改進型全苜蓿葉立交橋的製作方法

2023-05-09 04:32:31 1

專利名稱：改進型全苜蓿葉立交橋的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種立交橋，特別是涉及一種改進型全苜蓿葉立交橋。
背景技術：
改革開放以來，隨著我國經濟的快速增長，城市人口的急劇增加使車輛日益增多； 城市及城市之間道路建設也在快速的發展，更多的車輛和道路交叉口造成車輛堵塞和擁擠，許多大中城市的交通要道和高速公路上興建了一大批全互通立交橋，用空間分隔的方法消除道路平面交叉車流的衝突。互通立交基本型式包括苜蓿葉型、部分苜蓿葉型、喇叭型、Y型、環型和菱型等，雖然不同形式的互通立交都能滿足車輛的全方位通行，但都存在不同形式的缺點，主要有佔地面積大、層次多、工程量大、工程造價高、匝道設計複雜難以辨識、安全性低、通行量小、任存在車輛交織等問題。其中苜蓿葉型立交是一種常見的立交形式，其布置特點是兩條主線在兩個層面上進行立體交叉，立交四個左轉彎採用約270度環形匝道，平面布置呈苜蓿葉狀。其優點為苜蓿葉型立交層次不高(只有兩個層面)，工程投資非常低，且使用性能好；其匝道布置對稱，造型簡潔，視野開闊易辨識，還可調頭，景觀效果好(劉智春，2009)。其缺點為佔地面積較大、四個左轉彎匝道分合流點之間有行車交織段，影響立交通過能力(臧曉冬， 2011)。為了解決苜蓿葉型立交存在的缺點，設計者採用定向匝道完全或部分替代苜蓿葉立交中的環形匝道。但為了保證平面線形指標和其他指標的要求，定向匝道一般需要展線，並上跨或下穿若干主線或匝道，需要建造大跨度高架橋梁，導致工程量及造價大大增加，而且使立交的複雜程度增加，不利於司機辨識，還喪失了苜蓿葉立交的調頭功能。如果通過增加交織段的長度來解決交織問題，就需要增加環形匝道的半徑，這無疑更增加了苜蓿葉立交的佔地面積。所以如何更好地解決苜蓿葉立交的交織問題成為立交設計中亟待解決的關鍵問題。

發明內容
本發明的目的在於解決苜蓿葉立交四個左轉彎匝道分合流點之間行車交織問題。為實現上述目的，本發明採取以下技術方案問題分析苜蓿葉立交橋產生交織問題的根本原因是在同一主線的同一側(右側)短距離內形成先合流再分流的路段，先左轉彎進入主線的車輛要馬上向左變換車道保持直行，緊接著主線上想要左轉彎駛出的車輛要向右變換車道進入環形匝道，而兩股車流又在同一平面上，所以必然形成平面衝突。實質上，苜蓿葉立交橋並未徹底的解決左轉彎車輛的平面衝突問題。所以要解決苜蓿葉立交的車輛交織問題，就是要繼續用立體交叉的方法解決左轉彎車輛的平面交叉衝突。為此設計如下改進型苜蓿葉立交橋。在苜蓿葉立交的每一個環形匝道的末端繼續延伸一段匝道，此延伸匝道前段與即將駛入的主線(後稱目的主線)平行，並與目的主線保持分離，此延伸匝道前段上跨或下穿其駛離的主線(或稱駛出主線)，此延伸匝道後段向外(相對目的主線)彎曲，並上跨或下穿另一環形匝道，後此延伸匝道的末端與具有相同目的主線的右轉彎匝道搭連。通過此延伸匝道的引導，使左轉彎車輛經過環形匝道後並不馬上進入目的主線，而是繼續保持與目的主線分離，先沿目的主線方向(並與目的主線在同一平面上)向前行駛，再斜向外繞行一段距離，後上跨或下穿從其目的主線駛出的左轉彎車輛，再經右轉彎車道進入目的主線，從而避免了同一主線先右進的左轉彎車輛和後右出的左轉彎車輛形成交織。當目的主線處於上一層面時，上述延伸匝道上跨其駛出主線和上跨另一環形匝道，當目的主線處於下一層面時，上述延伸匝道下穿其駛出主線和下穿另一環形匝道。