CN1779075A - 地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥 - Google Patents

Abstract

地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥属道路的十字形和T字形路口的设计和规划领域。所要解决的技术问题是：找到一种能在现有路口安家落户的、不占用路口以外四周空间的新型立交桥；使机动车、非机动车、行人能各行其道，相互无交叉行驶的情况。技术方案：巧妙地采用了新型的组合桥梁结构，使得地面以上只有一层桥梁，且桥高最小，桥梁体积大幅度缩小，使之具有真正的实用性。由于桥高小，使得节油、节时、减少空气污染成为现实；同时解决十字形和T字形路口无交叉行驶的问题，使整个道路系统化地畅通起来；由于在通过路口时实现了各行其道，为弯道修建增加向心力提高车速的路面提供了条件。最终实现：道路畅通无堵车的目的。

Description

地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥

技术领域  本发明属于道路的十字形路口和T字形路口的设计和规划领域。

背景技术  大城市交通堵车问题对社会、经济、交通、自然资源、空气......都造成了不同程度的伤害。随着人类社会的进步，大城市交通堵与通的矛盾日益突出，解决这对矛盾的关键在于解决好路口处的交叉行驶问题。

目前各式各样的立交桥运云而生，其目的都是想有效地解决“交叉点”的问题。然而这些立交桥的设计要么占地面积太大，要么层数太多、太高，无法在城市路口处安家落户。而其它的发明创造在设计上解决了一部份问题的同时，又制造出了新的问题。如：《全功能高速立交桥》(专利号：01261705.9)、《十字形双层无交叉立交桥》(专利号：01128389.0)等等，这些发明有一些共性的缺点，如：都会占用城市街道路口四周的空间或地下面积。我们都知道占用路口四周的空间面积需要拆除部分建筑，而占用路口四周的地下空间又会伤及现有建筑的根基。在设计行驶路线的过程中，在车辆通过路口这短短的百米左右的路程和十几秒钟的时间里，出现两条道上的车在某一点上汇集并为一路前行，虽然看起来是顺向并道，但由于在路程和时间上没有调整的空间，而路口本来又是车辆密集的地方，这等于在路口的中央增设了一个“瓶颈”；而并道后的车又要从该道的右侧出口出去，就在这个口上又有车辆进入，这等于又制造了一个“交叉点”。有的发明没有回头弯的设计，如《二层全互通式人车分道立交桥》(专利号：02118766.5)，而且该设计中的非机动车和行人如果想要横过街道，必须翻越两座跨机动车道的高桥。如果行人和非机动车采用这样的方式过街，不知道我们每天出门能走多远？

总之，诸多的发明只涉及到十字路口的改造问题，而对道路中普遍存在的T字形路口应怎样改造呢？因此，要解决问题必须对症下药，有一个系统而全面的解决方案。

发明的内容  该《地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥》分为两套方案，每套方案均含盖了十字形路口和T字形路口的改造方案。两套方案既能组合使用，也能独立使用。

该发明具备以下5大显著特点：

1.该发明首先在立交桥的组合结构上有新的突破。“二层”式立交桥将机动车道、非机动车道和人行道有机地组合为一体，它是介乎于地上桥梁和地下暗道之间的一种特殊组合结构的桥梁。它的桥高是由：地面以上的桥高与桥下路面向下沉降的深度之合所构成。该组合桥为两层结构。所谓“三层”式立交桥巧妙地利用了原路口处的地面层为中间层，实现了地面以上只有一层桥面，另一层为地下暗道，中间层专供行人和非机动车通行。该桥为三层结构。

由于以上两种组合结构具有显著的优越性，所以该组合结构被赋予了如下优点：

a.以上两种组合结构的地上桥梁的高度将成为世界城市街道“全互通”式立交桥之最低。“二层”式的地面桥梁的高度在1.8米左右。而“三层”式的地面桥梁的高度在3米左右(以上桥高均不含桥面的厚度)。如果上桥的坡度为10度时，一辆车通过100个路口的桥面只比走原路面增加用时在24秒以内；一辆车通过100个路口桥面只比走原路面多走的路程在200米以内。

b.如果大城市能实现以中小型机动车为运载工具的格局，“二层”式的地面沉降深度在1.8米左右。“三层”式的地下通道的深度在3.6米左右。(桥高及桥深均可根据不同需求而定。

