际效果 19

第七章 结论 20

7.1 设计过程中的问题探讨 20

7.2 缺陷 21

第一章 绪论

1.1引言

交通拥堵问题是全世界共有的难题，尤其是在经济发达地区尤为严重。为了解决这一难题，全世界专家学者倾尽心力寻找各种交通方式，交通指挥方式以期冀能改善现状。除了大规模的进行道路桥梁建设，交通指挥和运行管理也得到了发展。

在道路体系网中，可以分为三部分：道路、桥梁和隧道。立交作为道路体系中重要的组成部分融合了道路、桥梁和隧道，将三者结合起来以提高道路的通行能力。与城市建筑建设的理念类似，摩天大楼和海底世界都是充分利用空间资源，与此类似的桥梁和隧道也正是在古老的道路的基础之上实现空间的拓展。立体交叉能够将平面交通中互相冲突的矛盾分解到不同的道路空间层上，从而使得各个方向的形式车流互不干扰，保证行车快速通畅，大大提高通行能力。除了提高了通行能力，立交的存在在一定程度上也减少了交通事故。

虽然立交的功能性很强大，但是立交的规划、设计和施工都很繁琐。在规划的时候要能够比较精准的把握现在的交通量，比较准确的根据现在的交通需求来预测未来的交通量，从而决定立交的形式。在设计的时候要兼顾安全、美观和经济，尽量做到节省成本，保证质量。在施工的时候更要严格把关，不能有丝毫松懈。由于立交的技术复杂、形式多样、造价不菲等特点，它在高速公路的设计项目中一直是需要重点关注的对象。

立交的设计和一般的道路设计不同，它的内容繁杂，既有道路设计又有桥梁设计，甚至还有隧道，除此以外，还包括交通工程设施设计。在设计的时候根据交叉道路的数量以及交通量的大小还要综合考虑地形地貌来定出立交形式。可以说立交是千变万化的，要将这许多的因素处理好实属不易。要想仅仅依靠CAD本身的功能来完成道路立交设计时不可能的。而事实上，随着计算机技术的发展，道路设计的软件也逐渐走出了自己的市场。这些软件的出现使得立交设计的程序被大大简化，提高了立交设计的效率，节省了许多立交设计手动操作所造成的时间浪费，甚至可以说这些软件的出现还提高了设计质量。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内外立交设计现状

从古至今，衣食住行一直是我们最基本的生活需求。其中，行更是人们日常生活中最重要的一部分。物资运输、信息传递以及旅游等都离不开交通。古代沿江地区之所以能快速发展除了与水源有关，也与海上航运有关系。历来交通通畅之地多为富饶之乡。世界上的许多经济发达的国家，其交通设施必然是健全和科学的。事实上，人们已经建成了数以万计的高速公路以及城市道路，为适应发展和通行需求，立交也应运而生。早在1925年，德国就建成了立交。此后，在美国，立交更是得到了长足的发展，应用面也十分广泛。在美国立交建设的良好运行之后，许多国家纷纷效仿。20实际50年代中期，英国和法国等其他发达国家也开始大量修建立交以缓解国内日益严重的交通堵塞问题。到了60年代，大多数发达国家和一些发展中国家也基本形成了自己国家特色的路网，立交建设基本成熟。

我国作为世界上最大的发展中国家，立交修建的比较晚。这与我国的历史发展和国情是息息相关的。在1955年的时候，我国才在武汉滨江路修建了第一座部分苜蓿叶一型立交。次年，在北京市郊又修建了三座部分立交桥。后来，随着国家经济复苏和社会发展，从70年代初开始，北京市在中环路上先后修建了十几座立交以适应首都的交通需求。1989年我国建成了大陆上的第一条高速公路——沪嘉高速公路，从那以后，我国的高速公路建设事业迅速崛起，以不可阻挡之势迅猛发展。到2009年为止，我国高速公路总里程已超过7.5万公里，仅次于美国。在大范围大幅度建设的同时，相应的技术也在逐渐成熟。从开始的规划、勘测，到中间的设计、施工，再到后期的养护、管理，这一系列相关技术都取得了显著的成果。从开始的人为手动到后来的软件化、智能化，这些进步大大节约了时间，节省了成本，使得公路建设变得规范化、效率化。

1.2.2国内外互通式立交计算机辅助设计现状与前景

随着科技的进步和计算机的发展，立交设计的方式也在发生着变化。从传统的手工绘图、描图渐渐转变为现在的软件绘图。因为随着人们生活水平的提高，传统方式设计的立交没有足够的效率与精度，不能满足时代的需要和现代人的出行要求。而随着CAD功能的逐渐完善，一些列立交计算机辅助设计软件便应运而生。最早的立交计算机辅助设计软件出现在西方发达国家，主要涉及路线设计、计算和优化等问题。后来随着计算机技术的发展，立交辅助设计软件也在不断的更新。目前国际上比较典型的道路CAD系统有：CARD/1、ROADCAD、INROADS、MOSS等。

