毋庸置疑的是

現(xiàn)代城市發(fā)展至今

已然是一個不折不扣的

垂直空間

不僅高樓大廈拔地而起

如同鋼鐵森林一般直指蒼穹

（中國香港，攝影師@靜言）

▼

甚至連路面也脫離地表

在立體空間中垂直展布

層層疊疊交織錯落

（請橫屏觀看，連通5個方向的上海莘莊立交橋，攝影師@蔡震宇）

▼

在這個垂直世界里往來穿行

早已是人們習(xí)以為常的視角

但如若從高空俯瞰

呈現(xiàn)在我們眼前的

將是一個極為復(fù)雜

卻又極為驚艷的

幾何世界

（廣東佛山順德立交橋，攝影師@梁文生）

▼

那么

人們?yōu)楹我藿ㄈ绱藦?fù)雜的工程？

又是如何做到的呢？

終極難題的曙光

以一個十字路口為例

4個直行方向、8個轉(zhuǎn)彎方向

共計(jì)12個方向的往來車流

在這里分離、匯合、相交

形成32個潛在沖突點(diǎn)

一旦車流量增大

極易發(fā)生擁堵和事故

（十字路口潛在沖突點(diǎn)，制圖@鄭伯容&趙榜/星球研究所）

▼

為了減少車輛的沖突

紅綠燈、環(huán)道等多種解決方案相繼誕生

令十字路口“四通八達(dá)”

然而隨著車流量日益增加

路口的通行能力逐漸捉襟見肘

加之高速公路和城市快速路的建設(shè)

傳統(tǒng)路口已然無法承擔(dān)如此重?fù)?dān)

尋找新的通行方式迫在眉睫

（城市高峰期的車流，拍攝于廣州獵德大道和花城大道交叉口，圖片來源@VCG）

▼

        

于是

人們將原本平面交叉的道路

在垂直空間上進(jìn)行分離

令車流

在不同高程上實(shí)現(xiàn)跨越

各行其道、互不干擾

成為立交橋

（上海南浦大橋引橋立交，圖片來源@東風(fēng)風(fēng)神奕炫）

▼

而連接立交橋正線

專門用于轉(zhuǎn)彎的單向道路

則被稱為“匝道”

（立交橋和匝道示意，制圖@鄭伯容/星球研究所）

▼

在右側(cè)通行的規(guī)則下

立交橋右轉(zhuǎn)匝道的設(shè)置

往往直接、簡單、靈活

相較之下

如何有效地實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)

便成為了立交橋設(shè)計(jì)和建設(shè)的

終極難題

（深圳黃木崗立交，最上方為兩條跨越正線的左轉(zhuǎn)匝道，攝影師@陳煒堅(jiān)）

▼

自上世紀(jì)20年代

西方國家開始修建

一種特殊的環(huán)圈匝道

在這種匝道上

車輛需要連續(xù)右轉(zhuǎn)270°

才能最終完成左轉(zhuǎn)

憑借四條環(huán)圈匝道

以及四條右轉(zhuǎn)匝道

上下分離的兩條正線

便能在所有方向上均實(shí)現(xiàn)連通

這種立交形式也因其獨(dú)特的外型

被人們稱為苜蓿葉式立交

（所有方向均實(shí)現(xiàn)連通的立交橋也被稱為全互通式立交；下圖為苜蓿葉式立交的通行示意，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

此類立交形式

沒有道路交叉

外觀完美對稱

且只需一座跨線橋梁

因其建設(shè)簡單、造價經(jīng)濟(jì)

在世界各地應(yīng)用極為廣泛

盡管其問世近50年后才引入中國

但如今已是大江南北、遍地開花

（請橫屏觀看，“長在水上”的武漢梅子立交，攝影師@高照）

▼

可這并非是一種完美的形式

其中最大的缺陷之一

便是交織問題

匯入正線的車輛想靠左

即將駛出的車輛想靠右

二者交織下

令正線的通行效率和安全性

都大打折扣

（交織路段示意，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

為此

人們設(shè)計(jì)了一種集散道

將交織區(qū)域從正線中分離

從而保證直行方向暢行無阻

（集散道功能示意，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

在苜蓿葉式立交中

為了避免轉(zhuǎn)彎過于急促

環(huán)圈匝道必須保持足夠大的半徑

以提高行駛速度和安全性

這就意味著較大的占地面積

而增設(shè)集散道則令問題愈發(fā)嚴(yán)峻

一般情況下

苜蓿葉式立交可占地7-9萬平方米

相當(dāng)于10個標(biāo)準(zhǔn)足球場的大小

因而在寸土寸金的密集城區(qū)

