CN111560807A - 一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于城市交通工程领域，特别是一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，用于提高道路通行能力，降低车辆延误时间。包括桥面模块、坡道模块、升降模块、临时路面模块和控制器，坡道模块分别设置在桥面模块两边，桥面模块和坡道模块相互配合，通过铰链连接，构成了本装置的上层通道，为直行车辆提供快速通道；升降模块设置在桥面模块的下部，主要用于本装置的开启和关闭；临时路面模块设置在桥面模块和坡道模块的下部，填补快速通行装置布放到位后的地坑空间，便于地面车辆通行；控制器采用PLC控制器，安装在桥面模块下部，控制器与升降模块相连。起到类似立交桥的功能，能够大幅提升道路通行能力，降低信号灯周期。

Description

一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置

技术领域

本发明属于城市交通工程领域，特别是一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，用于提高道路通行能力，降低车辆延误时间。

背景技术

随着我国城市道路的飞快发展，机动车保有数量持续增长，我国从原来的自行车大国逐渐慢慢过渡成为机动车占主要出行方式的国家。现今，大部分城市道路已经不能满足车辆行驶的需要，城市交通拥堵也日益严重。城市道路中的路网是由一个一个的节点以及路段组合而成，其中城市道路路网的节点就是城市道路的交叉口，其中制约城市道路交通流量的大小最主要的就是城市道路交叉口的流量以及通行效率。城市道路的交叉口可以说是城市道路的心脏部分。

目前，解决城市交叉路口车辆拥堵的手段主要为架设立交桥或铺设隧道，占地面积多，辅设桥道长，建造成本高，立交桥周围的建筑需要大面积拆迁。尤其是在城邻建筑布局已经确定的情况下，即便城市交通十分拥挤，也无法按照现有建筑设计建造立交桥。另外，对于部分交叉路口来说，车流量时大时小，路口拥堵现象仅在每年或每日个别时间段出现；如果为了解决短暂的拥堵问题而建造永久性的立交桥或隧道的话，势必造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，本装置预置于交叉路口区域，在车流较小的情况下，它处于关闭状态，并沉没于路面以下，使得整个交叉路口仍然呈现平面交叉形式；在车流较大以致发生堵车的情况下，它从地下升起并进行展开，起到一种类似立交桥的功能，能够大幅提升道路通行能力，降低信号灯周期。

本发明是采取以下技术方案实现的：

一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，包括桥面模块、坡道模块、升降模块、临时路面模块和控制器，坡道模块分别设置在桥面模块两边，桥面模块和坡道模块相互配合，通过铰链连接，构成了本装置的上层通道，为直行车辆提供快速通道；升降模块设置在桥面模块的下部，主要用于本装置的开启和关闭；临时路面模块设置在桥面模块和坡道模块的下部，填补快速通行装置布放到位后的地坑空间，便于地面车辆通行；控制器采用PLC控制器，安装在桥面模块下部，控制器与升降模块相连。

桥面模块具有若干条并列且相互平行的桥面铺板，形成若干车道；坡道模块具有坡道铺板；所述坡道铺板与桥面模块的车道活动相连，坡道铺板在使用时作为引桥。

在桥面模块的桥面铺板以及坡道模块的坡道铺板的外边缘均设置有防护板，以防止过往车辆驶出桥面；所述防护板与桥面铺板以及坡道铺板之间通过铰链链接，在桥面铺板和坡道铺板下侧安装有折叠驱动元件，所述折叠驱动元件分别与对应的防护板相连接，使防护板能根据使用需要进行自动折叠。

所述折叠驱动元件采用启闭液压缸；所述启闭液压缸与控制器相连；启闭液压缸安装于桥面铺板和坡道铺板下侧，具备将防护板转动90°的能力，且能够在始、末点进行锁紧，确保防护板的牢固性。

所述启闭液压缸采用市售的液压缸，液压缸内的活塞体内壁做轴向往复运动，从而带动连接在活塞上的连杆和防护板做直线运动，以达到打开和折叠防护板的目的。

升降模块安装在桥面模块的桥面铺板下侧；升降模块包括沉井、立柱、升降液压缸和限位开关等部件，所述沉井为位于升降液压缸部位的方形坑槽；所述方形坑槽就是在地基上向下挖的地坑，用于存放立柱；在立柱升降过程中，还可以起到导向作用；

