武汉市三环线汪家嘴立交方案研究

陈兴涛，张　黎

（1.武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023；2.武汉市市政建设集团有限公司，湖北 武汉430015）

1　项目背景

武汉市三环线规划定位为城市快速路，分东、西、南和北四段分期建设。从2000年三环线西环建成通车到三环线东段2010年通车并最终成环，中间共历时10多年。由于是分段建设且建设时间跨度长，最初建成的三环线西段设计通行能力已不能满足环线贯通后迅速增长的交通需求；同时，由于周边出现了大量布点散乱的企业，而周边区域的城市道路网欠发达，无法从路网分流，导致三环线西段沿线护栏出现了较多的违规开口，存在较大的安全隐患。为了提高通行能力，充分发挥环线效率，减少交通事故，同时为了提升道路景观、打造舒适的行驶环境，武汉市政府提出对三环线西段进行全面综合整治。

龙阳大道—东风大道为武汉市‘三环十八射’快速骨架路网中的放射线之一，沿线依次串联二环线、三环线以及四环线，是武汉主城往西的主要出城通道，交通功能十分重要。三环线西段综合整治时，龙阳大道和东风大道也即将进行快速化改造。因此，设计对三环线西段与龙阳大道-东风大道快速路的相交节点——汪家嘴立交按枢纽立交进行改造提升，以满足远期交通需求。图1为汪家嘴枢纽立交项目区位图。

2　建设条件

汪家嘴立交现状为苜蓿叶全互通立交（见图2），龙阳大道—东风大道位于地面一层，双向8车道（含集散车道）。三环线西段在龙阳大道—东风大道以北为路基段，以南为高架段。路基段宽32 m，高架桥宽25.5 m，双向6车道（含集散车道）。

图1　项目区位图

图2　汪家嘴立交现状

在建的轨道交通3号线沿东风大道—龙阳大道走向布设、与三环线成正交关系，为地下线路，轨道客运中心站位于汪家嘴立交范围内。地铁3号线主线从龙阳大道南侧18 m逐渐过渡到路中；另外，在立交范围布设有地铁3号线的出入线，位于立交东北象限；在龙阳大道与三环线交汇处有地铁客运中心站。车站地下空间长约600 m，结构宽约21 m，车站结构边线距龙阳大道中线约16 m。

轨道交通对桥梁桩基的布设有较大影响。

现状立交周边建筑包含小区、酒店、汉阳客运中心站等，立交桥梁与建筑物的净距必须满足规范和地方有关文件的规定。沿三环线走向靠市内一侧有一排220 kV的架空电线。另外，在立交西南角有现状的北太子湖，立交应避免占用湖泊。

3　方案设计[1-3]

3.1　流量预测

根据流量预测，2020年该道口流量为18549pcu/h。其中三环线与龙阳大道直行方向为主流向，占立交总流量的69%，4个方向的单向直行流量都达到或者接近3 000 pcu/h；另外，三环线西与东风大道方向交换交通量较大，左转匝道流量接近1 000 pcu/h。图3为汪家嘴高峰小时立交流量图。

图3　汪家嘴高峰小时立交流量图（2020年）

3.2　方案比选研究

3.2.1方案一

该方案基本维持现有立交方案不变，三环线江汉五桥方向、龙阳大道方向和东风大道三个方向的快速路高架均考虑在立交范围以外落地，以地面型式与现有立交对接。拓宽地面部分车道数，交织段范围增设辅助车道，满足前后车道数的匹配。改造后节点通行能力提升到约14 000 pcu/h。

该方案投资约6 200万元，工期约6个月。方案优点是改造量少，投资少，施工对现有三环线交通影响小。但受现状立交匝道及三环线主线桥桥墩限制，龙阳大道-东风大道立交范围将形成交通瓶颈，与远期交通流量不能匹配。图4为方案一效果图。

3.2.2方案二

基于方案一，提出保留现有立交，但保证龙阳大道方向主线桥连续，利用竖向分离，解决龙阳大道方向通行能力不足的问题，提出方案二。

该方案中龙阳大道方向主线采用长距离高架直接衔接龙阳大道高架和东风大道高架；通过在立交两端设置上下桥匝道实现高架与地面联系；立交基本维持现状；立交通行能力达19 800 pcu/h，较现状有较大程度提升。图5为方案二效果图。

图4　方案一效果图

图5　方案二效果图

该方案投资约3.1亿元，工期约12个月。方案优点是保留了现有立交，投资较小。施工对现有三环线交通影响较小；实现了龙阳大道—东风大道高架的快速功能。但该方案4条左转环圈匝道通行能力受限，龙阳大道—东风大道、三环线2条快速路的转换属于间接转换，通行能力不能满足转换交通的需求。

通过前述两个方案的论述，在保留现有立交的基础上进行改造不能满足远期交通要求。为避免立交改造方案因节省投资而降低标准，最终留下遗憾，设计提出了对现有立交进行拆除的改造方案，按高标准枢纽立交设计。

3.2.3方案三

保留现状三环线主线高架桥（白沙洲大桥方向）至2条右转匝道（白沙洲大桥方向至龙阳大道以及东风大道—白沙洲大桥方向）端部，拆除现有立交主线桥及匝道，新建主线高架桥为第二层，龙阳大道高架为第三层，根据流量分别设置2条定向匝道，2条环圈式匝道，形成“定向+环圈”全互通立交。通过在立交两端设置上下桥匝道实现高架与地面的交通转换。主线高架桥和龙阳大道—东风大道桥下布置地面辅道（双向6车道），在道口处设置渠化灯控道口，以完善区域交通。图6为方案三效果图。

图6　方案三效果图

该立交方案中除江汉五桥方向左转龙阳大道及白沙洲左转武汉西方向均为环形左转匝道外，其余均为定向匝道，转向交通转换便捷，通行条件好。

该立交方案投资约8.6亿元，需改造现有西环线高架桥约500 m，帮宽段对北太子湖有一定的影响。另外，2条半定向左转匝道跨越主线段夹角小，曲线大跨达85 m，对轨道3号线影响较大，设计和施工难度大。

3.2.4方案四

保留现状三环线主线高架桥（白沙洲大桥方向）至2条右转匝道（白沙洲大桥方向至龙阳大道以及东风大道—白沙洲大桥方向）端部，拆除现有立交主线桥及匝道，新建三环线主线高架桥为第二层，龙阳大道高架为第三层，根据流量分别设置3条半定向匝道，1条环圈式匝道，形成“半定向全互通立交”。通过在立交两端设置上下桥匝道实现高架与地面的交通转换。三环线主线高架桥和龙阳大道、东风大道桥下布置地面辅道（双向6车道），在道口处设置渠化灯控道口，完善区域交通。图7为方案四效果图。

图7　方案四效果图

该立交方案投资约8.2亿元，方案最大限度地保留了现有西环高架。除了江汉五桥方向左转龙阳大道方向设置环圈式左转匝道外，其他方向均为定向匝道，通行能力大，适应性强，满足交通需求。虽然匝道长度较长，但匝道跨越主线处角度大，便于桥梁结构设计。

通过上述综合分析，综合考虑交通功能、工程造价、施工难易程度以及对现状交通的影响，最终推荐方案四为实施方案。

4　结语

互通立交的设计好坏影响到整条路线的通行效果和服务水平，设计时应结合所处位置的环境和周边限制条件综合考虑，进行多方案的充分比选，最终选出交通功能完善，造价合理与周边环境协调的方案。

汪家嘴立交已于2015年竣工通车，目前，作为武汉市市区最大的枢纽立交，运行效果良好。