专利名称：道路、建筑混合的立柱、斜柱和缆绳混合的承重和防震的方法
技术领域：
本发明属于一种在道路上修建建筑物，提高土地利用率，去掉承重墙，用立柱和斜柱支撑承重，用缆绳悬挂承重，提高在建筑物中的道路上的透光性、通风性和视野，增强抗震性能和建筑与道路之间结构的可塑性的方法。
现有的地面交通占地面大，特别是在市区，越繁华的地区土地价格越高，而所需的道路越多，越宽广。目前还没有见到真正用于开发土地资源而在道路上修建建筑物的工程和设计，只有立交桥、隧道、地铁等，或短距离道路。
道路交通需要良好的光照和视野，光线不能太强或太弱，路面越宽，车速越快，道路的利用率越高。为了增加透光性，就要有较高的车道高度，同时减少或去掉起防震作用的横向和纵向的防震墙，仅凭立柱支撑，立柱的密度不能过大。在道路上修建建筑物已经提高了土地使用率，许多路面较宽广，质量好，这都为修建高层建筑提供了良好条件，且在一定高度之下，建筑越高，成本越低。宽广的路面其下方需要有支撑，这很容易达到，但宽广的路面的上方需要增加建筑物时，若完全采用立柱支撑，路面上不能伸出任何障碍物，道路上的建筑之间的跨度加大，一条四车道的路面，光行车道占用的宽度就在14至15米之间，加上与路沿和立柱之间的距离，立柱的直径，这个大跨度加上相当高的上层建筑，使立柱之间的横梁加粗，增加了自重，单靠立柱支撑，建筑的稳固性和抗震性能将大为下降。而且，跨度越大，成本越高，新修的立交桥采用的大跨度可以足可以跨越4、5个车道，而且桥梁的承重支柱并没有露出路面支撑路面上的建筑，单此一层难度和成本已经很高，若再在上面修上十几层的建筑物将得不偿失。地铁采用暗挖法，难度和成本也相当高。
在建筑物上方架设有交通意义的道路或轨道，需要有连惯的高层建筑网络，而且设计要求要极大程度的统一，例如高度、位置和结构等，增加了成本和难度。如果道路的高度不统一，将使得道路高低起伏，等于增加了道路的长度和行车难度，浪费时间和燃料，降低了车速，增多了事故。将道路架在高空将意味着使人们的正常活动离开地面，人们的正常户外活动、交通和游玩等活动会向空中转移，建筑物的下层做为消费、休闲等场所时，人们要从高空坐电梯往来，限制了人们的活动，浪费了能源和材料。建筑物下层的采光、视野和通风性能都不如上层建筑，没有人愿意定居在地下室，所以下层建筑用于公共场所正是物尽其用，让人们居住在环境更好的上层建筑中。建筑物的顶层可以用来绿化，弥补道路占用的土地，若修建道路，会失去这片“土地”。
未来城市的功能是利用人员高度密集的优势，成为各种交流的中心，是人才、知识、科技和信息的发生和集散地，是企业与企业、企业与政府职能部门进行商业和贸易的交流市场，是旅游、文化、教育、法律和政治的中心，成为能解决企业和个人一切需求的地方，带动一个地区的企业和个人发展的温床，搞活经济，发展科技。随着北京市区内工厂的外迁，市区内将容纳更多的政府各部门、企业和事业的办公场所、写字楼、商场、饭店、银行和学校等性质的单位，这些都是人员集中，流动性大的场所，发挥城市人员集中、信息集中和企业、事业集中的优势。而且汇集的人群的收入比原有的人群高，拥有的私人汽车将增多，工厂外迁后，城中的居民要到郊区上班，给城市的道路交通带来更沉重的负担。随着农村的农业和经济的发展，城市与农村之间的差别越来越小，农村人口的收入可能会赶上或超过部分城市人口，城市与农村的交通和信息通畅后，城市与农村之间的流通会更加频繁，给城市和农村的发展带来更大的好处。城市为了搞活市场和经济，就要集中各种人员和部门，城市的集成度越高，所含的不同工作的人员越多，人与人之间的交流就越方便和频繁，得到信息和帮助就越方便，合作的效果就越好，人员利用的效率就越大。而且，越集中，声势就越大，人气就越旺，会吸引更多的投资者，使人员更集中。人员的集中与道路的畅通又产生了矛盾，政府就要修路，以方便快捷的交通来吸引各单位。
道路的改建和扩建主要由政府办理，随着政策和经济环境的变化，占地户的折迁费、道路桥梁的修建费和地下设施的建设等费用数额巨大，给政府带来沉重的负担。虽然修建道路可以搞活当地经济，使土地升值，但政府并没有从中直接受益，短时间内难以收回投资，形成良性循环。