所述立柱为C形钢构件，立柱的上端与桥面模块的桥面铺板下部焊接固联，立柱的下端空置于沉井下底面或地面；升降液压缸安装在立柱内部，升降液压缸活塞杆与桥面模块的桥面铺板下部铰接，升降液压缸的缸筒支承于沉井下底面，升降液压缸为整个装置升降的执行元件，其工作载荷、行程需满足总体要求；限位开关安装在沉井井口位置，能够为升降液压缸的动作过程提供反馈。

所述升降模块由控制器来控制，所述控制器以PLC控制器为核心；升降模块的限位开关与控制器相连，升降模块的升降液压缸通过液压锁以及电磁阀与控制器相连；由于限位开关安装在沉井井口位置，当升降液压缸活塞杆头部下降至该位置时，限位开关输出反馈信号给控制器，控制器接收到限位开关反馈的信号后，关闭电磁阀，并启动液压锁，使得升降液压缸停止动作并保持在某一位置，从而实现通过控制器控制升降液压缸停止动作，并保持在这一位置。

所述折叠驱动元件由控制器来控制，在折叠驱动元件的启闭液压缸上设有位移传感器，位移传感器与控制器相连，启闭液压缸通过液压锁与控制器相连，初始状态（防护板和与之相连的桥面铺板或坡道铺板平行）下，启闭液压缸的活塞杆缩回至缸体内，此时位移为0，液压锁关闭，防止防护板转动；当防护板需要启用时，活塞杆伸出缸体，使防护板和与之相连的桥面铺板或坡道铺板相互垂直，然后关闭液压锁，防止防护板转动，并保持在这一位置。

为了将本装置预先存放于交叉路口，需要在整个装置布放区域设置地坑，地坑尺度与本装置相当，即地坑的宽度和长度大于等于临时路面模块宽度和长度。由于当将本装置启动后，所设地坑会影响地面交通，因此，需要设置临时路面模块。临时路面模块包括路面铺板和支撑脚，路面铺板设置在桥面模块和坡道模块的下部，路面铺板与地面平行，路面铺板的宽度大于桥面铺板的宽度；在路面铺板与立柱相交的位置处开设有凹槽，立柱穿过该凹槽；路面铺板的下部与立柱相交处通过支撑脚相固定，所述支撑脚焊接在立柱上。

所述路面铺板为钢构件，其两侧搁置于立柱上的支撑脚上，当立柱在升降液压缸作用下向上升起时，支撑脚推动路面铺板向上抬起，直至与周围路面相平齐。

桥面模块和坡道模块通过铰链连接，坡道模块与地面接触部位设置滚轮。当桥面模块在升降液压缸的作用下向上升起时，在铰链的作用下，坡道模块一侧跟随桥面模块向上抬升，坡道模块另一侧沿路面滑动。

发明优点：

（1）本发明基于城市十字交叉路口的场地条件，提出了一种临时性快速通行装置，它预置于路面以下，能够在需要时进行快速布放，起到一种类似立交桥的功能，可以大幅提升道路通行能力，降低信号灯周期。

（2）本发明中的桥面铺板、坡道铺板、防护板之间均采用液压缸驱动的铰链结构形式，能够实现本装置的自动、快速布放和回收。

（3）本发明设有临时路面模块，能够有效填补快速通行装置布放到位后的地坑空间，便于地面车辆通行。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明装置结构示意图；

图2是本发明装置局部结构示意图；

图3是图2的A处结构示意图；

图4是图2的B处结构示意图；

图5是本发明装置安装在路面未升起时的状态示意图；

图6是本发明装置安装在路面升起时的状态示意图；

图7是本发明装置安装在路面升起时的状态示意图（局部放大）；

图8是本发明装置控制器的控制原理框图。

图中：1、十字交叉路口，2、本发明装置，3、桥面模块，4、坡道模块，5、升降模块，6、临时路面模块，7、桥面铺板，8、防护板，9、启闭液压缸，10、铰链，11、坡道铺板，12、滚轮，13、立柱，14、限位开关，15、升降液压缸，16、路面铺板，17、支撑脚，18、沉井。