上述的延伸匝道後段向外彎曲的目的是使具有平面衝突的兩股車流(苜蓿葉立交中先右進的左轉彎車輛和後右出的左轉彎車輛)產生高度差，而這個高度差正是為具有平面交織衝突的兩股車流建立立體交叉提供空間的，同時環形匝道在交叉點處被分成環匝前段和環匝後段。為了保證縱面線形指標(縱坡坡度不超過3-4%)，環形匝道拉坡範圍基本與整個匝道的線位長度一致。而環匝前段長度有限，其長度只佔整個匝道長度的1/3到 2/5，所以單靠環匝前段上升或下降產生的高度差還不夠。而增加環匝前段的坡度或加大延伸匝道後段向外彎曲的程度都會大大降低匝道平縱面線形指標，這是不可取的；而通過適當增加上跨匝道和降低下穿匝道的路面高度來補償不足的高度差是可行的。即，如果上述延伸匝道後段上跨環形匝道，此延伸匝道後段在原有高度的基礎上先適當上坡，上跨後再下坡，或者與右轉彎匝道連接後再逐漸下降到原來高度；如果此延伸匝道後段下穿環形匝道，此延伸匝道後段在原有高度的基礎上先適當下坡，下穿後再上坡，或者與右轉彎匝道連接後再逐漸上升到原來高度。上述的環形匝道的末端任保持與目的主線的連接，但此連接通道僅供調頭車輛使用，嚴禁左轉彎車輛使用。為了防止左轉彎車輛走捷徑(也利用此調頭通道直接進入主道) 而影響主線通行或造成交通事故，本設計採取將左轉彎變速車道與主線直行車道隔離的方法來控制車輛的行駛線路。另外，當兩條主線都具有輔路時，輔路的行車衝突採取環島立交的方法解決，因為改進型全苜蓿葉立交的中心地帶已經沒有合適的空間再建其他道路，輔路的行車路線採取環島立交設計，在平面上整個環島呈圓環狀，正好可以建在改進型全苜蓿葉立交的外圍，呈緊包圍狀，平面布置合理，不會增佔太多土地。環島立交結構簡單，但車輛頻繁交織；而在這裡被採用的原因是第一、輔路的車速較之主線車速低；第二、此環島處於全苜蓿葉立交的外圍，環島半徑很大；故此環島立交設計可以滿足輔路的行車要求。上述的環島與主線的交叉處採取上跨下層主線和下穿上層主線的方法解決。改進型全苜蓿葉立交具有兩個層面，一條主線在較低的平面上，另一條主線在較高的平面上。環島的環形道路兩次上跨較低平面上的主線，兩次下穿較高平面上的主線，保證了環形道路的連續性，從而溝通了四個方向的輔路。上述的環島立交的環形道路路面被縱向分割成內外兩部分，內環道為行人和非機動車通行道路，可以雙向行駛，而外環道是機動車通行道路，只能單向逆時針行駛。上述的內環道路的出入口通道採取下穿環形道路的較高處，進入環形道路內側後轉彎向環形道路的較低處上坡行駛，直到到達同等高度後進入內環道路。這樣的行駛方向可以降低通道建造成本，縮短行走路線。本發明適用於地形開闊的高速路與高速路間全互通立交設計；由於本發明消除了行車交織段，所以縮小尺寸後也可以應用於城市內立體交叉設計；另外本發明還可以用於已經建成的全苜蓿葉立交的改造工程。本發明的優點及有益效果是(1)徹底消除了苜蓿葉立交四個左轉彎匝道分合流點之間的行車交織問題，而且保留苜蓿葉立交的調頭功能，從而達到直行、左右轉向、調頭車輛互不幹擾。(2)主線左右轉彎出入口減少一個，將原來的「出-進-出-進」變為「出-出-進」， 不易誤行，有利於行車安全。(3)立交設計仍然只有兩個層面，沒有大跨度高架橋，跟定向匝道相比，建造成本依然很低。(4)整個立交匝道平面布置呈中心對稱圖形，線條分布勻稱美觀。(5)滿足具有輔路的高速路十字交叉全互通立交設計要求，做到將高速車輛、低速車輛、非機動車輛和行人按照速度的快慢完全分開行駛，提高通行能力，降低交通事故發生率。