要使城市健康、快速的发展，除要有良好的政策、文化和科技等软环境外，交通、供水、供电和空气质量等硬环境也很重要。道路两旁的人和建筑设施受机动车的影响严重，繁华的地区在道路两旁种植宽阔的树林做绿化带几乎是不可能的，当无风时，机动车所排的废气在道路上长时间停留，给行人、骑车人、道路两旁的建筑和司机自己带来极大的危害，当起风时，下风处的人和物可就要倒霉了，而且没有大量的树林和绿地净化空气，这些废气不会消失，而会流向其它地区，汽车噪音也给道路两旁造成很大的危害。大风、雨雪和大雾的天气也会极大的影响交通。
本发明的目的是设计一种适合在道路等大跨度环境下修建建筑物的经济的、合理的、可行的建筑结构，进而在道路上修建建筑物，大大的增加了城市内的土地使用面积，提高了土地的价值，得到充足的资金，使道路迅速发展，跟上城市交通的发展，改善交通、供水和空气环境及城市的生活环境。一条道路宽50米时，200米长的道路就拥有一万平米的面积，而随着城市发展方向的变化，大力发展道路交通和经济，增建和拓宽道路，绿化环境，兴建住宅区都要占用大量土地，同时道路两旁的建筑物上的玻璃会形成光污染，影响道路上的车辆和行人，建筑阴面的树木也会因缺少阳光而影响生长。除长安街等重点道路要保持特有的风貌外，其它道路上可修建建筑，而这些道路地段大多很好，且交通方便，房地产商可以出资修路做为土地的出让金，是一个融资建设道路的好办法。在繁华地段，土地价格已经很高，可直接出让道路上的空间，若在较偏的地方，可先打好地基，在地基上修建道路，道路修能后土地很快就会升值，当土地价格合适时，再出让道路上方的空间。当道路修好之后，道路两旁的土地价格会迅速升高，给道路两旁的建设增加了负担。可在道路修建之前对道路两旁的土地估价，在一定期限内，道路的修建者可以根据此估价开发道路两旁的土地，或提供其它优惠政策，提高了开发道路的积极性。
权利要求2中所述的大跨度承重和防震的混合结构正是为了解决大跨度、采光、承重和抗震等方面的问题而设计的。如说明书附
图1所示，它是由立柱1、斜柱2和承重钢索3组成；斜柱是用两根斜柱对应支撑，与下面的结构形成等腰三角形，可以支撑重力和水平移动的力，起到承重和防风、防震的作用，同时，三角形上方距离短，当下方是大跨度的路面时，上方的跨度相应的缩小，节省人力和物力。4是机动车道，5是机动车库，6是自行车道，7是自行车库，8是建筑的外表面，9是两建筑间的平台，10是楼顶，11是透明顶棚，12是地铁或列车。立柱主要在斜柱应力集中处设置垂直的支撑柱，起到支撑作用，并和楼板等结合起到稳定斜柱支撑架的作用；承重钢索是将钢索或其它抗拉强度高的绳索从斜柱与斜柱、立柱、楼板等对接的应力较集中，结构较稳定的部位垂下钢索，与下方的楼板等结构相连，利用钢索自重轻，抗拉强度高的特点，承担下方结构的重量，减少跨度，同时稳定斜柱的结构，而水平移动的力主要由斜柱承担，钢索可以同桥梁等承重钢索一样，采用多级钢索承重，可用钢索交叉等结构，钢索可以筑入水泥中，穿透多层建筑。采用混合结构，可以减少或取消起抗震作用的承重墙，增加采光性能，减轻自重，增加建筑物和道路交通结构的可塑性。
说明书附图2中的三角形abc是一个等边三角形，连长10cm，由顶点垂下一条线，与be边垂直于d，角abe是一个60度角，角bad 30度，角bda 90度。be边被点d平分，bd边长5cm，量一下ad边长约8.6m,10、8.6和5这三个数字直观表示了这三个边大至的受力关系，更精确的数字可通过三角函数算出。图1以这个等边三角形为基础，显示一个地下为地铁，地面上是一层交通道路，再在其上是自行车和人行道及建筑物。地铁与道路之间可设三层建筑，三层中的最上层可用于停车，最下层可用作百货、健身等，中间层由于上下两层的隔音作用，所以比较静，可作为下棋、休闲、美容和旅馆等安静的场所。
附图3所示是一个上述结构的混合支架透视图，图中实线是立柱，双实线是斜柱，虚线是钢索，由立柱和斜柱由下向上支撑重量，钢索由上向下吊住支点下方的物体。由立柱和斜柱组成的支架在立柱之间可形成上下贯通的通道和前后、左右贯通的长廊。上下贯通为道路的大跨度和高度提供了条件，前后贯通的使车辆前方没有障碍，左右贯通的使道路的采光和通风性能提高。由于各个方向的贯通，及支撑的大跨度，使得建筑的内部空间加大，使用者根据自己的意愿分割和布置空间，可塑性提高，采光性能良好。斜柱可制成墙、或复式住房的楼梯或滚动电梯。斜柱支撑已经极大的缩短了跨度，用钢索由上向下吊住支点下方的物体将进一步减小跨度，垂下的钢索可做为隔段来分割空间，钢索外套上外壳可做门、窗户或健身器材等。道路上和建筑内的墙和楼板可用经打毛的透明材料或白色透明材料制成，可有效利用此设计的采光性能。道路上的顶和墙壁可刷上白色涂料，用灯打上蓝天、白云或周围的建筑等物体，提高道路上的照明和环境。