具体实施方式

下面参照附图1～8，和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

参照附图1，一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，包括桥面模块3、坡道模块4、升降模块5和临时路面模块6，坡道模块4分别设置在桥面模块3两边，桥面模块3和坡道模块4相互配合，通过铰链10连接，构成了本装置2的上层通道，为直行车辆提供快速通道；升降模块5设置在桥面模块3的下部，主要用于本装置2的开启和关闭；临时路面模块6设置在桥面模块3和坡道模块4的下部，填补本发明装置2布放到位后的地坑空间，便于地面车辆通行。

桥面模块3具有若干条并列且相互平行的桥面铺板7，形成若干车道；坡道模块4具有坡道铺板11；所述坡道铺板11与桥面模块3的车道活动相连，坡道铺板11在使用时作为引桥。

在桥面模块3的桥面铺板7以及坡道模块4的坡道铺板11的外边缘均设置有防护板8，以防止过往车辆驶出桥面；所述防护板8与桥面铺板7以及坡道铺板11之间通过铰链10链接，在桥面铺板7和坡道铺板11下侧安装有折叠驱动元件，所述折叠驱动元件分别与对应的防护板8相连接，使防护板8能根据使用需要进行自动折叠。

参照附图2和3，所述折叠驱动元件采用启闭液压缸；启闭液压缸9安装于桥面铺板7和坡道铺板11下侧，具备将防护板8转动90°的能力，且能够在始、末点进行锁紧，确保防护板8的牢固性。

所述启闭液压缸9采用市售的液压缸，液压缸内的活塞体内壁做轴向往复运动，从而带动连接在活塞上的连杆和防护板8做直线运动，以达到打开和折叠防护板8的目的。

升降模块5安装在桥面模块3的桥面铺板7下侧；升降模块5包括沉井18、立柱13、升降液压缸15和限位开关14等部件，所述沉井18为位于升降液压缸15部位的方形坑槽；所述方形坑槽就是在地基上向下挖的地坑，用于存放立柱13；在立柱13升降过程中，还可以起到导向作用；

所述立柱13为中空的C形钢构件，立柱13的上端与桥面模块3的桥面铺板7下部焊接固联，立柱13的下端空置于沉井18下底面或地面；升降液压缸15安装在立柱13内部，升降液压缸15活塞杆与桥面模块3的桥面铺板7下部铰接，升降液压缸15的缸筒支承于沉井18下底面，升降液压缸15为整个装置升降的执行元件，其工作载荷、行程需满足总体要求；限位开关14安装在沉井18井口位置，能够为升降液压缸15的动作过程提供反馈。

临时路面模块6包括路面铺板16和支撑脚17，路面铺板16设置在桥面模块3和坡道模块4的下部，路面铺板16与地面平行，路面铺板16的宽度大于桥面铺板7的宽度；在路面铺板16与立柱13相交的位置处开设有凹槽，立柱13穿过该凹槽；路面铺板16的下部与立柱13相交处通过支撑脚17相固定，所述支撑脚17焊接在立柱13上。

参照附图4、图5和图7，所述路面铺板16为钢构件，其两侧搁置于立柱13上的支撑脚17上，当立柱13在升降液压缸15作用下向上升起时，支撑脚17推动路面铺板16向上抬起，直至与周围路面相平齐。

桥面模块3和坡道模块4通过铰链10连接，坡道模块4与地面接触部位设置滚轮12。当桥面模块3在升降液压缸15的作用下向上升起时，在铰链10的作用下，坡道模块4一侧跟随桥面模块3向上抬升，坡道模块4另一侧沿路面滑动。

参照图8，所述升降模块由控制器来控制，所述控制器以PLC控制器为核心；升降模块的限位开关与控制器相连，升降模块的升降液压缸通过液压锁以及电磁阀与控制器相连；由于限位开关安装在沉井井口位置，当升降液压缸活塞杆头部下降至该位置时，限位开关输出反馈信号给控制器，控制器接收到限位开关反馈的信号后，关闭电磁阀，并启动液压锁，使得升降液压缸停止动作并保持在某一位置，从而实现通过控制器控制升降液压缸停止动作，并保持在这一位置。

