城市路網車流平面無交叉互通方法及其設施的製作方法
2023-07-23 09:11:36 2
專利名稱：城市路網車流平面無交叉互通方法及其設施的製作方法
技術領域：
本發明涉及城市交通領域，特別是一種城市路網車流平面無交叉互通方法及其設施。
背景技術：
愈來愈擁堵的交通，已越來越難以適應城市發展路口人車混流交叉、紅綠燈多、有效通行時間少(直行、左轉彎所用時間分別是1/4運行，3/4停等)、車輛制動(停車、起動)頻率高、車速慢(美國道路通行能力手冊將城市幹道車速為22km/h以下的不穩定車流稱為擁擠車流，而目前在我國大城市運營速度平均僅為12-18km/h)、耗油量及尾氣排放增加；天橋與地下通道人們上下不便；「斑馬線」上人車爭道搶行，交通事故頻發；從整個城市節點看，停車與通行時間等值，加上一部分不能利用的黃燈等「清空損失」，每天無效地浪費通行時間一大半；人行橫道紅燈每分鐘還會造成5～5％的路面空置；立交橋造價高、佔地面積大，且只是將阻塞的地點發生了轉移。
北京市立交橋、環道和路寬不斷地建、修、擴，只是導致了塞車現象不斷「加重」；其西單平面立交，也沒有擺脫交通信號控制及特殊的局部環境要求……。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種快捷、實用和經濟的城市路網車流平面無交叉互通方法及其設施，以解決上述城市交通擁堵這一「時代難題」，實現「路不在寬而在暢」之目的。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案如下本發明提供的城市路網車流平面無交叉互通方法，即a.在幹道路口的兩側分別設有轉向盤，或在支路上設有轉向盤。
b.主幹道或次幹道車輛分流車流直行通過路口不減速停車；需左轉彎的車輛在到達路口後，繼續直行至轉向盤左轉調頭，再與同向車流並行返回至路口時右轉彎，從而實現車輛分流平面無交叉互通之目的。
c.支路車輛分流支路車輛若需左轉彎或橫穿幹道，在到達路口時，先右轉彎與主幹道或次幹道車流同向並行至轉向盤左轉調頭，再併入幹道同向車流，繼續直行或至路口右轉彎，至此也實現車輛分流平面無交叉互通之目的。
本發明提供的城市路網車流平面無交叉互通設施，包括分別設在幹道路口兩側的轉向盤，或在支路上的轉向盤。轉向盤為縱向傾斜地設在道路的中心線上的活動轉盤，其結構是由承重骨架和位於其上方的兩個扇形面板、制動杆和蹺板或滾筒組構成；承重骨架由「十」字梁和與之連接的斜粱及橫梁構成，「十」字梁的中心交點由軸與基座活動連接，「十」字梁的四個端點各有一個滾輪或滾珠，它們與基座上的環形軌道滾動連接；兩個扇形面板對角排列，它們的徑向斜邊和圓弧斜邊為坡面。
本發明具有如下的主要優點其一.為解決城市交通擁堵這個一直困撓世人的難題，在不建造立交橋無紅綠燈控制情況下，提供了疏通交通路口的簡捷和實用的新方法車輛直行，左、右轉彎均無交叉的平面互通，免除交通信號控制，人車各行其道。
其二.左轉彎是各種立交橋設計的核心問題。在一般立交橋上，車要調頭，至少需要在立交橋上繞行1公裡。由於本發明別具匠心，提供了轉向盤這種縱向傾斜地設在道路的中心線上的活動轉盤，因此能夠以最經濟和實用的方式解決了車輛左轉彎的問題，可使交通路口暢通，車流不間斷。
其三.充分挖掘和發揮現有道路的潛力和功能從城市路網整體看，可增加和提高通行時效和路面利用率、運營速度達兩倍甚至四倍以上，使城市路網運營安全和高速流暢。
其四.由於設置了矮拱橋式供行人過街的「T」或「工」字形隧道，可使行人過街通行不與車爭道，從而能夠消除「斑馬線」人車爭道引發的交通事故。
其五.投入少與建造立交橋等相比，可節省巨額資金和寶貴的土地資源。
其六.有利於城市建設，還城市自然景觀與生態風貌。