权利要求3所述的道路交通与建筑物的混合布局，是根据不同要求，分配轨道交通、车辆交通、自行车、行人、商业、住房和休闲的设计。其具体的布局设计也不同，总的分布是地铁、火车在地下，机动车道路在地上，自行车、电动车和行人在机动车道路之上，在挖地基时，将挖出的土方加到道路两旁并压实，起到加高地基的作用，所以机动车道路高于地面起到防止地下设施被水倒灌，机动车道路与地下和其上面的建筑除通道外基本隔离，防止噪音和空气污染影响地上和地下。
地铁远在地下，而且是电力驱动，所以对环境没有影响。火车具有噪音大，有污染的特点，而且需要大面积的地基，两旁要种植一定的树木，会占用大量的土地，铁路是排它性的交通，其它的交通道路要以铁路为先，直接影响了铁路沿线的道路交通。由于铁路有污染大和影响交通的特点，所以铁路车站和沿线的经济没有能很好的发展。火车站的占地面积巨大，北京站、北京西站和永定门站都在三环内的非常繁华的地段。前两者与长安街是咫尺之遥，其附近的商业区是沾了长安街的光要比沾车站的光多，相反，两个车站门前都有一条宽阔的道路，但在它们的门前形成了一个“丁”字路口。永定门站虽没有前两者的富丽堂皇，但占地面积却也不少。但除了车流、人流显示出了热闹之外，周围的企业和商业却没有多少，虽然守着南二环上的一个大型的立交桥，只是火了一些小饭馆和小摊贩。车站只有一面设出入口，可能是因为铁道的面积大，不便跨越，这使得车流和人流全集中在了这一面，使门前的环境较差，影响了车站周围经济的发展。将火车站和火车一起转入地下，同地铁一样，采用电力机车，可以避免噪音和污染，目前的火车还没有完全使用电力机车，可以在地下铁道内使用电力机车将火车拉到露天的铁路上，电力机车与火车脱钩，火车上的内燃机点燃，拖动列车，电力机车在原处等待进入地下铁路的列车，与其对接，此列车的内燃机车停止工作，由电力机车拖运，此方法使电力机车集中在城区内，使用的综合价值升高。当铁路完全实现电力驱动时，就可不用周转的电力机车。铁轨在地下，温差变化小，可以采用无缝钢轨，降低噪音，节省能源，提高使用寿命。铁路转入地下后，可在铁路和车站上方修建绿地、建筑和道路等，开发其应有的土地价值。如北京站和北京西站，将车站移入地下后，可将门前的道路修通，在车站上方建立多个多方位的进出口，疏通人流和车流，改善环境，发展当地的经济。铁路沿线没有了噪音、污染和交通的影响，并可以使用原铁路占用的土地进行发展。
可在道路上的建筑的高度和位置较为合理时在建筑中架设轨道，用于交通和城市的观光，安装空气调节设备，并用透明玻璃封闭，可保持车内和轨道的温度，轨道的温度保持平衡，可以采用无缝铁轨，降低噪音，在轨道下垫上较软的物质可减小冲击可采用如附图4中所示的接缝。磁悬浮要在低温下进行，将磁悬浮轨道架在建筑中，制冷系统向轨道提供低温气体，轨道在建筑物中，轨道上透出的冷气正好可做为建筑物中冷气的来源，节省能量，而且磁悬浮列车没有噪音和振动，不会对建筑产生不利影响。
当在地质结构稳定的地方时，可将附图1中的斜柱改为钢索，可使建筑物的自重大为减轻。钢索大多用于跨度大的桥梁，由上到下只起到承重作用。将附图1中所示的斜柱改为钢索，由立柱斜拉而下，与各个立柱、楼板相连并垂到地面与地基相连，在无地震或强风情况下，钢索的拉力承担建筑和道路、桥梁的重量，发生地震时，由于钢索与地基相连，建筑物得到了稳固。与完全用斜柱的方法相比，钢索已经是成品，重量轻，易施工，而用斜柱时需要绑扎钢筋，浇灌水泥。采用钢索替代斜柱，可以减少工作量和施工难度，提前完工，钢索的横截面小采光性能好于斜柱支撑，占地面积小。但钢索承重将重量集中到了立柱上，斜柱支撑可以分担立柱的承重。可以在建筑物的中下层采用斜柱支撑，当到达建筑物的上层时，高度增加，斜柱的施工难度加大，可采用钢索承重，减轻了建筑物上部的重量。