c.由于桥高的大幅降低，整座桥梁的体积也大幅缩小。该发明的整个设计是以路宽为宽，以现行路口处的停车线至另一端路口处的停车线为长进行设计的，不占用路口以外四周的地面和地下空间，使得该发明具备了实实在在的实用性。

d.该“二层”式立交桥的桥下地面沉降路面的深度较浅，有利于整个路网统一沉降深度并结合城市下水道的改造一次完成。而“二层”式和“三层”式立交桥的行人和非机动车不用再在路口顿足停留。其通行时间被大量节约。

e.该发明的所有地下通道均采用开挖明沟的方式进行：“二层”式立交桥的桥下地面部分只需在原路面的基础上向下沉降一定的深度即可。而“三层”式立交桥的地下通道待地下路面修好后再封顶即可。

f.该发明做到了真正意义上的各行其道。在机动车通过路口这短短的百米左右的距离和短短的十几秒钟的时间里，不与其它道的车辆发生并道或借邻道的出口进出，司机只须遵循交通标志的引导集中精力向前开即可。

g.该发明同时满足于行人、非机动车和机动车全方位行驶的需要。行驶方向包括：直行 左转弯 右转弯

回头弯

等。

2.该《地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥》的第2大特点是：该发明是全面、系统的成套方案，它包括十字形路口和T字形路口的改造方案。该两种路口形式是目前大城市普遍存在的路口形式。

该发明实用于道路路口的改造，同时也为新建的街道路口设计出了一个基本框架。改造是无奈之举，只有决策和规划超前才是我们追求的方向。

a.图1-1和图4-1为十字形路口改造方案之第一主图。它主要适用于双向八车道的改造，并在每条车道的宽度在3米以上的较宽大的路口使用。

b.图2-1和图5-1为十字形路口改造方案之第二主图。它适用于双向八车道和双向六车道的改造，对于较宽大的双向四车道的路口，可将六车道的方案并为四车道对其进行改造。

c.图3-1和图6-1为T字形路口改造方案，它适用于双向八车道、双向六车道、双向四车道和路口相对较大的双向两车道路口的改造(双向四车道以下路面均不考虑回头弯)。

3.该《地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥》所具备的第3大特点是：在通过十字形、T字形路口的所有弯道(包括回头弯)均能做到大幅度提速。

在通常情况下，机动车弯道提速取决于四个因素：第一是转弯半径；第二是转弯时路面向内的倾斜角，倾斜角度越大，车辆在转弯时所获得的向心力越大，可以提高的车速也就越大；第三就是运动物体的重心越低，所获得运动速度也就越大；第四是运动物体的长度小有利于提高速度。

从客观上讲，现有街道路口的转弯半径是一个固定值，无法在原有的转弯半径的基础上大有作为。但是，由于该发明保证了车辆在通过路口时不和任何车道上的车辆发生并道等现象，司机在转弯时不必再左顾右盼，做到了真正意义上的各行其道。使得弯道路面(包括回头弯)在修建时有条件向内倾斜10度左右。向心力的加大，使得司机在转弯时可以把车速提高到每小时30公里左右。该发明就是利用了各行其道为条件，路面向内倾斜为动力，来弥补因转弯半径不足的这一缺陷。同时，城市路口机动车的通行量将被提高4倍以上。

4.该《地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥》的第4大特点是：在双向八车道的左右两边两个最外道被设计成沿街停车道(P)。从而有效地缓解了机动车因出行停车难的问题。

从上述方案中可以看出，大城市最理想的街道的宽度应以双向八车道的路宽为宜；而双向六车道只能满足行车而不能同时满足其对停车的要求。如果行车难的问题得到了有效的解决，而停车难问题没有得到解决，那同样会制约城市交通的发展。

该发明中的沿街停车道(P)内设有公交站点、的士站点和自由停车位，它们相互交错地设立(图4中的13、14、15)，而公交站点和的士站点最好每隔500米左右以人行横道(或天桥或地下通道)桥“唇齿相依”(图7中的11、13)，而在两人行横道桥之间修一地下跨线桥，横跨自行车道(图7中的9)，用于疏导自由停车位中的人员进出(可采用图8的方法进行修建)。