圖1是本發明平面互通車輛行駛狀況及行人過街通行示意圖。
圖2是圖1中匝道19下方的縱、橫向人行通道3的側視圖。
圖3是圖1中位於道路中心線7上的大車轉向盤9和15的結構示意圖。
圖4是圖3中的一個扇形面板24(即圖中標有(A)的扇形面板)過圓心的縱向切面圖。
圖5是圖1中位於道路中心線7上的小車轉向盤10和14的結構示意圖。
圖6是圖5中位於標有(A)的扇形面板24上的兩排滾筒組的滾筒45外切示意圖。
圖7是圖5中位於標有(A)的扇形面板24上的下排滾筒組的滾筒45連接示意圖。
圖8是圖5中標有(A)的扇形面板24上的縱向切面放大示意圖。
圖9為圖5中D-D剖視放大圖，該圖未畫扇形面板24、制動杆40、球鉸鏈39、鉸支38、固定軸32、護樁22和上排滾筒組等部件。
圖1中1.次幹道N方向；2.人行道；3.匝道下縱、橫向人行通道；4.支路；5.「T」字形隧道；6.隧道進出口；7.道路中心線；8.地樁；9.大車轉向盤；10.小車轉向盤；11.「工」字形隧道；12.次幹道S方向；13.路口；14.小車轉向盤；15.大車轉向盤；16.矮拱橋下行人過街通道；17.小車停車場；18.矮拱橋。
圖2中19.匝道。
圖3中20.套筒；21.護套；22.護樁；23.環形軌道；24.扇形面板；25.圓弧斜邊；26.斜梁；27.蹺板；28.骨架；29.開口；30.橫梁；31.滾輪或滾珠；32.定軸；33.扭轉彈簧；34.「十」字梁；35.徑向斜邊；36.軸；37.扭轉彈簧；38.鉸支；39.球鉸鏈；40.制動杆。
圖4中41.基座。
圖5中42.壓縮彈簧；43.支杆；44.帶棘輪的小滾輪；45.滾筒；46.帶棘輪的大滾輪；47.閘瓦；48.骨架；49.滑杆；50.護套；51.滾珠。
具體實施例方式
本發明是一種城市路網車流平面無交叉互通方法及其設施。
一.城市路網車輛分流平面無交叉互通方法a.在幹道路口的兩側分別設有轉向盤，或在支路上設有轉向盤。
b.主幹道或次幹道車輛分流車流直行通過路口不減速停車；需左轉彎的車輛在到達路口後，繼續直行至轉向盤左轉調頭，再與同向車流並行返回至路口時右轉彎，從而實現車輛分流平面無交叉互通目的。
c.支路車輛分流支路車輛若需左轉彎或橫穿幹道，在到達路口時，先右轉彎與幹道車流同向並行至轉向盤左轉調頭，再併入幹道同向車流，繼續直行或至路口右轉彎，至此也實現車輛分流平面無交叉互通之目的。
上述轉向盤數量以及與路口的距離可根據車流量及流速而定，一般情況下一側轉向盤與路口的距離至少為90m。若兩路口間距小於180m，則兩路口互相設置轉向盤。轉向盤為供大車或小車使用的活動轉盤。
在幹道或支路的路口處設有供行人過街的「T」或「工」字形隧道，隧道有3～4個路邊行人出入口。
二.城市路網人車分流設施其包括設在幹道路口兩側的轉向盤，或在支路上的轉向盤，以及人行通道。
轉向盤為縱向傾斜地設在道路的中心線7上的活動轉盤，傾斜角度為轉盤盤面與地面夾角是1～3度，以利車輛繞軸作向心性轉向。其結構如圖3至圖9所示由承重骨架和位於其上方的兩個扇形面板24、制動杆40和蹺板27或滾筒組構成。承重骨架由「十」字梁34和與之連接的斜粱26及橫梁30構成，這種結構可增強扇形面板24的承重力。「十」字梁34，其中心交點由軸36與基座41活動連接，其四個端點各有一個滾輪或滾珠31，它們與鑲嵌於基座41上的環形軌道23滾動連接。兩個扇形面板24可由鋼板或合金板等材料製成，它們對角排列，並且它們的徑向斜邊35和圓弧斜邊25為坡面。
轉向盤可根據車輛有前、後輪驅動及車身長短(目前國家標準直徑10～16m或5～7m)分為兩種設置兩個蹺板27的目的是為大車服務的，例如後輪驅動的客車等，設有兩個蹺板27的轉向盤，可稱為大車轉向盤9和15。設置兩個滾筒組的目的是為小車服務的，例如前、後輪驅動的轎車等，設有兩個滾筒組的轉向盤，可稱為小車轉向盤10和14。轉向盤靠車輛驅動運轉，其停止由制動機構控制，該機構包括設在大車轉向盤的兩個蹺板27的制動杆40，以及設在小車轉向盤的兩個扇形面板24上方的制動杆40和滑杆49。