減少土地占用勢在必行

例如壓縮環(huán)圈匝道面積

令其變得扁平細(xì)長

（在空間有限的城市中，往往多見扁形的苜蓿葉式立交，下圖為北京建國門立交，攝影師@李子韜）

▼

又或者

干脆將占地較大的環(huán)圈舍去

選擇新的左轉(zhuǎn)模式

比如菱形立交

這種較為“粗糙”的立交形式

直接將左轉(zhuǎn)匝道全部省去

由次級道路承擔(dān)所有左轉(zhuǎn)功能

（菱形立交結(jié)構(gòu)，適用于一條高級道路和一條次級道路交叉的路口，比如城市快速路和普通主干道交叉口，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

由于只需設(shè)置右轉(zhuǎn)匝道

菱形立交的形態(tài)更為靈活

其占地面積一般僅為

苜蓿葉式立交的1/3左右

至此

面對立交橋左轉(zhuǎn)這一難題

人們終于看到了一絲曙光

然而無論是菱形立交

亦或是苜蓿葉式立交

都無法完全避免車流交織

因此若要進(jìn)一步提高通行效率

立交形式勢必面臨一場“進(jìn)化”

而這場“進(jìn)化”

是通過排列組合完成的

排列組合的魔力

在實(shí)際應(yīng)用中

包括已出場的環(huán)形匝道在內(nèi)

可供選擇的左轉(zhuǎn)匝道

共有10種

（分別編號①-⑩）

這就意味著

通過它們的排列組合

僅一個十字交叉口上

立交形態(tài)便可達(dá)104種之多

即便對其外觀進(jìn)行嚴(yán)格甄選

剩下的組合結(jié)果也達(dá)172種

（實(shí)際上，一般能使用的組合結(jié)果比172種更少；下圖為常用左轉(zhuǎn)匝道形式，其中①號稱為直接式匝道；②-⑨號稱為半直接式匝道；⑩號環(huán)圈則稱為間接式匝道，制圖@鄭伯容/星球研究所）

▼

如果說

⑩號環(huán)圈匝道

需要右轉(zhuǎn)270°才能實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)

如同“曲線救國”

那么①-⑨號匝道

則顯得“直截了當(dāng)”

在它們的相互組合下

一類形態(tài)豐富的立交形式

就此登場

其中

4個⑥號匝道匯聚一堂

則成為“X形立交”

（X形立交通行示意，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

所有左轉(zhuǎn)匝道

自右側(cè)與正線分離

也自右側(cè)和正線匯聚

車輛行駛更為流暢、安全

（南京市雙橋門立交，屬于X型立交，攝影師@方飛）

▼

不過它并不完美

短距離內(nèi)連續(xù)跨越兩條正線

令其層多橋長、造價高昂

于是人們試圖壓縮跨線橋梁的長度

直至四條左轉(zhuǎn)匝道的交點(diǎn)

與兩條正線的交點(diǎn)重合

形態(tài)如同閃耀的四芒星

是為“四星式立交”

（四星式立交通行示意，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

這種立交形態(tài)

格外規(guī)則、格外對稱

轉(zhuǎn)向也更加平滑流暢

令車輛能夠避免頻繁減速

全程保持高速行駛

（上海延安東路立交，屬于四星式立交，延安高架和南北高架在此交匯，攝影師@呂威）

▼

可是人們對速度的需求

沒有最快、只有更快

于是工程師們利用4條⑦號匝道

再次加大彎道的繞行里程

構(gòu)成形如渦旋的

渦輪式立交

（渦輪式立交通行示意，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

其造型宏偉、坡度緩和、行駛安全

極其適宜高速通行

（請橫屏觀看，成都航天立交，屬于渦輪式立交，攝影師@蔣小翼）

▼

然而所謂“福禍相依”