圖1為改進型全苜蓿葉立交設計2為改進型全苜蓿葉立交左轉彎匝道結構3為改進型全苜蓿葉立交與輔路環島組合設計全圖
具體實施方案—種改進型全苜蓿葉立交可用於兩條高速公路十字交叉處的全互通立交設計；其快速直行車道分為兩層，如東西向為高層，南北向則為低層，高層車道在交叉口前方一定距離開始以較小坡度向上行駛，立交需要範圍內水平行駛，低層車道保持與地面同高即可，兩車道交叉上下空間垂直高度滿足技術標準要求，使之各種車輛都可順利通過。如圖1改進型全苜蓿葉立交具有四個左轉彎匝道L(圖號分別為L1、L2、L3和L4) 來滿足車輛的左轉彎行駛，如圖2左轉彎匝道L由環形匝道和延伸匝道組成，其中環形匝道又由環匝前段a和環匝後段b組成，延伸匝道由直行段c和彎曲段d組成。如圖1改進型全苜蓿葉立交具有四個右轉彎匝道R(圖號分別為R1、R2、R3和R4) 來滿足車輛的右轉彎行駛。如圖1改進型全苜蓿葉立交具有四個調頭通道B(圖號分別為B1、B2、B3和B4) 來滿足車輛調頭。假若行車需向左轉彎，則利用左轉彎匝道L行駛；例如由南向北行駛的車輛需要轉向西方向行駛，其可以利用起始於第一象限的左轉彎匝道Li，當車輛還處於第四象限時就開始進入左轉彎減速車道，車輛在減速車道上減速前行，下穿東西上層主線後進入其左轉彎匝道Li，首先，左轉彎車輛在環形匝道上右轉彎270度並同時上坡行駛，然後車輛進入延伸匝道，先沿直行段cl直行跨過南北向下層主線，再沿彎曲段斜向西北上坡行駛跨過第二象限左轉彎匝道L2的環形匝道，再斜向西南下坡行駛，然後併入第二象限的右轉彎匝道R2，最後進入東向西方向主線車道X2。又如東向西行駛的車輛需要轉向南方向行駛時，其行駛方法與上述方法基本相同，只是在環形匝道上坡行駛變成下坡行駛，在延伸匝道的直行段c2和彎曲段d2上的車輛下穿東西向主線和下穿環形匝道而不是上跨。其中一三象限的左轉彎行駛過程完全相同，二四象限的左轉彎行駛過程完全相同。假若行車需向右轉彎，則利用右轉彎匝道R行駛；比如南向北主線車道Yl上行駛的車輛需要轉向東方向Xi行駛時，當車輛還在第四象限時提前進入最右邊的右轉彎減速車道，減速後直接進入右轉彎匝道R4即可駛入西向東主線車道XI。四個右轉彎採取同樣方法。調頭行駛需要利用專用調頭通道B，比如南向北主線車道Yl上行駛的車輛需要調頭行駛，即要進入北向南主線車道Y2，首先調頭車輛在第四象限進入左轉彎匝道的減速車道減速，然後和左轉彎車輛一起進入左轉彎Ll的環形匝道，經過270度右轉彎後到達環形匝道末端，然後通過調頭通道B 1直接進入東向西左轉彎匝道L2的減速車道，然後完成一個左轉彎行駛即可進入北向南主線車道Y2。四個方向的調頭採取同樣方法。另外，當兩條主線都有輔路時，輔路車輛和行人的順利通行是通過外圍環島立交來實現的。如圖3，環島立交主要由外環道路Cl、內環道路C2和四個人行道出入口(F1、F2、 F3和F4)組成。所述外環道路Cl是機動車道，僅供機動車行駛；所述內環道路C2為非機動車和人行通道，其通過四個人行道出入口(F1、F2、F3和F4)和四個象限的空間相連通。輔路機動車輛的直行、右轉彎、左轉彎、調頭都是通過環島立交的外環道Cl實現的。四個方向駛入的機動車輛行駛方法相同。比如當第四象限南向北方向輔路過來的車輛駛入環島立交外環道Cl時，如果其要直行，首先車輛在第四象限要向內變換車道後靠左行駛，然後沿逆時針方向繞行，當車輛運行至第一象限時向外變換車道後靠右行駛，然後車輛進入第一象限南向北輔路直行離開環島。