当在已经建成的道路上施工时，会影响现有道路的通行，采用立柱、斜柱和缆绳的混合结构，先在道路上搭设代用道路，再停止现有的道路，可减少对道路交通的影响。可以先在道路上立起斜柱和立柱，再由上向下垂下缆绳和模板，在道路上浇灌钢筋水泥。如图1所示，假设图右侧的4行车道是现有的四车道行车道的一侧，在道路上修建道路时，占用车道4上的一条车道，支起斜柱，住5的地面，并用缆绳由上向下挂住5的地面，这样，在缆绳和中间立柱之间形成了一条有三条车道宽的路面。当道路5只做为临时的代用车道时，可将中间立柱上伸出的斜柱用可拆卸的方法连接，当下面的的道路4修好后，拆下此立柱，改用缆绳挂住5的路面取代斜柱的支撑。当5做为长期的道路来使用时，在道路5修好后，停止道路4的通行，在4的外侧立柱上安置斜柱，支撑道路5的路面，同时拆除道路5上的缆绳3，使原有的三车道变为四车道。图中的虚线主要表示横梁或挡雨的透明顶棚。横梁在不需要楼板连接时将立柱、斜柱与缆绳连接在一起，增加建筑物的整体强度。若不再使用道路4，在道路5修好后，可重新在道路5的下面挖土方，打好地基。由于道路两旁的立柱和斜柱在架设过程中并不影响道路4的交通，所以可以事先打好地基，而让中间的立柱悬空。可以不架设中间立柱，由外侧立柱伸出斜柱支撑，由两斜柱的中心支点垂下缆绳，再分开挂住道路5的路面。若立柱的下方要续接支柱时，将立柱的下方制成锥形，防止浇灌水泥时堆积气泡。若将道路下挖出的土方铺设在道路两旁，会抬高地表，若地基深时，右进行调整，使地表与道路5的路面尽量平齐，可以放弃道路4，利用其空间修建其它设施。
地下铁路和设施越来越多，而且渐渐的连成片，若雨季排水不畅，从地下设施的出入口灌入地下，则损失很大。将建筑物挖出的土方垫在建筑物两旁，可以抬高地下的出入口，相就的减少地基的深度，在建筑物之间形成较低的势，平时可以做为绿化，若遇洪涝时可以蓄积雨水。在道路下相对应的位置设排泄口，可以疏导洪水。
附图5所示是渐开线式环形立交桥，道路1所示是向前方行进的道路，其它道路2、3、4也如箭头所示，道路5是以四条道路的交叉中心为中心的环路。道路1上有三个进出口，分别是1-1、1-2和1-3。路口1-1是右转变路口，路口1-2是与道路5相连的路口，用于道路1上的车辆左转弯和掉头，路口1-3与道路3连，接收道路3上右转弯的车辆，道路2、3、4也如此。环路5上有8个进出口，路口5-1-1是内口，接收道路1上左转弯和掉头的车辆，路口5-2-1是外口，连接由道路2上向道路1上右转弯的车道。车辆在由道路1上向环中5行驶，并由环路5向道路3进行左转弯或向道路2进行掉头时的行进路线是一个渐渐远离交叉中心的运动轨迹。通常情况下，车辆通过路口5-1-1时，路口5-2-1已经在车后，经过路口5-2-1而没有出环路的车辆都将在下一个出口5-2-2进入道路3，所以可以贴道路的右侧行驶，从道路1进入环路的车辆下一个出口或是出5-2-2上道路3进行左转弯，或是出路口5-2-3进行掉头，这样可以不和经过路口5-2-1的车辆发生交叉，环路5经过路口5-2-1后，将减少一条车道，经过路口5-1-1后将增加一条车道，避免了车辆改道的相互影响。
在附图1中，自行车道已经和机动车道完全分开，附图6所示的是自行车道的立体交叉。自行车道也分为四条道，但与机动车不同，自行车不是分道行驶，所以如图5所示，右以使左转弯在左侧进行，图中道路5是道路1右转弯所经的路线，道路6和7是由道路1和2向道路3和4左转弯，道路8和9是由道路3和4向道路1和2左转弯道路10是由道路1向道路2掉头。图中道路1和2在道路3和4之上，所以道路6和7是由上向下行驶，道路8和9是由下向上行驶，可将道路6和7的出发点建成下坡，到达与道路8和9交叉处时略低于道路3和4，所以道路8和9可以在起点建成较缓慢的上坡。这样的车道使自行车在交叉路口处的行驶中避免了互相影响，图1中所示，自行车道之间较大的距离和与机动车分层行驶的设计为这种交叉提供了条件。
图1中所示，机动车单独占一层或两层，不会对其它层产生污染，所以在自行车道之间用透明玻璃围成商店和步行街，可以方便骑车人和行人。图1中4是行车道，5是机动车车库，6是自行车车道，7是自行车车库。在自行车车道两侧支柱和缆绳之间的空当处和延伸处可用作存车和人行道。