5.其它特点：

a.该发明一旦实施后，大型车辆怎样进入城市？图7正好回答了这些问题。比如：北京有5个环路，在主干道上我们只要把该发明中的南北向串联起来修建，使直通的桥面排成一字形(图7)，由于桥上是没有高度限制的，这样，大型车辆就可以沿5环、4环、3环......纵深进入到城中，卸完货后沿路返回。

b.图4中12、16、17、18的意思为，在车辆进出较多的单位门口，采用现行的方式自由进出会造成堵车时，可采用上述简单方法对其进行改造。改造时可采用图7的方式进行。

C.该发明一旦实施后，道路中不再有“红绿灯”了，路口处再也看不见交警站岗执勤的身影，大量的警力可增添道路机动巡逻的密度，大幅度提高解决突发事件的能力。

d.由于取消了“红绿灯”，道路交通再不会因停电而拥堵。

城市机动车的整体速度，可由原来的平均每小时15公里左右，提高至每小时35公里左右。

e.该发明一旦实施后，可以大幅度减少因堵车而浪费的油料资源。

由于该发明的桥高小，从地面上至桥最高点的坡面距离只有十几米，机动车在上桥前又有一个较大的惯性，所以机动车的惯性再加上轻点油门即能保持原有速度上至桥面。走桥比走原路面多耗的油较堵车时浪费的油相比节约用油在100倍左右。

由于大量的燃油被节约，空气污染自然成百倍的下降。

七、附图说明

1.图1-1的行走路线如下：

直行

由南5-北4；由东5-西4；由北5-南4；由西5-东4。

左转弯 由南7至道口线进入地下通道，一直沿地下通道先向右行至东1道口线下转至东8道口线下，行至西3近道口线上至地面，完成由南向西的左转弯；由东7至道口线上桥面，先右转至北1道口线下降至地面，再进入地下通道转至北8道线上至地面，紧接着上至桥面，实现由东向南的左转弯；由北7至道口线下地下通道，一直沿地下通道先向右行至西1道口线下转至西8道口线下，行至东3近道口线上至地面，完成由北向东的左转弯；由西7至道口线上桥面，右转至南1道口线下至地面，并进入地下通道转至南8道口线上至地面，紧接着上至桥面，实现由西向北的左转弯。

右转弯

由南6至道口线进入地下通道，向右至东2近道口线上至地面，完成由南向东的右转弯；由东6至道口线上至桥面，右转至北2道口线下至地面，实现由东向北的右转弯；由北6至道口线进入地下通道，向右转至西2近道口线上至地面，完成由北向西的右转弯；由西6至道口线上至桥面，右转至南2道口线下降至地面，实现由西向南的右转弯。

回头弯

均从东南西北四个道口线外的地下通道进行180度的回转。

由于转回头弯的车次较少，且回头弯是在道口以外的区域进行，有足够的时间进行顺向并道，不会发生堵车。

图标识别：

A----白色为桥面         B----稀点为原地面层

C----深黑色为地下通道   D----渐入地下通道

E----非机动车道         F----机动车道

G----人行道             H----道口线

I----渐出地下通道

图1-2为中间层(原地面层)，该层专供行人和非机动车通行，且只需作简单改造即可满足通行需要。该层所建桥的位置均以地上和地下机动车桥立体位错开。该两座地上桥和两座地下通道的高度h均为2.5米左右，在有条件的地方如采用图7的方法修建，实际修建高度h为1.25米左右。

图形说明：

图8的形意为，在修建地上或地下桥时，如能相互借用其空间，桥梁的修建高度h就可以下降一半。反之地下通道有修建深度也可下降一半。

行人和机动车通行路线：

直行：由南2-北1；由东2-西1；由北2-南1；由西2-东1。

左转弯：由南2至8左转经9的桥下至西1；由东2经地下通道至9下桥面向南1行驶；由北2至10左转经11的桥下至东1；由西2经地下通道至11左转下桥至地面行至北1。

右转弯：由南2经11下桥至地面，左转经4再左转经11的桥下至东1；由东2经8下的地下通道上至地面，左转经5再左转经地面向北1；由北2至9下桥至地面，左转经6再左转经9的桥下向西1行驶；由西2经10下的地下通道上至地面，左转至7再左转经地面向南1行驶。

