CN1439558A - 叠式道路和叠式有轨电车以及列车防脱轨装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为叠式道路和叠式有轨电车以及列车防脱轨装置。三内容均属于交通基础设施。具体是在道路的上方建道路和在地面上方建有轨电车。方法是在路面或地面上建有众多桥梁连接在一起的长桥，再在长桥上铺设路面或铺设道轨，能将部分地面交通转移到空中运行，以期形成由地下、地面和空中组成的城市立体交通网。特别是小轿车叠式道路和小轿车叠式高速公路，能节省寸土寸金的城市地面和大量耕地，适合中国国情，能够缓解城市交通拥堵的难题。

Description

叠式道路和叠式有轨电车以及列车防脱轨装置

                      技术领域

本发明包括叠式道路和叠式有轨电车以及列车防脱轨装置。在道路的上方再建道路称为叠式道路，在道路或地面的上方建造有轨电车称为叠式有轨电车。将叠式有轨电车的防脱轨装置应用于铁路列车称为列车防脱轨装置。以上均属于交通基础设施。

                      技术背景

城市交通是一个难治的城市病。当地面交通严重拥堵时人们的眼睛向下，即修建地铁。外国是这样，中国也是这样。由于地铁造价太高，工期也长，目前还不可能在我国百万人口以上的大城市普遍兴建；已经有了地铁的特大城市，再建地铁也是有限的。

新年伊始，进口轿车和国产轿车相继降价，由此引发了购买轿车的热潮。轿车进入家庭迟早会成为一个不可阻挡的潮流。车多了，道路将更加拥堵。如何解决这个难题呢？一种办法叫多修路和修宽路。其实，道路是不宜修得过密，也不宜修得过宽的。如果一平方公里的街区内纵横各有两条道路，就有了四个路口；道路若增加为纵横各有三条，路口就增加到九个。路口太多了，车就走不动了。道路若修得很宽，自行车和行人通过路口的时间就要延长，路口堵车的时间也将延长。路宽就要多占用城市有限的地面，建设用地就会减少，这就在某种程度上削弱了城市的功能。另一种办法是发展公共交通，特别是轻轨。这当然是正确的。但是，地铁和轻轨都不可能从根本上解决城市交通拥堵的难题。交通拥堵不是个小问题，它是削弱城市功能的一个难题，也是制约经济发展的一个难题。

当城市人口增多地面住不下时，人们的眼睛向上，即盖楼、盖高楼，盖超高楼，盖摩天大楼。当交通拥堵不堪时，为什么人们的眼睛很少向上看呢？住宅能建高楼，道路也应该能建“楼”应该能建“高楼”。所以还没有道路“高楼”，就是因为在解决交通问题时人们的眼睛主要是向下看，很少向上看。人们从未想过道路“高楼”，道路“高楼”当然不会自己出现。

                      发明内容

本发明是在道路的上方建桥。桥，有古老的梁式桥，有新生的斜拉桥，本发明以梁式桥为主斜拉桥为辅，试图创建一种新桥，称之为斜拉梁式旱地桥。

斜拉梁式旱地桥是包括由梁式桥的桥墩、斜拉桥的桥桩、架设在两桥墩之上的钢筋混凝土横梁、架设在横梁之上的钢筋凝聚土结构桥、连接于桥并斜拉于桥桩之上的钢制绳索、以斜拉钢制绳索为骨架构建的安全网等构成。桥墩和桥桩是斜拉梁式旱地桥的支柱，建造时桥桩居中，前后各建一个桥墩。为了少占地面，桥桩和两桥墩的横断面均为长方形，合起来是一个长长的长方形。三者是用钢筋混凝土建造的一个整体，称为桥桩附桥墩。桥墩的高度取决于桥的高度，五米左右为宜。斜拉方式采用交叉斜拉。具体做法是：连接于前桥桩高处的钢制绳索要向后斜拉于桥的后部，连接于后桥桩高处的钢制绳索要向前斜拉于桥的前部，前后斜拉的钢制绳索在桥的上方交叉呈网状。用钢制绳索连接全部斜拉绳索编织构建为桥两侧的安全网。将斜拉梁式旱地桥一个连接一个的建造，就可在地面之上(如遇江河又在水面之上)建成长达十几公里、几十公里甚至更长的大桥，称为斜拉梁式连接旱地桥，简称为连接旱地桥。为了降低造价，连接旱地桥的跨度小些为宜。路口段跨度要大些。连接旱地桥就是建造空中交通设施的基础。在连接旱地桥上铺设道路路面，称为叠式道路；在连接旱地桥上铺设道轨并行驶电车，称为叠式有轨电车。