现在有一种电动自行车，依靠蓄电池供电，轻巧省力，但电池供电时间短，充电时间长是其至命的弱点。若在道路上空架设火线，同时提高路面和轮胎的导电性能，提高车辆接地的电压，使各种车辆能通过向上伸出的导线接到上方的电源而得到动力，将可在市内实现全电动化，除个别车辆外，其它大多数车辆将不再排放尾气，供电可用多种能源，减弱对石油的依赖，减少石油的进口量。车辆用单线路与上方电线相连，制成与电力机车相似的横杆，横杆的两侧下垂，横杆在弹性元件的作用下向上伸出，与上方电线相连，车辆在改变道路时可以顺畅的在电线间切换。可在路面和轮胎中加入导电材料、金属网等增加路面和轮胎之间的导电性，可提高与地面之间的电压，用专用的轮子导电。现在使用道路上电源的车辆是公共电车，没有费用问题，但若将其扩大到其它车辆，就有可能因电费产生纠纷。在车辆上安装磁卡等设备，车辆所有者持卡到银行等处缴费，再将得到的卡插到车上续点。车辆若有点，就会产生一个信号，由向上伸出的接线发出。上方电线上安装信号接收装置，只限定在极小的范围内，当车辆的接线通过信号接收装置时，信号接收装置感应到了正确的信号就没有反应，当信号错误或无信号时就会向管理人员发出提示。在车辆上安装行驶里程、用电行驶里程、用电量、缴费等内容的记录装置可便于检查。
美国大多数人拥有汽车，使他们的出行更方便，选择工作和居住区、出行游玩、社会活动等有了广阔的空间，增强了人口的流动性和交往，推动了社会和经济的发展。我国国情还达不到这个水平，城市居民大多具备购卖小型摩托车的能力，但它又具有噪音、空气污染大，能源利用率低的特点，因此，我国很多大城市限制摩托车的发展。将摩托车改为电动和燃油的混合动力车，发展电动自行车，适合我国的国情，避开与美国、日本等汽车强国在我国市场的竞争，根据我国国情，发展优势产业。
道路上修建建筑物，可以避免道路的风吹、日晒、雨雪，通过建筑内的空调系统向道路提供的空气可防止道路受大雾的影响。产生大雾的天气没有风，道路上的空气是由建筑内排出的，污染小，在道路上可停留较长时间，防止雾气在道路上停留。将自行车道两旁用透明的玻璃等物体封闭，可彻底挡住外界的恶劣天气，改善骑车人和行人的出行环境，配以电动车，同样可以扩大中低收入人群就业、居住、活动和消费的范围。机动车抗自然环境能力强，它的污染严重，需要较好的通风环境，所以两旁不能封闭。
在公交车站旁设置台阶式的电梯，电梯将机动车道层、自行车道层、建筑物之间的平台和地下建筑连在一起，电梯的右边的内侧滚动台阶上可设置与台阶滚动速度相同的传送带，方便推车人或拿重物的人。
权利要求4所述的是利用建筑物的特点开发自然资源。
城市中竖立起越来越多的高层建筑，建筑物的侧表面面积越来越大，使得大量的太阳能作用在了建筑物的侧向外表面上。很多建筑物的外表是大面积的玻璃，但大阳光完全由进入建筑内又太强烈，所以在玻璃外贴了太阳膜等反向膜或用有色玻璃。也有很多建筑外表面是不透明的材料，或者吸收了太阳能，或者反射阳光。当阳光受到反向时，多数被反射到建筑之间的地面上，建筑物之间大多被赤裸的道路占领，道路两旁有的有一排树，有的有一些草地，不能吸收多余的太阳能。太阳能不能被植物转化，就会产生热量，增高城市的温度，使城市干旱，干燥的空气使阳光更强烈，使城市的温度更高。当有小片的降雨云经过时，被城市地面上所发出的光线和反射的光线加温，并被干燥的热空气向上托，不能降雨，这就使得城市的空气越发的干燥，温度越发的高。当老天爷降雨的欲望足以克服城市对降雨的阻力时，雨才落下。由于没有水池，绿色植被希少，雨水落下之后又很快从各个沟渠汇集到河道和地下排水系统而排放掉了，若再进行浇灌，还要从自来水中抽取。
此设计注重对风、太阳能和降水的利用。在建筑物的外表面设置多个进风口，进风口处有过滤装置，当建筑物侧面受到风压时，空气从进风口进入建筑物内并被进一步对温度、湿度、离子浓度和有害物质的含量等方面进行调节。经调节的空气继续被风压送往建筑物的各处，最后，通过自行车道和汽车道上的排风口排出。在风道上安装风扇。当风力大时可吹支风扇旋转，产生电力，当风力小时，电力使风扇旋转，吸入空气。这样的组合利用风能作为建筑内气体流动的能源。