隨著通行效率的提升而來的

是龐雜的建設(shè)難度

和高昂的建造成本

這些立交橋上

正線、匝道相互穿插

層層道路相互交疊

（成都營門口立交，上下道路共有4層，攝影師@唐僑）

▼

例如位于上海市中心的

延安東路立交

上下路面形成共5層的立體空間

中央橋墩直徑5米、高度32米

柱身金龍盤繞

有如一柱擎天

（請橫屏觀看，上海延安東路立交，中部最高的立柱為支撐南北高架的盤龍柱，攝影師@尼古拉斯張）

▼

宏偉的渦輪式立交

雖能達(dá)到極高的通行速率

但卻要付出更長的繞行成本

且共需建設(shè)至少5座跨線橋梁

造價同樣不菲

（杭州石德立交，屬于渦輪式立交，攝影師@張力）

▼

當(dāng)然

排列組合創(chuàng)造的幾何世界

遠(yuǎn)比此更加豐富

同類型匝道的“復(fù)制粘貼”

外觀往往規(guī)則而對稱

在三肢路口上也能構(gòu)成

外形獨(dú)特的

“大Y式立交”和“小Y式立交”

（下圖為青島新冠高架-杭鞍高架立交，是由兩條②號匝道構(gòu)成的“大Y式”立交；“小Y式”則是由兩條①號匝道構(gòu)成的，攝影師@wenidon）

▼

而不同類型的匝道

也可以同框出鏡

經(jīng)過工程師的巧妙設(shè)計(jì)

便是城市中最為醒目的美學(xué)符號

（杭州彩虹立交，左轉(zhuǎn)匝道由兩條⑦號匝道和兩條⑥號匝道構(gòu)成，攝影師@張力）

▼

然而

由這些匝道組合而成的立交形式

固然通行高效、造型美觀

但由于其占地多、造價高

終究不是萬能的解決方案

因此在實(shí)際工程中

人們不得不因地制宜

權(quán)衡利弊、做出妥協(xié)

如同跳著一支戴著鐐銬的舞蹈

戴著鐐銬的舞蹈

于是我們不難看到

現(xiàn)實(shí)中還有很多立交橋

它們的左轉(zhuǎn)匝道并非完全一致

而是環(huán)圈匝道與其他匝道的排列組合

有的將苜蓿葉式立交中的

某一條環(huán)圈匝道

用直接或半直接式匝道代替

（武漢國博大道-馬鸚路路口，可視作其中一條匝道被⑦號匝道取代的苜蓿葉式立交，形態(tài)如同外星人的臉，攝影師@wenidon）

▼

有的則恰好相反

即用一片苜蓿葉

取代某一方向上的

直接或半直接式匝道

（上海中環(huán)路-共和新路立交，可視作其中一條匝道變?yōu)榄h(huán)圈匝道的渦輪式立交，攝影師@呂威）

▼

甚至在通行量較低的方向上

直接放棄連通需求

形成半互通式立交橋

（和全互通式立交相對，半互通式立交中部分方向無法連通；上海延安西路立交，從右上方正線至右下方正線無法直接進(jìn)行左轉(zhuǎn)，攝影師@高照）

▼

如果說這些立交形式

在形態(tài)上看來略有缺憾

那么相較之下

保留兩片“葉片”的半苜蓿葉式

則顯得更加對稱、美觀

（武漢紅廟立交，左轉(zhuǎn)匝道包括兩條環(huán)圈匝道和兩條⑦號匝道，攝影師@wenidon）

▼

若由于河道、鐵路、房屋等原因

令正線道路一側(cè)空間受限

則尤其適合在道路同側(cè)

設(shè)置兩個相鄰的環(huán)圈匝道

（實(shí)際應(yīng)用中，若某些方向通行效率需求不同，也可使用此類形式；下圖為廣州土華立交，收費(fèi)站限制了匝道設(shè)置的方式，攝影師@梁文生）

▼

和苜蓿葉式立交類似

這樣的匝道形式

面臨著同樣的交織問題

也需要同樣的解決方案

即集散道

而如果環(huán)圈匝道以對角方向設(shè)置

則不僅能保留對稱的形態(tài)

同時還能避免出現(xiàn)交織

并且由于其形狀細(xì)長

極為適合空間狹長的地帶

（“夾縫求生”的廣州機(jī)場路立交，攝影師@Patrick wong）

▼

例如

將對角線上的兩片“葉片”

