立交桥交立交桥交立交桥交立交桥

↑一群国家地理控，专注于探索极致世界

本文由 东风风神奕炫 特约制作

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

不仅高楼大厦拔地而起

如同钢铁森林一般直指苍穹

（中国香港，摄影师@静言）

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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，连通6个方向的上海莘庄立交桥，下图仅可见5个方向，摄影师@蔡震宇）

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在这个垂直世界里往来穿行

早已是人们习以为常的视角

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

（广东佛山顺德立交桥，摄影师@梁文生）

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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？

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

（十字路口潜在冲突点，制图@郑伯容&赵榜/星球研究所）

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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

（城市高峰期的车流，拍摄于广州猎德大道和花城大道交叉口，图片来源@VCG）

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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跨越各行其道、互不干扰

成为立交桥

（上海南浦大桥引桥立交，图片来源@东风风神奕炫）

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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”

（立交桥和匝道示意，制图@郑伯容/星球研究所）

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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

（深圳黄木岗立交，最上方为两条跨越正线的左转匝道，摄影师@陈炜坚）

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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

（所有方向均实现连通的立交桥也被称为全互通式立交；下图为苜蓿叶式立交的通行示意，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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，“长在水上”的武汉梅子立交，摄影师@高照）

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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

二者交织下

令正线的通行效率和安全性

都大打折扣

（交织路段示意，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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

（集散道功能示意，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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

（在空间有限的城市中，往往多见扁形的苜蓿叶式立交，下图为北京国贸立交，摄影师@李子韬）

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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

（菱形立交属于不完善立交，适用于一条高级道路和一条次级道路交叉的路口，比如城市快速路和普通主干道交叉口，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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

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

（分别编号①-⑩）

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104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

（实际上，一般能使用的组合结果比172种更少；下图为常用左转匝道形式，其中①号称为直接式匝道；②-⑨号称为半直接式匝道；⑩号环圈则称为间接式匝道，制图@郑伯容/星球研究所）

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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”

（X形立交通行示意，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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

（南京市双桥门立交，属于X型立交，摄影师@方飞）

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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”

（四星式立交通行示意，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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

（上海延安东路立交，属于四星式立交，延安高架和南北高架在此交汇，摄影师@吕威）

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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

（涡轮式立交通行示意，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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，成都航天立交，属于涡轮式立交，摄影师@蒋小翼）

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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

（成都营门口立交，上下道路共有4层，摄影师@唐侨）

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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，上海延安东路立交，中部最高的立柱为支撑南北高架的盘龙柱，摄影师@尼古拉斯张）

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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
（杭州石德立交，属于涡轮式立交，摄影师@张力）▼

当然

排列组合创造的几何世界

远比此更加丰富

同类型匝道的“复制粘贴”

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”

（下图为青岛新冠高架-杭鞍高架立交，是由两条②号匝道构成的“大Y式”立交；“小Y式”则是由两条①号匝道构成的，摄影师@wenidon）

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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

（杭州彩虹立交，左转匝道由两条⑦号匝道和两条⑥号匝道构成，摄影师@张力）

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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

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

（武汉国博大道-马鹦路路口，可视作其中一条匝道被⑦号匝道取代的苜蓿叶式立交，形态如同外星人的脸，摄影师@wenidon）

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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

（上海中环路-共和新路立交，可视作其中一条匝道变为环圈匝道的涡轮式立交，摄影师@吕威）

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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

（和全互通式立交相对，半互通式立交中部分方向无法连通；上海延安西路立交，从右上方正线至右下方正线无法直接进行左转，摄影师@高照）

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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

（武汉红庙立交，左转匝道包括两条环圈匝道和两条⑦号匝道，摄影师@wenidon）

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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

（实际应用中，若某些方向通行效率需求不同，也可使用此类形式；下图为广州土华立交，收费站限制了匝道设置的方式，摄影师@梁文生）

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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

（“夹缝求生”的广州机场路立交，摄影师@Patrick wong）

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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

（杭州石桥立交，图中紧邻环圈左右两侧的是两条⑥号匝道，摄影师@张力）

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而和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

（贵州贵安立交，左转匝道由两条环圈匝道和两条⑦号匝道组成，摄影师@天祺）

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或如同炯炯有神的双眼

直视天空

（天津中石油桥，左转匝道由两条环圈匝道和两条⑦号匝道组成，摄影师@李源）

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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

（贵阳黔春立交，图片下方两条正线间的互通需求，通过左侧的“喇叭式”立交和右侧的“大Y式”立交共同完成，摄影师@李源）

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而在重庆的鹅公岩立交中

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

（重庆鹅公岩立交的结构和通行示意，制图@郑伯容&陈思琦/星球研究所）

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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

（重庆鹅公岩立交，连接鹅公岩长江大桥，匝道与地面高差达58米，图中右侧是正在修建的鹅公岩轨道专用桥，摄影师@李昌华）

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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

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

（郑州紫荆山立交，环道同时连通5个方向，摄影师@焦潇翔）

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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

（南昌福山立交，摄影师@廖昊）

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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”

（下图为高峰期发生拥堵的环道，拍摄于西安后卫寨立交，摄影师@风逸）

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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”

（上海鲁班路立交，图片上方来车的左转不走环道，通过一条⑦号匝道完成，摄影师@张扬的小强）

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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

（南京赛虹桥立交，底层是一个多肢环道，上层叠加一套完整的四肢立交，且左转均使用①号匝道，摄影师@方飞）

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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

（广州广清立交，为半互通式立交，摄影师@Patrick wong）

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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

（郑州金水路立交，总占地面积高达28.8万平方米，摄影师@李源）

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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”

（重庆黄桷湾立交桥，它是一座半互通式立交，但外观已然十分复杂，摄影师@杨大川）

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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

（重庆黄桷湾立交桥，图片来源@东风风神奕炫）

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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

（以上数据参考《2017中国城乡建设统计年鉴》，下图为北京市六环周边及六环以内主要道路上的立交桥分布情况，制图@陈思琦&郑伯容/星球研究所）

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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

（天津中石油桥，摄影师@祝昭飞（Feizz））

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来源：星球研究所