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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
创作团队：
- 编辑：王昆
- 图片：余宽&刘白
- 设计：郑伯容&赵榜
- 地图：陈思琦
- 审校：王朝阳
- 封面摄影师：吕威
本文主要参考文献：
- 刘旭吾. 互通式立交线形设计与施工[M]. 人民交通出版社, 1997.
- 王伯惠. 道路立交工程[M]. 人民交通出版社, 1992.
- 贺栓海. 道路立交的规划与设计[M]. 人民交通出版社, 1994.
- 万明坤等. 桥梁漫笔[M]. 中国铁道出版社, 2015.
- 邵春福. 城市交通设计[M]. 北京交通大学出版社, 2016.
- 高速公路丛书编委会. 高速公路立交工程[M]. 人民交通出版社, 2001.
- 乔翔等. 公路立交规划与设计实务[M]. 人民交通出版社, 2001.
- 李海泉. 北京立交桥[M]. 北京出版社, 1996.
