立交桥是高速公路转换交通流的节点，立交桥施工技术难度大，交通流组织复杂，施工现场安全事故、交通事故频发，给国家和个人带来了严重的经济损失，造成了不良的社会影响。本文以立交桥施工区为研究对象，通过对立交桥施工作业区及其影响区域和附属区域的分析，确定了施工区的范围，明确给出了基于施工区车辆行驶特征的施工区定义。通过对施工区交通量数据的采集与分析，得到施工区交通流处于过饱和状态，车道负荷度是无施工区时的1.67倍。对立交桥安全生产事故数据的分析，得到立交桥施工过程中主要有五种事故类型：物体打击、高处坠落、机械伤害、车辆伤害和触电、火灾；分析得到五种类型事故各自发生原因及所属的事故等级。通过对施工方法、自然环境、作业环境、交通环境中存在的安全隐患分析，归纳出22种安全隐患，得到了立交桥施工区的安全隐患模型；并运用粗糙集理论计算得到22个指标的权重，结合指标危险等级，筛选出管理者对安全设施的监管、机械行走停放位置地面条件、物料存储条件、上游过渡段车速标准差为施工区安全评价指标。通过对施工区事故数据的分析，运用SPSS软件统计分析得到速度标准差与经济损失的交通安全评价关系模型，上报时间、坡度、对物料管理要求的执行度与经济损失的多元生产安全评价关系模型。通过分析施工区的特点和事故发生的规律，设计了便携可调式安全防护设施，综合考虑施工区的交通流特点和交通组织规律，运用Vissim进行仿真分析，对不同匝道连接形式下的圆曲线与缓和曲线组合方案进行设计和筛选，得到不同连接方式和不同设计速度下，圆曲线半径与缓和曲线段的最佳组合形式。对不同限速牌设置位置组合方案进行设计并进行仿真模拟，通过对比车速标准差与延误，得到限速牌设置位置最优组合值。成果的应用将会减少立交桥施工区交通事故与生产事故数的发生，提高施工区的安全性，体现安全生产，预防第一的理念。