与我国的立交建设起步晚一致，我国的公路CAD研究于70年代后期开始，也是起步比较晚，但是发展很迅速。比较典型的是由交通部公路规划设计院、东南大学、西安公路交通大学、湖南省交通设计院、交通部第一公路勘察设计院、长沙交通学院等6家单位开发的公路CAD系统(HICAD)和由同济大学、交通部公路规划设计院、重庆公路科学研究所等单位联合开发的桥梁CAD系统(JT=HBCADS)，这两个系统一经推出就得到了广泛地应用，井迅速推广。而队在总结经验的基础上不断地在进行进一步的开发。

为了与时代接轨，与世界同步，我国的公路CAD技术是一定会向世界看齐的，力争形成可视化、集成化、智能化和网络化的公路CAD系统，开辟出更广阔的发展空间。

1.3本课题研究的主要内容及意义

义乌佛堂立交项目主要是将佛堂镇与G1512国道相接，顺接到浙江省义乌市的五洲大道和佛堂大道，以促进佛堂镇的对外交流和经济发展。本次课题需要提交义乌佛堂立交的三个立交设计方案，并进行比选以确定出最佳方案。其中三种方案都要包括平面线形设计、纵断面设计、横断面设计、三维建模与动画，缺一不可。

该立交项目的设计建设对义乌佛堂镇的交通具有重要意义，该项目主要是将佛堂镇与G1512国道相接，顺接到浙江省义乌市的五洲大道和佛堂大道。G1512甬金高速公路起点在宁波，途经绍兴至金华，全线均位于浙江省境内，是浙江省的交通要道。佛堂大道上接环城南路下接上佛线，是佛堂镇对外的交通干线。尤其是在与环城南路相交处经常发生交通拥堵现象。而五洲大道上接环城西路下接上佛线，对佛堂镇的交通也起到了重要的作用。为缓解与环城道路相交处的交通压力，同时将佛堂镇与G1512甬金高速相连接以促进佛堂镇与整个浙江省份的交流，拟新建佛堂立交，与G1512相交，顺连五洲大道与佛堂大道，进一步加强佛堂镇的对外交流，加快促进浙江省路网的建设和完善。该立交建成后将对佛堂镇以及义乌市的交通起到重要作用，更加方便车辆的通行和市民的出行。

第二章 互通式立交的设计原则与设计步骤

2.1 互通式立交的设计原则

互通式立交的详细设计是在初步设计或选型设计基础上针对地形、地物、交通量、技术规范等要求对互通式立交匝道布局的进一步深化，是互通式立交设计的参数化和指标化，一般应遵循以下几个原则：

1. 线形简单、直接

互通式立交的匝道形式多样，不同的匝道能有千变万化的立交形式。对每个具体的立交工程来说，在若干形式之中，线形简单、直接的形式是最可取的形式。线形简单的立交形式最利于驾驶员对该立交的运行识别，不易引起错路运行；直接比绕行能减少运行时间，可以节省营运费用。

2. 运转顺适流畅

一般来说平面、纵断面满足规范要求是最基本的要求，而做到平面之间、纵断面之间各指标的组合合理，以及平、纵、横之间的协调，才是保证车辆行驶流畅的必要条件。设计时首先需要满足道路交通量的需求，并针对设计交通量的需求提供相适应的服务水平；其次应满足相交道路及立交的技术标准，如最小平曲线半径、竖曲线半径、纵坡、超高、视距、变速车道等的要求，保证车辆的顺畅通行。

3. 经济、节约占地

首先，在总体经济方面，力求工程造价与养护费用适度、合理，同时还需要降低营运费用，尽量使匝道直捷，减少运行里程；其次，互通式立交的占地规模都比较大，而且一旦形成则成为永久性占地，所以在匝道类型选择和互通式立交的布置方案方面，需要结合实际情况，尽量减少占地与拆迁。

4. 造型美观

良好的立交造型，能增加行驶的舒适度，同时，有特色的、造型美观的立交，还可以缓解驾驶员的疲劳，诱导视线。一座宏伟、壮丽的立交桥为当地会增添又一处人造景观。因此设计时应注意立交的造型。