现在的道路上不可能种植植物，只有赤裸着任由太阳爆晒。在道路上建起建筑物后，可以在楼顶种植植物，现在，在日本等土地紧缺的大城市的一些建筑上出现了各有特色的园林设计，充分利用了空间。由于建筑物间已经没有了大的道路，只有一点供行人行走的小路，所以可以在建筑物之间随意设计，可过滤道路上排出的废气。地面和楼顶上都由植物吸收太阳能，楼的侧面可用能动的多块反光板将阳光集中到一处，便于控制和使用。最有效利用太阳能的方法一是还阳光本来面目，光还是光，将光引到需要照明的地方，二是产生热能。例如在冬季，阳光虽然使建筑物向阳处的外表而温度升高，但热量还没有传入室内就被室外的冷空气吸收掉，将光线引入建筑物的内部，第一个作用是照明，第二个作用是加热，由于太阳光含有的能量高，而且有一定的紫外线，所以对室内的升温和杀菌效果好。在夏季阳光充足时，可将多余的光线引到树林茂盛或背阴的地方，加速树林的光合作用，或将光线集中发电，由于太阳能电池成本高，所以集光发电可以降低成本。建筑集光系统是将建筑侧面分为若干个大块组，每个大组有很多小块组成并统一动作。每个组都由上下摆动和左右摆动两组驱动组成，每一组的小块反光板由相同两组驱动控制，跟随太阳运动而摆动，将阳光集中到一个固定的位置，并被调成方向一至的光线，便于使用。每个小块反光板所处的角度不同，转动时的速度可能就不同，用椭圆形的齿轮或皮带轮等驱动。用一条皮带带动一排反光板，各块反光板与太阳和集光点的位置各不相同，跟随太阳转动的速度就不同，用一根皮带驱动一排反光板时就会使各反光板转动的速度一至，光线不能集中到一处。当皮带各处的运动速度一至时，转速取决于圆的半径，当半径大时，反光板的转速就慢，反之则快。根据各板所需的转速设计椭圆度和相对的位置就可解决问题。此测量和安装较费时间，只进行一次设计，得到可靠的最佳数据和模式，如集光点与反光面的相对位置等。
城市中的降雨主要由下水道和河流排走，利用率低。说明书附图1所示，在建筑物的顶层上搭透明顶棚，将楼顶封闭。顶棚可以收集雨水，由于没有经过地面，所以雨水较干净，可将雨水汇集到人工池中，即可做为人们健身用的游泳池，又可做为蓄水池。附图7所示是三个蓄水池，水池1最高，其次是水池2。雨水被集中灌入水池1或2中，此处水质干净，人们可在此游泳，根据降雨量多少和池水的质量来决定何时将池1或2中的水排入池3中。由阀门4至水池1、2，或由水池1、2向水池3排水，或由水池3向下方排水的水道可设计成冲浪坡、水滑梯或瀑布等，增强整体的环境美。三个水池可以建在建筑物的中上方，由池3向水塔8中的雨水罐中泵水时可减少耗能。水塔8分为净水池9和雨水池10,10中的水可用于浇灌楼顶的植物，冲洗楼顶等。水池3中的水也可以向下，浇灌下面的植物。11是自来水管，当没有降雨时，用自来水向池中注水，12是下水管，水池3中的水可经此流下。北京的年降水量约为400至600毫米，且多集中在夏季，若在楼顶和空地上架起透明顶棚，在不影响采光的同时收集干净的雨水供人们娱乐，当水用脏时再用来灌溉。设年降水量为500毫米，灌满面积200平米，水深1.5米的水池就需要600平米的集雨面积，但池水不能保留一年，若一年中根据降雨量换20次水，就需要1万2千平米的集雨面积。长和宽各为110米的地方就可以建成一个游泳池，一平方公里可以建约80个。考虑到年降水不均，在夏季人们在水中可以防暑降温，冬季的游泳活动就少多了，可在冬季关闭一些水池，另一些可用自来水。
在透明顶棚下可利用透明顶棚搭建可拉出和收回的反光膜。反光膜主要在冬季和黑夜拉开，挡在透明顶棚的下方。反光膜与顶棚之间有一定的空气，起到保温的作用，反光层反射建筑内发出的可见光和不可见光，也起到了保温的作用。白天，反光膜收起，在晚上，反光膜打开，若结合城市的照明，将提供明亮的环境和合适的温度。反光层可用塑料膜镀上金属等物质的反射层。
将道路上和道路外建筑适合道路上的人观看的位置上，可以让道路上的人看到在道路上不易看到的景物，将道路旁的支柱装扮成假树，道路上方贴上有蓝天、白云等图象的贴膜，改善道路上的视觉效果，使人们能够更好的观看上方的建筑和对地理位置的判断。并在整个的道路和车辆上安置电子向导，司机不清楚路线时，可用电子向导，车辆上的电子向导可以是长久的固定设备，也可以是司机根据临时需要向道路的管理者借用或租用。车辆上的电子向导是一个信号接收器，与道路上设置的固定信号发生器相对应，道路上不同位置的信号发生器有其不同的频率，每个信号发生器有一定的有效范围，车上的电子向导通过接收到的频率等信号的不同得知自己所处地段的位置，当快到达目的地时通知司机。当电子向导得知司机的目的地后可根据路段的情况建议司机是向左或向右，或是直行等，当若司机携带的向导可发射信号，系统还可测量出道路的的车数和流量等。信号也可以是光信号等。铺设道路时，若在道路上按不同地段和不同方向和车道加入带有不同磁性的物质，使道路具有一定的电子标识，使专用的电子设备可以做到认识道路，为将来的智能道路做准备。