本发明叠式道路和叠式有轨电车的目的是试图开辟一条将部分地面交通转移到空中运行的道路，以期形成由地下、地面和空中组成的立体交通网，缓解和解决城市交通拥堵的难题。

本发明叠式道路包括普通叠式道路、小轿车叠式道路、小型车叠式道路、小轿车叠式双层高速公路和小轿车叠式单层高速公路。普通叠式道路由连接旱地桥、柏油路面、斜面上路车道、斜面下路车道构成。小桥车和小型车叠式道路由连接旱地桥、木质板路面或薄钢板路面或其他路面、斜面上路车道或旋转上路车道、斜面下路车道、进口洞、出口洞构成。进口洞和出口洞分别建在上路车道的起点和下路车道的终点，用钢筋混凝土建造，有适当长度。若洞内净高等于矮吉普车的高度，则只有小轿车能够进出洞口，称为小轿车叠式道路；若洞内净高略高于小型车的高度，只有小型车能够进出洞口，称为小型车叠式道路。由于超长轿车车体甚重，为防止其进入小轿车叠式道路，可建旋转上路车道，使超长车无法通过。小轿车叠式高速公路与小轿车叠式道路大体相同，只是地理位置和设计标准不同。小轿车叠式高速公路由长达几百公里甚至上千公里的连接旱地桥、高速路路面(木质板路面或薄钢板路面或其他路面)、斜面上路车道或旋转上路车道、斜面下路车道、进口洞、出口洞以及收费站构成。进出口洞内净高均应等于矮吉普车的高度。建造在高速公路上方的小轿车高速公路，由于上下两层均为高速公路，故称为小轿车叠式双层高速公路。建造在普通公路上方的小轿车高速公路，由于只有上层是高速公路，故称为小轿车叠式单层高速公路。

小轿车叠式道路适合建在单向单车道的道路上方，也适合建在单向多车道的道路上方。具体是在道路的中心线建一行桥桩附桥墩，再在两侧建两行桥桩附桥墩，三行桥桩附桥墩可托起上下行两条单向小轿车叠式车道，合称为小轿车叠式道路。三行桥桩附桥墩能起到三条隔离墩的作用。如果出现了叠式道路路口，应设红绿灯，同地面路口一样实行灯控。上路车道和下路车道可用钢筋混凝土建造，下半截可建在慢车道上，上半截建在慢车道上方。一般每隔一个地面路口建一组上路和下路车道为宜，这样有利于小轿车在上下两层车道上自然分流，又能降低造价。如果建单向单车道小轿车叠式道路根本不可能缓解交通拥堵，有两条路可走：一条是加宽，建单向双车道或三车道小轿车叠式道路；一条是加高，建三层四层甚至五层六层小轿车叠式道路。由于加宽不够美观，不宜采用；如果在宽阔的道路中央崛起一座单向单车道多层道路“高楼”，五颜六色的小轿车在各层道路上飞速穿行，那将是一道美丽的风景线。三层以上的小轿车叠式道路称为小轿车多层叠式道路。

小轿车叠式道路优势之一是能够缓解交通拥堵，优势之二是造价低廉。小轿车体轻，连接旱地桥负荷轻，造价自然较低。例如，原计划修建一条单向双车道道路，若改为建单向单车道道路，在道路上方建一条单向单车道小轿车叠式道路，上下两层的通行能力将超过单向双车道的通行能力。这样做省下了两条车道的地面，可卖给开发商建商品房，这笔钱是额外的收益。其实所省下的地面是无价之宝，如果不建小轿车叠式道路，开发商花再多的钱也买不到这块宝地。多建了商品房，这叫社会效益。同时还省下了两车道柏油路的修建费。用卖地面的钱和省下的修建费建小轿车叠式道路很可能就够用了。总之，建小轿车叠式道路在经济上是很合算的。当一个城市的小轿车叠式道路达到了一定的规模之后，向轿车车主收取少量道路使用年费是合理的，起码能解决道路维修费用。

小轿车叠式高速公路同样有优势。例如小轿车叠式单层高速公路，即在普通公路上方修建小轿车叠式高速公路，不需要全封闭，不需要建立交桥，可能是很省钱的高速公路。再例如：原计划修建单向双车道高速公路，若改为修建单向单车道高速公路，在公路的上方可以修建单向双车道小轿车叠式高速公路，合起来是六条车道，比原计划多出了两条车道，但六条车道总的造价不会很高。小轿车叠式高速公路最大的优势是能够节省大量耕地。对十几亿中国人来说，最宝贵的资源就是耕地，因为我们人均耕地实在太少了。耕地用一寸，就少一寸，能省一寸，就多一寸。

