关于公路互通式立交平面线形设计及应用分析

时间：2024-04-24

叶益宏

公路互通式立交设计是公路设计的重要内容，它除具备一般公路设计的特点之外，还受到区域车辆行驶轨迹的多向性、线形多元化以及公路方向等因素的影响。采用平面线形设计的方法，能够有效的提高设计效率。

1 平面线形设计方法概述

平面线形设计方法在公路互通设计中具有十分广泛应用，它主要分为直线型平面线形设计方法与曲线型平面线形设计两种方法，在具体设计过程中，需要结合实际情况，采用合理的方法进行设计，以满足灵活性与多样性的要求。

1.1 直线型平面线形设计方法

在设计的过程中，主要以导线来控制设计线路的走向，来对互通式立交桥进行设计，这种方法设计简单，但其在弯道处使用曲线布设，在实际的公路立交设计时，往往存在很多局限性，不能满足互通式立交匝道线形多种交通形式的需要。

1.2 曲线型平面线形设计方法

曲线设计法在互通式立交桥设计中具有十分广泛的应用，它主要是采用在直线和圆曲线中插入回旋线的方法进行平面绘制，而不再以直线为控制主体，并且在设计中采用曲线勾勒线形走向，从能够巧妙的应用地形，使得互通式立交桥的线形更加优美流畅，已经成为当前互通式立交桥设计的主要方法之一，它常用的方法有导线法、积木法、模式法、线元法等多种方法，在具体的设计过程中，一般主要是采用曲线板在当地的地形图上设计出互通式立交桥的基本形状，然后结合具体的情况进行调整设计，以满足设计的约束条件，接着根据具体的要求进行精读的计算，得到曲线的各个要求与逐桩坐标。在具体的设计过程中，都是根据具体的切线长度与曲线参数进行设计，直到能够满足要求。一般情况下，设计都是采用固定起、终点及切线方位来进行设计，而传统曲线法在具体的求解时主要采用的试算法，并不断的对回旋参数A 和终点半径Re 为搜索对象，这样在具体的计算中，就不能保证设计的收敛性，导致设计的精度不够。

2 平面线形设计方法在互通式立交桥设计中的应用

2.1 直线型平面线形的应用

采用直线型平面线形设计主要实现步骤结合具体的情况进行设计，步骤如下：

第一，根据设计的具体要求，需要点击选取或输入数据，确定设计的起点坐标(Xorg Yorg) 位置；第二，根据立交桥线形存在曲线的情况，确定曲线的切线方向(在此切线方向即为直线方向)，在确定时要能够结合实际地形等进行设计，这时，可以通过采用endpoint (定向端点) /twopoint (两点法) /input (输入数值) 这三种数据来确定具体的数据选择方法，从而能够确定立交桥的互通方式。第三，在完成前期的线路设计时，根据路线具体的设计要求，选择布设点取下一点，并根据步骤2 来选择相应的切线进行确定。

采用直线单元为道路平面线形设计时的方法与步骤比较简单，设计的效果也比较好，主要采用线形设计的方进行满足要求，在具体设计时与AUTOCAD 绘图方法比较相似，主要是比AUTOCAD 绘图多了选择线形的这一步骤。

2.2 曲线型平面线形设计方法的应用

采用曲线型平面设计的方法可以充分考虑互通式立交桥的多种影响因素，并能结合地形的实际情况进行设计，具体的实现步骤如下：

第一步，根据设计的具体要求，需要点击选取或输入数据，确定设计的起点坐标(Xorg Yorg) 位置，作为曲线的起始点；

第二步，根据立交桥线形存在曲线的情况，确定曲线的切线方向(在此切线方向即为直线方向)，在确定时要能够结合实际地形等进行设计，这时，要求结合具体的地形情况与线路的可能的通行情况，可以通过采用endpoint (定向端点)/twopoint (两点法) /input (输入数值) 这三种数据来确定具体的数据选择方法，从而能够确定立交桥的互通方式。

第三步，第三，在完成前期的线路设计时，根据路线具体的设计要求，选择布设点取下一点，并根据步骤2 来选择相应的切线进行确定。

采用圆曲线单元为道路平面线形设计中是公路互通式立交桥设计的另一种方法，可以与直线型平面线形方法结合在一起，在两点线元法互通式立交平面线形设计中也需要与AUTOCAD 绘圆曲线方法结合在一起，采用三点法，两点法，相切、相切、半径方法进行设计，这与其他的设计方法不同，它是己知互通式立交桥的两点坐标(起、终点坐标) 和一条圆的切线(起点切线) 的条件下，来设计具体的形状与方式，并通过求出各点坐标来画出相应圆曲线，从而实现具体互通式立交桥的设计。

它的主要过程如下：首先确定设计的起始点坐标值（X0，Y0），并结合起点的切线方向夹角β，以达到确定设计终点的坐标（X1，Y1），这样就可以结合具体的情况来求出圆周上每个点的具体坐标。主要是通过圆心坐标与终点的连线及其垂线之间形成三角关系，得到相应的坐标值。