和⑥號匝道進(jìn)行組合

則立交橋身形苗條

、如同沙漏

（杭州石橋立交，圖中緊鄰環(huán)圈左右兩側(cè)的是兩條⑥號匝道，攝影師@張力）

▼

而和⑦號匝道進(jìn)行組合

根據(jù)環(huán)繞方式的不同

幾何曲線的美感

被體現(xiàn)的淋漓盡致

或形如八卦雙魚

（貴州貴安立交，左轉(zhuǎn)匝道由兩條環(huán)圈匝道和兩條⑦號匝道組成，攝影師@天祺）

▼

或如同炯炯有神的雙眼

直視天空

（天津中石油橋，左轉(zhuǎn)匝道由兩條環(huán)圈匝道和兩條⑦號匝道組成，攝影師@李源）

▼

總而言之

即便現(xiàn)實(shí)中困難重重

卻依然無法阻擋

人們源源不斷的想象力

在貴陽市東南部

川黔鐵路和黔靈山之間

兩條城市快速路赫然交匯

然而僅存的夾縫空間

卻再難以容納一座

規(guī)模龐大的四肢立交

于是人們將其“拆分”為兩個三肢立交

以應(yīng)對極為苛刻的空間條件

（貴陽黔春立交，圖片下方兩條正線間的互通需求，通過左側(cè)的“喇叭式”立交和右側(cè)的“大Y式”立交共同完成，攝影師@李源）

▼

而在重慶的鵝公巖立交中

環(huán)圈匝道的設(shè)置更是獨(dú)辟蹊徑

甚至將右轉(zhuǎn)匝道的部分功能

也一并承擔(dān)

（重慶鵝公巖立交的結(jié)構(gòu)和通行示意，制圖@鄭伯容&陳思琦/星球研究所）

▼

其設(shè)計(jì)之精妙

極盡曲線盤桓之魅力

令人嘆為觀止

（重慶鵝公巖立交，連接鵝公巖長江大橋，匝道與地面高差達(dá)58米，圖中右側(cè)是正在修建的鵝公巖軌道專用橋，攝影師@李昌華）

▼

在人們的想象力下

一支戴著鐐銬的舞蹈

卻迸發(fā)出全新的韻味

當(dāng)然這還遠(yuǎn)沒有到達(dá)盡頭

永不完美

實(shí)際上

在城市縱橫交錯的路網(wǎng)中

三肢、四肢路口早已不足為奇

甚至五肢以上路口也屢見不鮮

而面對如此眾多的道路交叉

最簡易且美觀的方式

便是環(huán)道

（鄭州紫荊山立交，環(huán)道同時連通5個方向，攝影師@焦瀟翔）

▼

當(dāng)交叉道路等級

有高級和次級之分時

這種立交形式則尤為常見

次級道路上的所有通行需求

均能通過環(huán)道完成

高級道路則直接上跨或下穿而過

與環(huán)道完全分離

避免對直行產(chǎn)生干擾

（南昌福山立交，攝影師@廖昊）

▼

然而

環(huán)道的缺陷也顯而易見

除了動輒數(shù)十米的直徑規(guī)模

各向車流的交織運(yùn)行

也大大限制了通行能力

當(dāng)交通負(fù)荷異常繁重時

出、入口極易發(fā)生堵塞

將整個環(huán)道徹底“鎖結(jié)”

（下圖為高峰期發(fā)生擁堵的環(huán)道，拍攝于西安后衛(wèi)寨立交，攝影師@風(fēng)逸）

▼

于是

人們不得不對環(huán)道進(jìn)行升級

在交通量較大的方向

額外增設(shè)新的匝道

形成“組合模式”

（上海魯班路立交，圖片上方來車的左轉(zhuǎn)不走環(huán)道，通過一條⑦號匝道完成，攝影師@張揚(yáng)的小強(qiáng)）

▼

若車流量持續(xù)增大

匝道數(shù)量也將隨之增加

與環(huán)道共同分擔(dān)通行壓力

有時甚至在環(huán)道之上

再次疊加一套完整的立交

為路口通行提供雙重保障

（南京賽虹橋立交，底層是一個多肢環(huán)道，上層疊加一套完整的四肢立交，且左轉(zhuǎn)均使用①號匝道，攝影師@方飛）

▼

而如果多條高級道路相交

對效率的要求往往更為迫切

當(dāng)環(huán)道無法滿足通行需求時

則將被匝道徹底取代

但要完全使用匝道

又要保證多個方向均可互通

立交橋的規(guī)模必然將變得

極為龐大、極為復(fù)雜

建造成本和建造難度

也將持續(xù)攀升

因此多數(shù)情況下

人們只能根據(jù)實(shí)際需求

不斷進(jìn)行權(quán)衡和取舍

甚至“退而求其次”