所述折叠驱动元件由控制器来控制，在折叠驱动元件的启闭液压缸上设有位移传感器，位移传感器与控制器相连，启闭液压缸通过液压锁与控制器相连，初始状态（防护板和与之相连的桥面铺板或坡道铺板平行）下，启闭液压缸的活塞杆缩回至缸体内，此时位移为0，液压锁关闭，防止防护板转动；当防护板需要启用时，活塞杆伸出缸体，使防护板和与之相连的桥面铺板或坡道铺板相互垂直，然后关闭液压锁，防止防护板转动，并保持在这一位置。

本发明作为一种快速通行装置，可以预先安装于城市十字交叉路口区域，并根据车流量大小进行关闭或启用该装置。

本发明装置的使用方法，包括如下步骤：

（1）当车流较小的情况下，不需要使用本装置时，此时本装置处于关闭状态，桥面铺板7、坡道铺板11和防护板8均呈展平状态，所有部件均沉没于路面以下的地坑中，整个交叉路口仍然呈现平面交叉形式，如图5所示。

（2）在车流较大以致发生堵车的情况下，需要启用该装置时，其动作流程如下：

（2-1）液压伺服控制系统控制升降液压缸15启动，将桥面铺板7顶升到上限位；

（2-2）在桥面铺板7的带动下，与桥面铺板7相连的坡道铺板11一端抬起，另一端接地，形成缓破车道，也即引桥；

（2-3）在桥面铺板7的带动下，立柱13上升，并将路面铺板16提升到原有路面高度；

（2-4）液压伺服控制系统控制启闭液压缸9启动，将防护板8转动至使用状态，此时，防护板和与之相连的桥面铺板或坡道铺板相互垂直；

（2-5）液压伺服控制系统关闭液压锁，防止防护板转动，并使得防护板保持在使用状态的位置；

（3）当车流恢复畅通时，需要关闭该装置，其动作流程如下：

（3-1）液压伺服控制系统打开液压锁，控制启闭液压缸9启动，使防护板8转动至未启用的初始状态，此时防护板8和与之相连的桥面铺板或坡道铺板平行；

（3-2）液压伺服控制系统控制升降液压缸15启动，将桥面铺板7下降到下限位；

（3-3）在桥面铺板7的带动下，与桥面铺板7相连的坡道铺板11一端下降，另一端通过滚轮向外端滑动，直至坡道铺板与桥面铺板位于一个水平线上；

（3-4）在桥面铺板7的带动下，立柱13下降，并将路面铺板16下沉到地坑中，直至桥面铺板和坡道铺板的上表面与原有路面相平齐。

本发明装置的启用状态如图6和图7所示，对于双向4车道交叉路口来说，本装置将沿桥面方向的内侧车道进行联通，同时将外侧车道采用路障进行关闭，可以起到的效果如下：

（1）沿桥面方向的直行车辆可以通过本装置快速通过，无须受信号灯控制；

（2）沿桥面方向的右拐车辆可以通过原有匝道转弯；

（3）沿桥面方向的左拐车辆被限行，须通过原有匝道右转后掉头驶入桥面垂直方向道路；

（4）与桥面方向垂直的道路上的车辆可以沿临时路面模块快速通过，无须受信号灯控制；

（5）与桥面方向垂直的道路上的右拐车辆可以通过原有匝道转弯；

（6）与桥面方向垂直的道路上的左拐车辆被限行，须通过原有匝道右转后掉头驶入桥面垂直方向道路。

从以上分析可知，本装置能够取代十字交叉路口原有的交通信号灯作用，从而将消除车辆等待时间，大幅提高车辆通行速度。

Claims (10)

1.一种适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：包括桥面模块、坡道模块、升降模块、临时路面模块和控制器，坡道模块分别设置在桥面模块两边，桥面模块和坡道模块相互配合，通过铰链连接，构成了本装置的上层通道，为直行车辆提供快速通道；升降模块设置在桥面模块的下部，主要用于本装置的开启和关闭；临时路面模块设置在桥面模块和坡道模块的下部，填补快速通行装置布放到位后的地坑空间，便于地面车辆通行；控制器采用PLC控制器，安装在桥面模块下部，控制器与升降模块相连。

2.根据权利要求1所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：桥面模块具有若干条并列且相互平行的桥面铺板，形成若干车道；坡道模块具有坡道铺板；所述坡道铺板与桥面模块的车道活动相连，坡道铺板在使用时作为引桥。