在道路建设之前以所要修建的建筑物和道路的标准打地基，同时在道路两旁的适当地方打地基，在道路竣工前将建筑物的一至三层或高于道路一至二层的结构建好，并移至道路上，可不影响交通的畅通道路分为两层，一层是慢车道，二层是快车道，再往上是用于居住、办公和购物的建筑物，地下也可作为建筑物的一部分。三层在未竣工前可作为施工场地，不影响一、二层的交通。在道路上盖楼可能会影响交通和道路上光线弱，解决的办法是在道路两旁盖楼，再移到道路上，并在高层建筑上安装防光污染的散射玻璃或贴膜，在玻璃成型时使玻璃表面成为不平整的表面，使平行入射的光线在反射后成为向四周分散的光线，很多建筑都在表面装上大面积的玻璃，有的是整体用玻璃做表面，若在窗户以外的部位或是在用普通玻璃和此防反射玻璃按一定比例和排列混合装饰外表，即不影响建筑物内的采光，也防止了光污染和建筑物间缺少阳光的问题；此反射玻璃或贴膜可以是部分反射和部分透光，保证建筑物内光线的供应。
在修路时先探测路基，保证路基的可靠，在道路上或道路两旁合适的地方也同时开始打地基盖楼，盖楼比修路慢，在建到一程度后将楼移到道路上，这样，在道路修好通车时，道路上应已经架起第二层，在第二层的基础上施工，不影响下面的道路交通。可先建干线道路，在与干线相通的支线上及道路两旁适当的地方打好与道路上建筑物的下层结构相适应的地基，修建干线上的建筑物的下层结构，当干线修到一定程度时，将支线上和道路旁所建的下层建筑移到干线道路上，与道路上相应的接点对接，等于是修路和建筑同时进行，可减轻移动物体的重量，并可节省时间。其步骤是在干线和支线上打相同的地基，支线道路上和道路两旁的地基可以先于干线动工，将建成的下层建筑移到一边后继续建相同的建筑物的下层结构。干线的地基与支线的相同，在道路修建到一定阶段，适合支线上的建筑移动、对接时，将支线上的建筑物的下层结构移到道路上与道路上相应的接口对接。在道路两旁建移动的建筑物下层结构时先打好地基，再在地基上设置可装载和拖动建筑物的车辆。高层建筑的底层可以用高层建筑的抗震装置，提高建筑移动时和以后使用过程中的抗震能力。从建筑物的建造地点到目标终点之间所经过的地方，地基要好，并铺垫平整，地下有地下建筑时，在建筑物移动过程当中，在地下支上加固设备，如液压支柱。
象北京道路主要以东西和南北走向为主的大城市中修建东北走向和西北走向的的道路，达到缩短城市四角之间路程的目的。如图7所示，1、2、3、4是一个边长为10的正方形，从1点经2到3点的距离为20，而1点到3点的实际距离是14；若路线是1至a至b至3，其距离是15,1至a和3至b的距离是1.5,a至b的距离是12；若从b点至e点，直线距离为12.2，走1至2至3的路线或1至4至3的路线，它的长度都是20，若走e-k-j-b，路线长度为14.2；若走e-g-b，距离是17。今后城市的发展方向是外围的卫星城，如北京四环、五环的四个角，今后可能发展到六环、七环。若道路的建设只是南北和东西走向，对角间的路程将大大增加。在东二环和三环路附近的商贸发达，海关、外交部、北京站、国贸中心等众多商贸圈云集，北四环路的西端是知识、人才和科技的心，两者相距颇远，且交通不畅，影响了商贸与科技的结合，未来商业和贸易与知识和科技信息的结合将越来越紧密。若建成斜道网，将拉近知识、科技与商贸的距离，并向其它地区辐射，而不只单独的搞商贸或是搞科技。
目前北京四环路的四角已经有了类似的向远郊区县延伸的“斜道”，但交通流量最大的三环路内只有东直门外斜街一条。以附图8上所示的布局为基础，平行的道路之间根据道路的全长而保持适当的距离，可采用高架桥，在绿化带或低矮的设施上修筑道路，节省空间。