回头弯：由南2至南3向南1；由东2至东3向东1；由北2至北3向北1；由西2至西3向西1。

图1-3为图1-1的底层地下通道图。

图1-4为图1-1的立体图。

2.图2-1的机动车行走路线如下：

直行：由南6至近道口线上桥至北4近道口线下桥至地面，并进入地下通道，让过地面左转弯斜线跨线道后上至地面，向北4前行；由东6至近道口线进入地下通道，行至西4近道口线上行至地面，向西4前行；由北6至道口线上桥至南4近道口线下行至地面，进入地下通道，让过地面上左转弯斜线跨线道后上至地面，向南4前行；由西6至近道口线进入地下通道，行至东4近道口线上行至地面，向东4前行。

左转弯：由南5至近道口线向左斜过南3南4，行过道口线前上桥面左转至西3道口线下至地面，完成左转弯；由东5至近道口线进入地下通道，从地下通道底部向左斜过东3东4，并沿地下通道左转至让过地面南5左转弯时的地面斜过道出至地面，完成左转弯；由北5至近道口线向左斜过北3北4，行过道口线前上桥面至东3道口线下至地面，完成左转弯；由西5至近道口线进入地下通道向左斜过西3西4，并沿地下通道左转至北3在让过地面上北5的左转弯斜过道时出至地面，完成左转弯。

右转弯：由南7至道口线上桥面右转至东2道口线下至地面，完成右转弯；由东7至近道口线进入地下通道，右转至北2道口线出至地面，向北2前行；由北7至道口线上桥面右转至西2道口线下至地面，向西2前行；由西7至近道口线进入地下通道，右转至南2道口线出至地面，向南2前行。

回头弯：均从东南西北四个道口线外的地下通道进行180度的回转。

图2-2为图2-1的中间层(原地面层)，该层专供行人和非机动车通行。其行走路线为：

直行：由南1经10至11的桥面向北2行；由东1经11的桥下至8下的地下通道向西2行；由北1经8至9的桥面向南2行；由西1经9的桥下至10下的地下通道向东2行。

左转弯：由南1经10从11的桥下左转向西2行；由东1经11的桥下至8左转向南2行；由北1经8至从9的桥下左转向东2行；由西1经9的桥下至10左转向北2行。

右转弯：由南1经10左转至7再左转从10下的地下通道向东2行；由东1从11的桥下左转至4再左转从11的桥面上向北2行；由北1经8左转至5再左转从8下的地下通道向西2行；由西1从9的桥下左转至6再左转从9的桥面上向南2行。

回头弯：由南1经南3至南2；由东1经东2至东1；由北1经北3至北2；由西1经西3至西2。

图2-3为图2-1的底层地下通道图。

图2-4为图2-1的立体一图。

3.图3-1的机动车行驶路线为：

直行：由南6南7经桥面向北3北2行；由北6北7经桥面向南3南2行。

左转弯：由南5至近道口线进入地下通道，向左转至西4，在让过地面上斜线过道后上至地面，完成左转弯；由西5至近道口线向左斜过至西4道口线进入地下通道，向左转至北4道口线上至地面，完成左转弯。

右转弯：由北5至近道口线进入地下通道，向右转至西3，在近道口线处上至地面，完成右转弯；由西6至近道口线处进入地下通道，向右转至南4道口线处上至地面，完成右转弯。

回头弯：均从北南两个路口的道口线处进入地下通道进行180度的回转；由西7至西8，沿地面向前经左转180度向西2行。

图3-2为图3-1的中间层(原地面层)，该层专供行人和非机动车行驶，其行走路线为：

直行：由南2-北1；由北2上桥经8、9下至地面向南1行。

左转弯：由南2经6至7向左转经8的桥下向西1行；由西2经9的桥下至6向左转经7向北1。

右转弯：由北2至8上桥面，从桥的左侧下至地面左转至5，再左转经8的桥下向西1；由西2经9的桥下左转至4，再左转上桥面至9下行至地面，向南1行。

回头弯：由南2经南3至南1；由北2经北3至北1；由西2经西3至西1。

图3-3为图3-1的底层地下通道图。

图3-4为图3-1的立体图。

图4-1为“二层”式立交桥。两层结构。其行走路线为：

直行：由南5至北4；由东5至西4；由北5至南4；由西5至东4；

左转弯：由南7先右转至东1，从桥下经180度转至东8向西3完成左转弯；由东7经桥面先右转至北1下降至地面，再由地面下降至地下明道，经180度转至北8向南3完成左转弯；由北7先右转至西1，从桥下经180度转至西8向东3完成左转弯；由西7经桥面先右转至南1下降至地面，再由地面下降至地下明道，经180度转至南1向北3完成左转为。