上述大車轉向盤的兩個蹺板27分別位於與之對應的扇形面板24的開口29處。每個蹺板設有方形或其它形狀的骨架28，其一邊為定軸32，另一邊與制動杆40的一端以鉸支38相連。定軸32的一端固定在「十」字梁34上，另一端固定在斜梁26上，並分別安裝可使蹺板27復位的扭轉彈簧37和33。扭轉彈簧37和33可由固定在橫梁30的壓縮彈簧42替換。制動杆40的另一端裝有套筒20，其杆體上還裝有兩個護套21。在套筒20被基座41上的地樁8阻擋時，制動杆40處於靜止狀態，同時兩個護套21與兩個護樁22接觸，兩個護樁22交錯排列且固定在承重骨架「十」字梁34上；護套21和護樁22起保護制動杆40的作用。反之，當大車行駛至前輪踏上蹺板27時，制動杆40利用槓桿原理以固定在「十」字梁34上的球鉸鏈39為支點翹起，此時套筒20離開地樁8。基座41是一種帶有坡度的圓形路面，以下同。地樁8為固定阻擋件。
上述小車轉向盤的兩個滾筒組分別位於與之對應的扇形面板24開口29處。每個滾筒組分為兩排，上排滾筒組設有3～6根滾筒45，它們呈弧形狀排列在骨架48上，下排滾筒組設有2～5根滾筒45，並且在車輛前輪踏上上排滾筒組時，兩排滾筒組的滾筒接觸且以二對一方式互相外切(見圖6)，以便由前輪驅動的車輛利用滾筒外切產生的摩擦力驅動下排滾筒組滾輪在環形軌道23的軌道上運轉，驅使整個轉向盤轉動，從而達到車輛左轉彎之目的。
下排滾筒組的每根滾筒45的一端由軸承座與「十」字梁34相連，另一端裝有帶棘輪的滾輪，該滾輪與環形軌道23滾動連接。下排滾筒組中，處於外端兩根滾筒45所裝的滾輪是帶棘輪的大滾輪46，居中的兩根滾筒45所裝的滾輪是帶棘輪的小滾輪44；另外，這四根滾筒45由支杆43上的軸承瓦連接；這種設計可使下排滾筒組中的四個滾筒45的滾輪與環形軌道23的軌道面更好地接觸。滑杆49是一根長度為轉向盤直徑加地樁8半徑2/3的直杆，其橫切面為方形，滑杆由鋼材或其它材料製成。滑杆49與下排滾筒組相應部位固定兩組方向相反的2～5個閘瓦，下排滾筒組的滾筒45的轉動由滑杆49的閘瓦47控制，滑杆49中部活動穿過軸36，在護套50的端頭裝有滾珠51，以減少與地樁8的摩擦。並且地樁8改為轉動的阻擋件，其半徑長度的2/3為圖9中閘瓦47的可移動距離。上排滾筒組的滾筒45的復位由壓縮彈簧42完成。
滾筒45可由鋼材或其它材料製成，其外圍包有橡膠或聚氨脂層或其它耐磨材料。
如圖1、圖2所示上述人行通道是在幹道或支路的路口處設有供行人過街的「T」字形隧道5或「工」字形隧道11；隧道有3～4個路邊行人出入口6。若兩路口與轉向盤間相距較遠，可每80～100m設置一個行人過街隧道16。隧道可設計為矮拱橋18，以兼顧坡度對車速、油耗的影響與人行的便利，即路面與地下開挖凹槽相結合，其高度分別各佔多少比例及通道寬度，可根據周邊地貌和地下排水設施而因地制宜，其淨空高度一般為1.9～2.2m。小車在經過矮拱橋18後，除繼續直行外，還可將車停於道路中心小車停車場17，司乘人員可通過該停車場的四角矮拱橋下行人過街隧道16進出。序號3是匝道19下方縱、橫向人行通道。
如圖1所示在兩路口間距大於180m時，大車轉向盤9和小車轉向盤10位於路口13的左側，大車轉向盤15和小車轉向盤14位於路口13的右側。大車轉向盤9和15結構相同，同理小車轉向盤10和14結構也相同。轉向盤縱向傾斜地設在道路的中心線7上，以利車輛驅動轉向盤繞軸作向心性轉向，其類似火車轉彎的原理。
下面結合附圖簡述一下本發明的工作過程。
