城市巨型立交桥有何实际意义和必要性？ 第1页

亲亲这边建议玩一下steam上的游戏：城市天际线（city:skyline）。

这款游戏简单来说就是模拟建造城市，能从上帝视角自己创造并经营一座城市。涉及交通，教育，工业，经济，医疗，治安，灾难，绿化，旅游，物流等各方面知识。

其中最核心的就属交通，毕竟这个游戏又名“堵车天际线”。当城市人口达到一定数值时堵车是不可避免的。如何解决堵车问题？大力发展公共交通（地铁，公交，电车，轻轨等），提倡绿色出行，还有一个最重要的就是从道路下手，比如修建立交桥，修高架，修快速路，修环城高速……

玩了这款游戏就能深入理解中国大城市为什么要大力修地铁，为什么要修这么多高架立交桥，为什么要修一环二环三环……以及能理解之前各种被吐槽的“脑残规划”为什么会实行。

附图

上海辛庄立交及上海南站路网模拟

五角场立交系统

延安东路立交桥

广州中山一立交

四向互通立交

四向立交

海岛三向互通立交

超复杂的八向互通立交桥

立交桥，是当代城市美学的集大成者，是一种几何美学的高度体现。

（大量动态图片预警，高能眩晕预警）

毋庸置疑的是，现代城市发展至今，已然是一个不折不扣的垂直空间。

高楼大厦拔地而起，如同钢铁森林一般直指苍穹，

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甚至连路面也脱离地表，在立体空间中垂直展布，层层叠叠交织错落。

▼ （请横屏观看）

人们早已习惯于用日常的视角在这个垂直世界里往来穿行，但如若从高空俯瞰，呈现在我们眼前的将是一个极为复杂、却又极为惊艳的几何世界。

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那么，人们为何要修建如此复杂的工程？

又是如何做到的呢？

1.终极难题的曙光

以一个十字路口为例，4个直行方向、8个转弯方向，共计12个方向的往来车流在这里分离、汇合、相交，形成32个潜在冲突点。一旦车流量增大，极易发生拥堵和事故。

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为了减少车辆的冲突，红绿灯、环道等多种解决方案相继诞生，令十字路口“四通八达”。

然而随着车流量日益增加，路口的通行能力逐渐捉襟见肘，加之高速公路和城市快速路的建设，传统路口已然无法承担如此重担，寻找新的通行方式迫在眉睫。

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于是，人们将原本平面交叉的道路，在垂直空间上进行分离，令车流在不同高程上实现各行其道、互不干扰，这便出现了立交桥。

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而连接立交桥正线，专门用于转弯的单向道路，则被称为“匝道”。

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在右侧通行的规则下，立交桥右转匝道的设置往往直接、简单、灵活。相较之下，如何有效地实现左转，便成为了立交桥设计和建设的终极难题。

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自上世纪20年代，西方国家开始修建一种特殊的环圈匝道。在这种匝道上，车辆需要连续右转270°才能最终完成左转。凭借四条环圈匝道以及四条右转匝道，上下分离的两条正线便能在所有方向上均实现连通，这种立交形式也因其独特的外型被人们称为苜蓿叶式立交。

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此类立交形式没有道路交叉，外观完美对称，且只需一座跨线桥梁，因其建设简单、造价经济，在世界各地应用极为广泛。尽管其问世近50年后才引入中国，但如今已是大江南北、遍地开花。

▼（请横屏观看）

可这并非是一种完美的形式，其中最大的缺陷之一便是交织问题。汇入正线的车辆想靠左，即将驶出的车辆想靠右，二者交织令正线的通行效率和安全性都大打折扣。

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为此，人们设计了一种集散道，将交织区域从正线中分离，从而保证直行方向畅行无阻。

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在苜蓿叶式立交中，为了避免转弯过于急促，环圈匝道必须保持足够大的半径，以提高行驶速度和安全性，这就意味着较大的占地面积，而增设集散道则令问题愈发严峻。

一般情况下，苜蓿叶式立交可占地7-9万平方米，相当于10个标准足球场的大小，因而在寸土寸金的密集城区，减少土地占用势在必行。例如压缩环圈匝道面积，令其变得扁平细长；