如果駛入車輛要進行右轉彎，車輛在第四象限內無需變換車道，一直靠右行駛，同樣按逆時針方向繞行，然後車輛進入第四象限的西向東輔路離開環島。如果駛入車輛要進行左轉彎，首先車輛在第四象限要向內變換車道後靠左行駛，然後沿逆時針方向繞行，當車輛運行至第二象限時向外變換車道後靠右行駛，然後車輛進入第二象限東向西輔路離開環島。如果車輛要進行調頭，首先車輛還在輔路時提前靠左行駛進入調頭車道B8，然後按順時針方向繞行，跨過南北主線後進入第三象限北向南輔路離開環島即可。輔路非機動車和行人的通行是通過內環道實現的。非機動車和行人可以通過各象限的人行道出入口進出內環道C2，進入內環道C2的非機動車和行人可以沿順逆時針雙向行駛，以便就近到達目的出口，找到目的出口後，就可以通過該人行道出入口 F走出內環道 Cl。
權利要求
1.改進型全苜蓿葉立交橋，其特徵是在傳統苜蓿葉立交的每一個用於左轉彎的環形匝道的末端延伸一段匝道，此延伸匝道前段與目的主線平行，上跨或下穿其駛離主線，延伸匝道的後段向外(相對目的主線)彎曲，並上跨或下穿另一環形匝道後與具有相同目的主線的右轉彎匝道搭連；當目的主線處於上一層面時，所述延伸匝道上跨其駛出主線和上跨另一環形匝道，當目的主線處於下一層面時，延伸匝道下穿其駛出主線和下穿另一環形匝道。
2.根據權利要求1所述的改進型全苜蓿葉立交橋，其特徵是如果所述延伸匝道後段上跨環形匝道，延伸匝道後段在原有高度的基礎上先適當上坡，上跨後再下坡，或者與右轉彎匝道連接後再逐漸下降到原來高度；如果所述延伸匝道後段下穿環形匝道，延伸匝道後段在原有高度的基礎上先適當下坡，下穿後再上坡，或者與右轉彎匝道連接後再逐漸上升到原來高度。
3.根據權利要求1所述的改進型全苜蓿葉立交橋，其特徵是環形匝道的末端任保持與目的主線的連接，但此連接通道僅供調頭車輛使用，嚴禁左轉彎車輛使用。為了防止左轉彎車輛走捷徑(也利用此調頭通道直接進入主道)而影響主線通行，採取將左轉彎變速車道與主線直行車道隔離的方法來控制車輛的行駛線路。
4.根據權利要求1所述的改進型全苜蓿葉立交橋，其特徵是當兩條主線都具有輔路時，輔路的行車衝突採取環島立交的方法解決；環島立交的環形道路處於改進型全苜蓿葉立交的外圍，呈緊包圍狀，環島與主線的交叉處採取上跨下層主線和下穿上層主線的方法解決。
5.根據權利要求4所述環島立交，其特徵是環島立交的環形道路路面被縱向分割成內外兩部分，外環道是機動車通行道路，只能單向逆時針行駛，而內環道為行人和非機動車通行道路，其通過四個人行道出入口與四個象限的空間相連通。
全文摘要
本發明涉及立交橋設計領域，公開了一種改進型全苜蓿葉立交橋發明方案。徹底解決了苜蓿葉立交四個左轉彎匝道分合流點之間行車交織問題及輔路的行車衝突問題。其特徵是在傳統的苜蓿葉立交的每一個環形匝道的末端繼續延伸一段匝道，此延伸匝道前段與目的主線平行，上跨或下穿其駛離主線，延伸匝道的後段向外(相對目的主線)彎曲，並上跨或下穿另一環形匝道後與具有相同目的主線的右轉彎匝道R搭連。通過此延伸匝道的引導，使左轉彎車輛經過環形匝道後並不馬上進入目的主線，先沿目的主線方向前行一段，再斜向外繞行一段距離後上跨或下穿從其目的主線駛出的左轉彎車輛，再經過右轉彎車道進入目的主線，從而避免了同一主線先右進的左轉彎車輛和後右出的左轉彎車輛形成交織。
文檔編號E01C1/04GK102296503SQ201110136070
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者楊光 申請人:楊光