右转弯：由南6右转至东2；由东6右转至北2；由北6右转至西2；由西6右转至南2。

回头弯：均从东南西北四个路口处的桥下明道进行180度的回转。

图4-2为图4-1的立体图。

图4-1中行人和非机动车的行走路线如下：

行人和非机动车均从东南西北四个路口处的桥下明道进行直行、左转弯、右转弯和回头弯的分流。

图5-1的机动车行走路线如下：

直行：由南6至北3；由东6至西3；由北6至南3；由西6至东3。

左转弯：由南5向前斜跨至南3，左转至西4；由东5向前斜跨至东3，左转至南4；由北5向前斜跨至北3，左转至东4；由西5向前斜跨至西3，左转至北4。

右转弯：由南7右转至东2；由东7右转至北2；由北7右转至西2；由西7右转至南2。

回头弯：均从东南西北四个路口处的桥下明道进行180度的回转。

图5-1中行人和非机动车的行走路线如下：

行人和非机动车均从东南西北四个路口处的桥下明道进行直行、左转弯、右转弯和回头弯的分流。

图5-2为图5-1的立体图。

图6-1的机动车行走路线如下：

直行：由南6南7至北3北2；由北5北6至南4南3。

左转弯：由南5经路中心的桥下左转至西4；由西5经地下明道斜跨至西4，右转经桥下至北4。

右转弯：由北7右转至西3；由西6右转至南2。

回头弯：均从南西北三个路口处的桥下明道进行180度的回转。

图6-1中行人和非机动车的行走路线如下：

行人和非机动车均从南西北三个路口处的桥下明道进行直行、左转弯、右转弯和回头弯的分流。

图6-2为图6-1的立体图。

Claims (9)

1.该《地上只有一层的二层式和三层式全互通无交叉立交桥》是具有独特的组合结构的立交桥，它使得城市路口地面以上的立交桥最多只有一层，而仅有的这一层桥面可谓是世界“全互通”式立交桥之最低，使得人们多年来不愿爬高坡下深隧的愿望得以实现。

2.该发明是个组合式的系统方案，它包括对街道的十字形和T字形路口的改造。

3.该发明在双向八车道中设计有沿街停车道，给人们驾车出行带来更多方便。

4.二层式和三层式十字形立交桥在断开一条道路后，可变形为T字形路口的改造方案。

5.三层式T字形立交桥由南向北的地上桥面可改向地下通过，也可将由北向南的地上桥改向地下通过，把该方案中的地下通道改向地上通过。

6.二层式T字形立交桥由南向西的左转弯和由北向西的右转弯可改为地上桥，而由北向南的直行道改向桥下通行。

7.三层式立交桥是以道口线旁的原地面为平台，或向下或向上对所有车辆的行驶方向进行有效的调度。

8.二层式十字形立交桥中，当桥下原路面的沉降深度为零时，该方案变形为：以原路面为底层的两层结构的立交桥。在不被由西向北、由东向南的左转弯地面桥干扰的方案中，可将由东、由南、由西、由北的右转弯的地面弯道提升为桥面，行人跨非机动车道时，可以是地面桥也可以是地下通道；反之，当地面以上桥梁的高度为零时，该方案中的所有桥梁下降至地面，为原路面层，地面沉降部分继续沉降至总深度能满足机动车通行所必须的高度为止。

9.在二层式T字形立交桥中，当桥下原路面的沉降深度为零时，该方案可变形为：以原路面为底层的两层结构的立交桥，这时可以把由南6、南7向北3、北2的直行道的两个小桥之间的距离，由桥面连通，桥下可规划为自行车停放场。人行道同样可以从上或从下横跨非机动车道时；反之，当地面以上桥梁的高度为零时，该方案中的所有桥梁下降至地面，为原路面层，地面沉降部分继续沉降至总深度能满足机动车通行所必须的高度为止。

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