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又或者干脆将占地较大的环圈舍去，选择新的左转模式，比如菱形立交。这种较为“粗糙”的立交形式直接将左转匝道全部省去，由次级道路承担所有左转功能。

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由于只需设置右转匝道，菱形立交的形态更为灵活，其占地面积一般仅为苜蓿叶式立交的1/3左右。

至此，面对立交桥左转这一难题，人们终于看到了一丝曙光。然而无论是菱形立交亦或是苜蓿叶式立交，都无法完全避免车流交织。因此若要进一步提高通行效率，立交形式势必面临一场“进化”。而这场“进化”，是通过排列组合完成的。

2.排列组合的魔力

在实际应用中，包括已出场的环形匝道在内，可供选择的左转匝道共有10种。这就意味着通过它们的排列组合，仅一个十字交叉口上，立交形态便可达10^4=10000种之多。即便对其外观进行严格甄选，剩下的组合结果也达172种。

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如果说⑩号环圈匝道需要右转270°才能实现左转，如同“曲线救国”，那么①-⑨号匝道则显得“直截了当”。在它们的相互组合下，一类形态丰富的立交形式就此登场。

其中，4个⑥号匝道汇聚一堂，则成为“X形立交”。

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所有左转匝道自右侧与正线分离，也自右侧和正线汇聚，车辆行驶更为流畅、安全。

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不过它并不完美，短距离内连续跨越两条正线，令其层多桥长、造价高昂，于是人们试图压缩跨线桥梁的长度，直至四条左转匝道的交点与两条正线的交点重合，形态如同闪耀的四芒星，是为“四星式立交”。

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这种立交形态格外规则、格外对称，转向也更加平滑流畅，令车辆能够避免频繁减速，全程保持高速行驶。

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可是人们对速度的需求没有最快、只有更快，于是工程师们利用4条⑦号匝道，再次加大弯道的绕行里程，构成形如涡旋的涡轮式立交。

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其造型宏伟、坡度缓和、行驶安全，极其适宜高速通行。

▼（请横屏观看）

然而所谓“福祸相依”，随着通行效率的提升而来的，是庞杂的建设难度和高昂的建造成本。

这些立交桥上，正线、匝道相互穿插，层层道路相互交叠。

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例如位于上海市中心的延安东路立交，上下路面形成共5层的立体空间，中央桥墩直径5米、高度32米，柱身金龙盘绕，有如一柱擎天。

▼（请横屏观看）

宏伟的涡轮式立交虽能达到极高的通行速率，但却要付出更长的绕行成本，且共需建设至少5座跨线桥梁，造价同样不菲。

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当然，排列组合创造的几何世界远比此更加丰富，同类型匝道“复制粘贴”后，外观往往规则而对称，在三肢路口上也能构成外形独特的“大Y式立交”和“小Y式立交”。

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而不同类型的匝道也可以同框出镜，经过工程师的巧妙设计，便是城市中最为醒目的美学符号。

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然而，由这些匝道组合而成的立交形式固然通行高效、造型美观，但由于其占地多、造价高，终究不是万能的解决方案。因此在实际工程中，人们不得不因地制宜，权衡利弊、做出妥协，如同跳着一支戴着镣铐的舞蹈。

3.戴着镣铐的舞蹈

于是我们不难看到，现实中还有很多立交桥，它们的左转匝道并非完全一致，而是环圈匝道与其他匝道的排列组合。有的将苜蓿叶式立交中的某一条环圈匝道，用直接或半直接式匝道代替；

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有的则恰好相反，即用一片苜蓿叶取代某一方向上的直接或半直接式匝道；

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甚至在通行量较低的方向上，直接放弃连通需求，形成半互通式立交桥。

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如果说这些立交形式在形态上看来略有缺憾，那么相较之下，保留两片“叶片”的半苜蓿叶式则显得更加对称、美观。

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若由于河道、铁路、房屋等原因，令正线道路一侧空间受限，则尤其适合在道路同侧设置两个相邻的环圈匝道。

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和苜蓿叶式立交类似，这样的匝道形式面临着同样的交织问题，也需要同样的解决方案，即集散道。而如果环圈匝道以对角方向设置，则不仅能保留对称的形态，同时还能避免出现交织，并且由于其形状细长，极为适合空间狭长的地带。