本发明叠式有轨电车有普通叠式有轨电车和叠式防脱轨轨道电车，两者的区别是后者有防脱轨装置。由于叠式有轨电车行驶在道路的上方，安全是第一位的，最大的安全杀手是狂风，特别是侧面来风。为抗击大风，设计了防脱轨装置和吊轨。防脱轨装置是由防脱轨专用轨和防脱轨杆构成。防脱轨专用轨仍为“工”字型轨，轨的高度比普通道轨略高，其外侧背面同正面一样平滑，外侧凹陷部位为直角。防脱轨杆是一个钢制长杆，横断面为长方形，中部有圆眼，下端为一板状横杆，板状横杆上面装滚珠。由于车轮是一前一后，一对防脱轨杆用两根钢材焊接成为一体。将一对防脱轨杆套装在一对车厢横轴上并加以固定，组装就完成了。吊轨是一根圆形钢柱并与轨道等长，用片状钢材将其焊接在“工”字型钢架的下面，再将钢制绳索焊接在“工”字型钢架上，采用上下两方向将“工”字型钢架斜拉于桥桩，使圆形钢柱平卧在电车的上方。电车顶部装钢制吊轨套管。套管有节，能弯曲，上端为两瓣，瓣内装滚珠，开口似簸箕状。行进中的电车顶部吊轨套管能准确地套住吊轨。

本发明叠式防脱轨轨道电车由连接旱地桥、防脱轨装置、电车、吊轨、防噪声屏以及车站和总站等构成。在连接旱地桥上铺装和固定枕木，在枕木上铺装防脱轨专用轨即为防脱轨轨道。电车是由电力机车头车厢和普通车厢组成的车组，车厢横轴装防脱轨杆，车顶装吊轨套管。防噪声屏是用能吸纳声音的材料制做的防噪声板，拼装于车外壁下端，下垂过轨道并与车厢等长，防止噪声向外传播。车站应建在接近路口处。路口段防脱轨轨道在快车道上方，车站紧靠轨道正好建在慢车道上方。可在快慢车道分界线上和慢车道和人行道分界线上竖两排立柱作为车站的支柱。车站地面与车厢地面等高，上有顶棚，四周建栏杆，开进站门、出站门和电动开关的登车门。登车门和停站的电车车门相对，要同时打开和同时关闭。上站梯和下站梯沿人行道和慢车道分界线装配。起点站和终点站为总站，除具备车站条件外，总站还要建停车场和机修用房，应建在市郊。

叠式防脱轨轨道电车在重要路口纵横相交是不可避免的，在路口装互通轨道装置，东西南北来车均可从路口通过。

叠式有轨电车车厢和道轨应尽可能设计为超轻型。目的之一是降低连接旱地桥的造价，目的之二是降低噪声，目的之三轻巧就是美观。采用枕木一能减轻重量，二能降低噪声。

叠式有轨电车在市区应建在较宽的道路上方，里桥桩附桥墩建在快慢车道的分界线上，外桥桩附桥墩建在慢车道与人行道的分界线上，连接旱地桥居于慢车道上方。

叠式有轨电车占用地面甚少，这一点类似地铁，但它在几个方面却优于地铁。其一，和地铁相比造价特别低廉；其二，和地铁比工期甚短，投资见效快；其三是运营成本低，票价应比地铁便宜；其四是上下车和换乘车均比地铁方便；其五是适用范围广，不但适合大中城市建造，几十万人口的小城市也适合建造。

将防脱轨装置应用于铁路就是本发明列车防脱轨装置。这项防脱轨装置将有助于研制和开发中国自有知识产权的高速铁路。建高速铁路必须具备两个重要条件，一是要有大功率高速度的机车，一是要确保高速运行列车的安全，这后一点较难做到。仅仅有防脱轨装置并不能防止列车脱轨，因为轨道没有“根”，当倾斜列车的拉力大大超过轨道的重力，轨道就可能随同列车一起倾覆。为了增加轨道的重力，每根道轨必须向地下扎一条“根”，即在钢轨的外侧、两根钢轨的接头处向地下打一根钢筋混凝土桩，桩的顶部与接头处的两根钢轨牢牢地固定在一起。桩可以向下直打，也可以向里斜打。斜打的要求是里外侧两个桩要在地下交叉，交叉处用钢筋捆扎，再用混凝土浇注。桩的另一个作用是对轨道有支撑力。当路面遭到某种程度的破坏，普通轨道已不能通行列车时，打了桩的轨道在桩的支撑下，列车可以缓缓通过危险路段。