如圖1所示不論幹道、支路、還是借道橫穿，車輛前行的三個方向直行和左、右轉彎(以箭頭表示)，只有並行或交織行駛(一般交織行駛距離約90m以上，其交織角度為零，行駛速度可達45km/h)，均無交叉。左轉彎或橫穿，只需經轉向盤調頭行駛即可。幹道車輛需左轉彎，如從E向W方向行駛，希望到次幹道S方向12，則在到達路口13時，繼續直行至轉向盤10或9，左轉調頭，返回至路口13，向右行駛轉彎至次幹道S方向12。次幹道或支路車輛若需左轉彎或橫穿幹道，如次幹道S方向12的車輛，希望橫穿幹道到次幹道N方向1，則在到達路口13時右轉彎，交織行駛至轉向盤14或15，左轉調頭，再返迴路口13向右行駛轉彎即可。序號2和4分別是普通人行道和支路。E、W、S和N分別表示東、西、南和北方向。
1.大車或者由後輪驅動的小車進行左轉彎或橫穿過程當車輛由路口13行駛至例如大車轉向盤15時，若汽車前輪駛上其一側即圖3中標有(A)的扇形面板24時，蹺板27在汽車重力的作用下被壓下，於是與骨架28鉸鏈的制動杆40利用槓桿原理以固定在「十」字梁34上的球鉸鏈39為支點翹起，此時套筒20離開地樁8；這樣，在汽車後輪的驅動下，車身隨著扇形面板24也就是大車轉向盤15繞軸36轉動180度，此時，對角另一側即圖3中標有(B)的扇形面板24上的蹺板27因無重載，該蹺板在扭轉彈簧37及33的作用下蹺起，制動杆40落下，其套筒20被地樁8阻擋，使轉向盤制動，汽車駛離轉向盤完成左轉向，再與同向車流並行返回至路口13時右轉彎，從而實現車輛分流平面無交叉互通之目的。
2.由前輪驅動的小車進行左轉彎或橫穿過程當車輛由路口13行駛至例如小車轉向盤14時，若汽車前輪駛上其一側即圖5中標有(C)的扇形面板24時，上排滾筒組在汽車重力的作用下被壓下與下排滾筒組接觸且以二對一方式互相外切(圖6)，同時制動杆40翹起而脫離地樁8的阻擋(其動作見前述)，於是在汽車前輪的驅動下，車身隨著整個轉向盤利用滾筒外切產生的摩擦力驅動下排滾筒組滾輪在環形軌道23的軌道上運轉180度，此時，對角另一側即圖5中標有(E)的扇形面板24上的滑杆頂部滾珠51與地樁8相轉動接觸，推動滑杆滑動，於是其上的制動閘瓦47接觸滾輪45使下排滾筒組制動(見圖9)；扇形面板24上的上排滾筒組因無重載，在壓縮彈簧43的作用下蹺起，制動杆40落下，其套筒20被地樁8阻擋，使轉向盤制動，汽車駛離轉向盤完成左轉向，再與同向車流並行返回至路口13時右轉彎，從而實現車輛分流平面無交叉互通之目的。
權利要求
1.一種城市路網車流平面無交叉互通方法，其特徵是城市路網車輛分流平面無交叉互通方法a.在幹道路口的兩側分別設有轉向盤，或在支路上設有轉向盤，b.主幹道或次幹道車輛分流車流直行通過路口不減速停車；需左轉彎的車輛在到達路口後，繼續直行至轉向盤左轉調頭，再與同向車流並行返回至路口時右轉彎，從而實現車輛分流平面無交叉互通之目的，c.支路車輛分流支路車輛若需左轉彎或橫穿幹道，在到達路口時，先右轉彎與幹道車流同向並行至轉向盤左轉調頭，再併入幹道同向車流，繼續直行或至路口右轉彎，至此也實現車輛分流平面無交叉互通之目的。
2.根據權利要求1所述的城市路網車流平面無交叉互通方法，其特徵是位於在幹道路口的兩側分別設有的轉向盤，或在支路上設有的轉向盤，它們與路口中心點的距離至少為90m；在次幹道的兩個路口的間距小於180m時，則在每個路口設置轉向盤。
3.根據權利要求1或2所述的城市路網車流平面無交叉互通方法，其特徵在於所述的轉向盤是供大車或小車使用的活動轉盤，其縱向傾斜地設在道路的中心線(7)上。
4.根據權利要求1所述的城市路網車流平面無交叉互通方法，其特徵是在幹道或支路的路口處設有供行人過街的「T」或「工」字形隧道，隧道有3～4個路邊行人出入口。