2.2 互通式立交的的设计步骤

2.2.1 立交所在地区资料调查与收集

1） 自然条件资料

包括该地区的地形、地物、地质、水文、土壤、气候、气象以及其它有关的自然条件资料。

2） 路线资料

包括相交道路的性质、等级、标准，路线的交角，路基宽度，横断面形式及尺寸，净空高度，设计荷载，设计车速及平纵横技术指标等。

3） 路面资料

包括路面类型、厚度、土基状况、自然区划等。

4） 交通资料

包括交叉口各向直行和转弯的现有交通量、远景设计交通量(年平均日交通量及小时交通量)、交通组成、同一时间各方向汽车比例等，作出交叉口交通量分布图。

5） 经济调查与地区调查

为了确定立交规模及类型，主要是对立交区的经济情况和地区情况进行概略调查。

2.2.2 方案设计

主要结合互通式立体交叉设计软件——DICAD PRO（DPX）的功能操作，讲述立交方案设计的大致操作步骤。

1） 选型

互通式立体交叉的规划、设计时，除考虑交叉连接公路的种类、级别、设计、交通量等基本条件外，还应研究附近的地形、地物状况和土地利用的现状以及将来的规划，并要综合研究收费公路运用管理方面的各种条件，选定技术上、经济上最合理的型式。

2） 平面线形设计

首先定出主线、各匝道的横断面形式。立交横断面的型式应在立交总体设计或方案设计时选定。一般应根据两条相交主线的性质、等级、远期交通需求及立交总体布设需要、桥跨结构布设需要，并结合实际情况选择合适的断面结构形式。

匝道平曲线的线形要与汽车行驶速度变化相适应，并考虑匝道承担的最小交通量；匝道起终点、收费站等处，横断面组成、尺寸、横坡及线形等应满足行车要求，做到线形顺适圆滑，做好过渡段的设计。操作时，可运用DICAD PRO的导线法、动态模式法（新动态模式法）和动态变速车道法（新动态变速车道法）等功能进行各种线形的相接和优化。

缓和曲线的长度必须采取超高过渡所需的长度进行设计。超高横坡一般在缓和区间全长范围内进行过渡。注意直接式减速车道驶入匝道的分流点应具有较大的曲率半径，应严格满足规范要求。

软件操作时，有一个专门用来记录路线各种信息资料的数据管理器——DPF，我们对己定好的线位进行桩号初始化，主线和每条匝道的DPF文件即包含了该线位的平面信息。然后根据DPF文件中的平面资料信息，软件可自动生成边线，圆角，直接式或平行式变速车道的标注，桩号和高程标注等等。

3） 纵断面设计

在对所有道路进行竖曲线设计之前，需利用DPX的数字地面模型（DTM）对已有的地形图进行横、纵地面线资料采集。

一般先确定主线纵坡，然后拉被交线的纵坡，尤其要注意被交线上跨的净空控制。纵坡、竖曲线半径、切线长、坡长等也应满足设计规范要求，起伏不宜过大和过于频繁。同时还应考虑平、纵结合问题，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包纵”。

然后确定各个匝道的纵坡。出入口处匝道与上线或被交线的纵坡应顺适衔接；匝道各段纵坡大小应与交叉处桥跨、通道净空需求协调配合，满足各个控制标高的要求。

匝道起终点的设计标高必须与主线或被交线的设计标高协调一致，该标高应根据该点横断面上主线或被交线设计标高减去横向坡度引起的高差而求得。可以使用软件中“得到一组桩号高程”命令，直接定出匝道起终点纵坡。

纵断面竖曲线完毕，根据填挖高度辅助桥梁配跨。桥梁配跨要因地制宜，根据各地情况、工程费用而定。

纵断面分幅成图。纵断面成图是根据各个路线的DPF文件中纵地面线资料、竖曲线资料、超高类型资料、路面横坡度资料、路槽深度资料和路面宽度资料等自动成图。

4） 横断面设计

横断面设计包括根据所设计的道路所在的地区和等级，确定超高类型、路面横坡度、路槽深度、路面宽度（主要是加宽设计），还包括边坡与挡墙的设计等。

在立交设计中需要特别注意的是匝道与主线相接的端部，需要考虑匝道的横坡应与此处主线的横坡相一致。由于匝道一般都是以一定角度与主线相接的，在计算此处的横坡度时，应该计算的是此处路面的合成坡度（计算横坡和纵坡的结合）。以便在后期端部设计中标注高程时能保证连接处个点高程一致，同时也可以保证在道路建模过程中，在连接处能建立衔接很好的三维模型。

在横断面戴帽成图之前，首先要根据横断面形式以及断面所在地形特征确定合理的边坡和挡墙形式，这是横断面设计成败的关键。边坡设置完毕后，即可进行横断面戴帽成图。横断面设计成图需要纵横地面线资料、竖曲线资料、桥梁范围资料、沿线构造物资料、超高类型资料、横坡资料、路槽深度资料、横断面宽度资料、填挖边坡资料。

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