3.根据权利要求2所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：在桥面模块的桥面铺板以及坡道模块的坡道铺板的外边缘均设置有防护板，以防止过往车辆驶出桥面；所述防护板与桥面铺板以及坡道铺板之间通过铰链链接，在桥面铺板和坡道铺板下侧安装有折叠驱动元件，所述折叠驱动元件分别与对应的防护板相连接，使防护板能根据使用需要进行自动折叠。

4.根据权利要求3所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：所述折叠驱动元件采用启闭液压缸；所述启闭液压缸与控制器相连；启闭液压缸安装于桥面铺板和坡道铺板下侧，具备将防护板转动90°的能力，且能够在始、末点进行锁紧，确保防护板的牢固性。

5.根据权利要求2所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：升降模块安装在桥面模块的桥面铺板下侧；升降模块包括沉井、立柱、升降液压缸和限位开关等部件，所述沉井为位于升降液压缸部位的方形坑槽；所述方形坑槽就是在地基上向下挖的地坑，用于存放立柱；在立柱升降过程中，还起到导向作用。

6.根据权利要求5所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：所述立柱为C形钢构件，立柱的上端与桥面模块的桥面铺板下部焊接固联，立柱的下端空置于沉井下底面或地面；升降液压缸安装在立柱内部，升降液压缸活塞杆与桥面模块的桥面铺板下部铰接，升降液压缸的缸筒支承于沉井下底面；限位开关安装在沉井井口位置，能够为升降液压缸的动作过程提供反馈。

7.根据权利要求6所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：所述临时路面模块包括路面铺板和支撑脚，路面铺板设置在桥面模块和坡道模块的下部，路面铺板与地面平行，路面铺板的宽度大于桥面铺板的宽度；在路面铺板与立柱相交的位置处开设有凹槽，立柱穿过该凹槽；路面铺板的下部与立柱相交处通过支撑脚相固定，所述支撑脚焊接在立柱上。

8.根据权利要求7所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：所述路面铺板为钢构件，其两侧搁置于立柱上的支撑脚上，当立柱在升降液压缸作用下向上升起时，支撑脚推动路面铺板向上抬起，直至与周围路面相平齐。

9.根据权利要求8所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置，其特征在于：桥面模块和坡道模块通过铰链连接，坡道模块与地面接触部位设置滚轮。

10.一种如权利要求9所述的适用于城市十字交叉路口的临时性快速通行装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）当车流较小的情况下，不需要使用本装置时，此时本装置处于关闭状态，桥面铺板、坡道铺板和防护板均呈展平状态，所有部件均沉没于路面以下的地坑中，整个交叉路口仍然呈现平面交叉形式；

（2）在车流较大以致发生堵车的情况下，需要启用该装置时，其动作流程如下：

（2-1）液压伺服控制系统控制升降液压缸启动，将桥面铺板顶升到上限位；

（2-2）在桥面铺板的带动下，与桥面铺板相连的坡道铺板一端抬起，另一端接地，形成缓破车道，也即引桥；

（2-3）在桥面铺板的带动下，立柱上升，并将路面铺板提升到原有路面高度；

（2-4）液压伺服控制系统控制启闭液压缸启动，将防护板转动至使用状态，此时，防护板和与之相连的桥面铺板或坡道铺板相互垂直；

（2-5）液压伺服控制系统关闭液压锁，防止防护板转动，并使得防护板保持在使用状态的位置；

（3）当车流恢复畅通时，需要关闭该装置，其动作流程如下：

（3-1）液压伺服控制系统打开液压锁，控制启闭液压缸启动，使防护板转动至未启用的初始状态，此时防护板和与之相连的桥面铺板或坡道铺板平行；

（3-2）液压伺服控制系统控制升降液压缸启动，将桥面铺板下降到下限位；

（3-3）在桥面铺板的带动下，与桥面铺板相连的坡道铺板一端下降，另一端通过滚轮向外端滑动，直至坡道铺板与桥面铺板位于一个水平线上；

（3-4）在桥面铺板的带动下，立柱下降，并将路面铺板下沉到地坑中，直至桥面铺板和坡道铺板的上表面与原有路面相平齐。

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