                      附图说明

安全是叠式有轨电车的生命，防脱轨装置是专门用于对付安全杀手风暴的。下面结合附图对防脱轨装置的结构和技术内容作进一步说明：

附图是本发明叠式防脱轨轨道电车的防脱轨装置整体连接结构图。

参看附图，本发明叠式防脱轨轨道电车的防脱轨装置是包括由防脱轨专用轨2、防脱轨杆3构成。防脱轨杆3下端有一板状横杆4，板状横杆4上装滚珠5；防脱轨杆3的中部圆眼要套装在车厢1的横轴6上。当电车行驶在防脱轨轨道上时，防脱轨杆3下端的板状横杆4藏在防脱轨专用轨2的外侧凹陷内，板状横杆4及滚珠5在上、下、侧三面均与防脱轨专用轨2保持适当距离。当电车向另一侧倾斜时，本侧防脱轨杆3下端的板状横杆4上的滚珠5将作用于防脱转专用轨2，防脱轨专用轨2又将反作用于滚珠5。只要防脱轨专用轨2的重力大于倾斜电车的拉力，电车不但不会脱轨，而且将逐步扶正。为了加大防脱轨轨道的重力，钢结构桥的两端要用钢制绳索向下斜拉于附桥墩。虽然有了防脱轨装置和吊轨，为防万一，当行进中的电车突然遇到强大风暴，应立即在就近车站让乘客下车。万一出了事故，最后一道安全防线——安全网可确保安全。

                     具体实施方式

本发明小轿车叠式道路和叠式有轨电车在中国前所未有，要实施必须有第一个吃螃蟹的城市。为此，对建造的第一条小轿车叠式道路和第一条叠式有轨电车，只象征性的收取使用费或签订免费使用合同。今后该城市使用该项专利，使用费长期大幅度优惠。

Claims (5)

1、一种叠式道路和叠式有轨电车，其特征是：叠式道路是建在道路上方的道路，有普通叠式道路、小轿车叠式道路、小型车叠式道路、小轿车叠式高速公路；普通叠式道路是由斜拉梁式连接旱地桥、柏油路面、斜面上路车道、斜面下路车道构成；小轿车和小型车叠式道路是由斜拉梁式连接旱地桥、木板或薄钢板或其他材料路面、斜面上路车道或旋转上路车道、斜面下路车道、进口洞和出洞口构成；小轿车叠式高速公路是由斜拉梁式连接旱地桥、高速公路路面、斜面上路车道或旋转上路车道、斜面下路车道、进口洞、出口洞和收费站构成；叠式有轨电车是建在地面上方的有轨电车，有普通叠式有轨电车、叠式防脱轨轨道电车；叠式防脱轨轨道电车是由斜拉梁式连接旱地桥、防脱轨装置、电车、吊轨、防噪声屏、车站、总站等构成；斜拉梁式连接旱地桥是由桥桩附桥墩、钢筋混凝土横梁、钢筋混凝土结构桥、斜拉用钢绳、桥安全网构成；防脱轨装置是由“工”字型防脱轨专用轨和防脱轨杆构成，“工”字型防脱轨专用轨高度高于普通道轨，其外侧凹陷部位为直角，防脱轨杆是横断面为长方形的钢制长杆，其中部圆眼的直径略长于车厢横轴外端的直径，下端有板状横杆，横杆上面装滚珠；电车是由电力机车头车厢和普通车厢组成；吊轨是用薄片钢焊接在“工”字型钢架下面的与轨道等长的圆形钢柱，“工”字型钢架用钢绳斜拉于桥桩；防噪声屏是用防噪声板拼装于车厢外壁下端，下垂过轨道与车厢等长；车站建于两排立柱之上，其地面与车厢地面等高，四周有栏杆，开进站门、出站门和电动开关的登车门，总站另有停车场等。

2、根据权利要求1所述的小轿车叠式道路和小轿车叠式高速公路，其特征是：在小轿车叠式道路上方再建一层或数层小轿车叠式道路称为小轿车多层叠式道路；在普通公路上方建小轿车叠式高速公路称为小轿车叠式单层高速公路；在高速公路上方建小轿车叠式高速公路称为小轿车叠式双层高速公路；小轿车叠式道路的进出口洞和小轿车叠式高速公路的进出口洞，洞内净高均等于矮吉普车的高度。

3、根据权利要求1所述的叠式有轨电车的吊轨，其特征是：吊轨配有吊轨套管，装在电车车厢顶部；套管有节，上端为两瓣，瓣内装滚珠，开口似簸箕状。

4、根据权利要求1所述的斜拉梁式连接旱地桥的安全网，其特征是：安全网以斜拉梁式连旱地桥的斜拉钢绳为骨架，再用钢绳连接编织成网。

5、根据权利要求1所述的叠式防脱轨轨道电车的防脱轨装置，其特征是：将防脱轨轨道电车的防脱轨装置应用于铁路列车，即为列车防脱轨装置；列车防脱轨装置还需要为每根道轨向地下打一根钢筋混凝土桩，桩的位置应打在两根道轨的结合处，桩的顶部与两根道轨连接，桩可以向下直打，也可向里侧斜打。