5.一種城市路網車流平面無交叉互通設施，其特徵在於所述的設施包括分別設在幹道路口兩側的轉向盤，或在支路上的轉向盤，轉向盤是縱向傾斜地設在道路的中心線上的活動轉盤，其結構是由承重骨架和位於其上方的兩個扇形面板(24)、制動杆(40)和蹺板(27)或滾筒組構成；承重骨架由「十」字梁(34)和與之連接的斜粱(26)及橫梁(30)構成，「十」字梁的中心交點由軸(36)與基座(41)活動連接，「十」字梁的四個端點各有一個滾輪或滾珠(31)，並與基座(41)上的環形軌道(23)滾動連接；兩個扇形面板(24)對角排列，它們的徑向斜邊(35)和圓弧斜邊(25)為坡面。
6.根據權利要求5所述的城市路網車流平面無交叉互通設施，其特徵是兩個蹺板(27)分別位於與之對應的扇形面板(24)的開口(29)處；每個蹺板設有骨架(28)，其一邊為定軸(32)，另一邊與制動杆(40)的一端以鉸支(38)相連；定軸(32)的一端固定在「十」字梁(34)上，另一端固定在斜梁(26)上，並分別安裝使蹺板(27)復位的扭轉彈簧(37)和(33)；制動杆(40)的另一端裝有套筒(20)，其杆體上還裝有兩個護套(21)，該護套與交錯排列且固定在「十」字梁(34)的兩個護樁(22)接觸時相連；制動杆(40)是槓桿，其支點是固定在「十」字梁(34)上的球鉸鏈(39)。
7.根據權利要求6所述的城市路網車流平面無交叉互通設施，其特徵是兩個滾筒組分別位於與之對應的扇形面板(24)上方；每個滾筒組分為兩排，上排滾筒組設有3～6根滾筒(45)，它們呈弧形狀排列在骨架(48)上，下排滾筒組設有2～5根滾筒(45)，並且兩排滾筒組的滾筒接觸時以二對一方式互相外切；下排滾筒組的每根滾筒(45)的一端由軸承座與「十」字梁(34)相連，另一端裝有帶棘輪的滾輪，該滾輪與環形軌道(23)滾動連接；下排滾筒組的四根滾筒(45)由支杆(43)上的軸承瓦連接，其轉動由滑杆(49)的閘瓦(47)控制；滑杆(49)的中部活動穿過軸(36)，其兩端裝有護套(50)，在護套(50)的端頭裝有滾珠(51)；「十」字梁(34)的橫梁(30)裝有使上排滾筒組的復位的壓縮彈簧(42)。
8.根據權利要求7所述的城市路網車流平面無交叉互通設施，其特徵在於所述的滾筒(45)由鋼材製成，其外圍包有橡膠或聚氨脂層。
9.根據權利要求5所述的城市路網車流平面無交叉互通設施，其特徵在於所述的設施還包括人行通道，即在幹道或支路的路口處設有供行人過街的「T」字形隧道(5)或「工」字形隧道(11)，隧道有3～4個路邊行人出入口(6)。
10.根據權利要求9所述的城市路網車流平面無交叉互通設施，其特徵在於所述的隧道設計為矮拱橋式，其淨空高度為1.9～2.2m。
全文摘要
本發明城市路網車流平面無交叉互通方法是在幹道路口的兩側或支路上設有轉向盤；幹道車流直行通過路口，需左轉彎的車輛在到達轉向盤後左轉調頭，返回至路口時右轉彎；需左轉彎或橫穿幹道的支路車輛在到達路口時，先右轉彎與幹道車流同向並行至轉向盤後左轉調頭，再併入幹道同向車流繼續直行或至路口右轉彎。轉向盤由承重骨架和兩個扇形面板(24)、制動杆(40)和蹺板(27)或滾筒組構成；承重骨架的「十」字梁，其中心交點與基座(41)活動連接，其四個端點各有一個與環形軌道(23)滾動連接的滾輪或滾珠(31)；兩個扇形面板對角排列，其徑向和圓弧斜邊為坡面。本發明解決了車輛左轉彎的問題，可使交通路口暢通，車流不間斷。
文檔編號B60S13/02GK1657703SQ20051001831
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月25日 優先權日2005年2月25日
發明者劉亮, 劉保恆, 閔紹芳 申請人:劉亮