舍棄部分轉(zhuǎn)向匝道

形成半互通式立交

（廣州廣清立交，為半互通式立交，攝影師@Patrick wong）

▼

即便如此

這些立交的外觀之宏偉、結(jié)構(gòu)之復(fù)雜

仍然令人眼花繚亂、瞠目結(jié)舌

（鄭州金水路立交，總占地面積高達(dá)28.8萬平方米，攝影師@李源）

▼

2017年

歷時近8年的修建和改造

重慶黃桷灣立交

正式完工

其五個方向均由匝道連接

上下路面共五層

匝道達(dá)15條之多

以一橋之力

將解放碑、江北嘴、彈子石

和江南新城四個經(jīng)濟(jì)區(qū)連為一體

是名副其實(shí)的

 “樞紐型立交”

（重慶黃桷灣立交橋，它是一座半互通式立交，但外觀已然十分復(fù)雜，攝影師@楊大川）

▼

而在強(qiáng)大的連通能力背后

則是格外龐大的占地面積

盡管出入口的設(shè)置經(jīng)過層層優(yōu)化

但虎踞龍盤般的結(jié)構(gòu)

對初來乍到的駕駛者來說

依然是不小的挑戰(zhàn)

（重慶黃桷灣立交橋，圖片來源@東風(fēng)風(fēng)神奕炫）

▼

和此前出鏡的所有立交一樣

它同樣不夠完美

但依然在這座高速運(yùn)轉(zhuǎn)的城市中

扮演著至關(guān)重要的角色

時至今日

立交橋早已不是什么稀罕事物

放眼全國

立交橋數(shù)量達(dá)5000余座

僅北京一市

便有超過400座立交橋

分布在全市的各重要路口

支撐著每天超過數(shù)千萬人次的出行需求

（以上數(shù)據(jù)參考《2017中國城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，下圖為北京市六環(huán)周邊及六環(huán)以內(nèi)主要道路上的立交橋分布情況，制圖@陳思琦&鄭伯容/星球研究所）

▼

然而

即便司空見慣

但卻不可或缺

它們遍布城市、連通城市

并在無形之中

成為一種全新的

城市美學(xué)

（天津中石油橋，攝影師@祝昭飛（Feizz））

▼

回顧立交工程的歷史

人們用無盡的想象力

創(chuàng)造出豐富多彩的幾何空間

然而

通行效率要高

建造成本要低

外觀造型簡潔

占地空間要少

或許幾代人終其一生

都無法找到如此“完美”的立交形式

但當(dāng)人們面對現(xiàn)實(shí)中的種種限制

做出的那些所謂“權(quán)衡”與“妥協(xié)”

即便看似無奈和遺憾

但這本身也就是

人類工程的終極魅力

（攝影師@Jeff Ren）

▼

創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)

編輯：王昆

圖片：余寬&劉白

設(shè)計(jì)：鄭伯容&趙榜

地圖：陳思琦

審校：王朝陽

封面攝影師：呂威

P.S. 本文主要參考文獻(xiàn)：

[1]劉旭吾. 互通式立交線形設(shè)計(jì)與施工[M]. 人民交通出版社, 1997.

[2]王伯惠. 道路立交工程[M]. 人民交通出版社, 1992.

[3]賀栓海. 道路立交的規(guī)劃與設(shè)計(jì)[M]. 人民交通出版社, 1994.

[4]萬明坤等. 橋梁漫筆[M]. 中國鐵道出版社, 2015.

[5]邵春福. 城市交通設(shè)計(jì)[M]. 北京交通大學(xué)出版社, 2016.

[6]高速公路叢書編委會. 高速公路立交工程[M]. 人民交通出版社, 2001.

[7]喬翔等. 公路立交規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)[M]. 人民交通出版社, 2001.

[8]李海泉. 北京立交橋[M]. 北京出版社, 1996.

星球研究所 一群國家地理控，專注于探索極致世界

版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)，禁止轉(zhuǎn)載。

閱讀原文