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例如，将对角线上的两片“叶片”和⑥号匝道进行组合，则立交桥身形苗条、如同沙漏。

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而若和⑦号匝道进行组合，根据环绕方式的不同，几何曲线的美感被体现的淋漓尽致，或形如八卦双鱼；

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或如同炯炯有神的双眼，直视天空。

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总而言之，即便现实中困难重重，却依然无法阻挡人们源源不断的想象力。

在贵阳市东南部，川黔铁路和黔灵山之间，两条城市快速路赫然交汇，然而仅存的夹缝空间却再难以容纳一座规模庞大的四肢立交，于是人们将其“拆分”为两个三肢立交，以应对极为苛刻的空间条件。

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而在重庆鹅公岩立交中，环圈匝道的设置更是独辟蹊径，甚至将右转匝道的部分功能也一并承担。

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其设计之精妙，极尽曲线盘桓之魅力，令人叹为观止。

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在人们的想象力下，一支戴着镣铐的舞蹈，却迸发出全新的韵味。

当然，这还远没有到达尽头。

4.永不完美

实际上，在城市纵横交错的路网中，三肢、四肢路口早已不足为奇，甚至五肢以上路口也屡见不鲜。而面对如此众多的道路交叉，最简易且美观的方式便是环道。

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当交叉道路等级有高级和次级之分时，这种立交形式则尤为常见。次级道路上的所有通行需求均能通过环道完成，高级道路则直接上跨或下穿而过，与环道完全分离，避免对直行产生干扰。

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然而，环道的缺陷也显而易见，除了动辄数十米的直径规模，各向车流的交织运行也大大限制了通行能力。当交通负荷异常繁重时，出、入口极易发生堵塞，将整个环道彻底“锁结”。

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于是，人们不得不对环道进行升级，在交通量较大的方向额外增设新的匝道，形成“组合模式”。

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若车流量持续增大，匝道数量也将随之增加，与环道共同分担通行压力。有时甚至在环道之上再次叠加一套完整的立交，为路口通行提供双重保障。

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而如果多条高级道路相交，对效率的要求往往更为迫切。当环道无法满足通行需求时，则将被匝道彻底取代。但要完全使用匝道，又要保证多个方向均可互通，立交桥的规模必然将变得极为庞大、极为复杂，建造成本和建造难度也将持续攀升。

因此，多数情况下人们只能根据实际需求不断进行权衡和取舍，甚至“退而求其次”，舍弃部分转向匝道，形成半互通式立交。

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即便如此，这些立交的外观之宏伟、结构之复杂，仍然令人眼花缭乱、瞠目结舌。

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2017年，历时近8年的修建和改造，重庆黄桷湾立交正式完工，其五个方向均由匝道连接，上下路面共五层，匝道达15条之多，以一桥之力将解放碑、江北嘴、弹子石和江南新城四个经济区连为一体，是名副其实的“枢纽型立交”。

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而在强大的连通能力背后，则是格外庞大的占地面积。尽管出入口的设置经过层层优化，但虎踞龙盘般的结构，对初来乍到的驾驶者来说依然是不小的挑战。

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和此前出镜的所有立交一样，它同样不够完美，但依然在这座高速运转的城市中扮演着至关重要的角色。

时至今日，立交桥早已不是什么稀罕事物。放眼全国，立交桥数量达5000余座，仅北京一市便有超过400座立交桥，分布在全市的各重要路口，支撑着每天超过数千万人次的出行需求。

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然而，即便司空见惯，但却不可或缺。

它们遍布城市、连通城市，并在无形之中成为一种全新的城市美学。

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回顾立交工程的历史，人们用无尽的想象力创造出丰富多彩的几何空间。

然而，通行效率要高、建造成本要低、外观造型简洁、占地空间要少，或许几代人终其一生都无法找到如此“完美”的立交形式。

但当人们面对现实中的种种限制，不得不做出种种所谓“权衡”与“妥协”。

即便看似无奈和遗憾，但这本身也就是人类工程的终极魅力。

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全文完，感谢你强忍着早就被绕晕的大脑看完。

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