附图9所示的是一种土方挖掘机。图中1是挖掘机的主体，2是向6挖掘传送带传送动力的传动轴，3和4是将挖掘机与挖掘传送带相连的支架，5是支撑挖掘传送带重量的支撑轮，7是挖土方的挖斗，8是探测和松动挖斗上方土质的刺轮，9是使挖斗倒个倒出斗内土壤的倒土弯，10是地面，11是载重车或传送带。附图10是附图9的侧视图，其中12是传送带的支撑轮。附图9和10中的下支架3由挖掘机1伸出，连接轮5和挖掘传送带6，支撑轮5在传送带外、下支架3的前端，承担由挖掘传送带传下的重量，若由支撑轮5处受控向上或向下移动挖掘传送带的最下端，则可控制挖掘出的地面向上或向下的坡度，例如将轮处的支架3向上托高，就会抬高挖掘传送带的最底端，挖掘出的地面就会形成向上的坡度。刺轮8可以探测和松动挖斗7上方的土质，并且阻止挖掘机过分的前进，刺轮8上的刺随刺轮的转动刺入土中并搅动，松动了土质，便于挖斗的挖掘，刺轮与挖掘传送带相连处设置压力传感装置，当刺轮碰到大块的坚硬物体时，压力增大，产生警报信号，防止损伤机器或造成事故。挖斗7挖掘土壤，并接住刺轮带下的土壤。7和8的后面有轮与挖掘传送带接触，保证7和8受到平稳的向前推力。挖斗经过倒土弯9时倒转，由原来的口向上变为口向下，倒出斗内的物体，此处可设敲击锤，敲击挖斗7，防止斗内有遗留物。11是载重车或是传送带，承接挖斗倒出的土壤，传送带可与挖掘机连为一体便于统一运动。13是传送带与挖掘机一体的另一种设计，比位于11处的设计更简单。支撑轮5承担了挖掘传送带的重量和挖掘机的部分重量，可做为压路机，在挖斗挖过之后，将地面整平、压实。挖掘传送带的支架可设置成多节，使挖掘传送带可以变形、折叠，折叠后便于运输和保管，或便于多种深度和结构的地基的挖掘。例如当挖掘较浅的地基时，可将挖掘传送带折叠，挖掘传送带下半截与地面相平，上半截依然直立，就降低了高度，而且挖掘出的地面更平整。在挖掘宽度大和直线长的地基时，可以将多个挖掘机连在一起，在挖掘机的侧面安装相互连接的固定架，并伸互相连接的传动轴，将车体、挖掘传送带和动力等连在一起。可在挖掘机上安装水平测量和控制装置，并可用激光等进行标示，保证路面的平整。支撑轮5的各个轮同时向上升或向下降可调整地面前后的不平，或一边向上升，另一边向下降时可调整路面左右的不平。由于此挖掘机是流水作业，所以可以采取遥控操作。挖斗7的上边支点固定在挖掘传送带上，下方由可移动的槽与轮的方式与挖掘传送带相连，并且有一个倾斜向后的支撑，斗越重越向后缩，斗越轻越向前伸。由于传动轴和支架等的介入给挖掘传送带造成的空白带可以插入一挖掘传送带，由两旁的挖掘传送带带动，绕过支架等物体。伸长一侧的的支架3和4，缩短另一侧的，可使挖据传送带斜着挖掘，甚至横向挖掘，但挖掘机受到的扭转力大。将挖掘机主体的动力与挖掘传送带的动力用差速机构相连，并使正常工作时挖掘机的动力与所需的动力比大于挖掘传送带，当挖掘传送带碰到土质时，阻力增大，挖掘机的车轮停转，挖掘传送带开始运动，将土质挖下一定量后，前进的阻力减小，挖掘机向前移动，挖掘传送带给土质加压，挖掘机再次停止。这样一个自动调整前进和挖掘节奏的方法使操作机构和动作简单、连续。另外，可设置一个弹簧的伸缩机构，当挖掘传送带前言无阻力或阻力小时，弹簧将传送带向前推出，与一制动装置接触，使挖掘带无法转动，当前方的阻力克服了弹簧的压力，离开了制动装置时，传送带开始转动。挖掘传送带的侧面制成铲削面，使侧壁如同地上一样平整。挖掘传送带也可以用做由上向下的传递，例如水泥等。地基较深时，侧壁要有一个坡度，防止崩塌，附图10中的14缓坡挖掘带与挖掘传送带相同，只是最底端比挖掘传送带的最底端高，由其带动，使侧壁上有一个缓坡台，防止崩塌。传送带13可以侧斜向后边的上方传送，可以让挖掘传送带的高度下降，有利于在地下有管线时掏洞作业。
挖掘机经调整，挖掘传送带可以在挖掘机的下面，向下挖掘，挖掘机可以在地面上倒行，将挖掘传送带向下伸出挖掘，免除了挖掘机下到地下，但挖掘传送带的支架所受到的应力将加大。
可在挖掘机后拖挂如防水层、水泥铺设、护板和钢筋自动加工铺设车等，将统一尺寸的木板和钢筋或横或竖按要求放在车上，操作的动力由车轮与地面磨擦产生，可保证操作的速度与车辆前进的速度一致。在车辆行进过程中，可将防水层、水泥等铺设在地表和侧壁上，在地表和侧壁上铺设护板。经过挖掘机的加工，地表和侧壁已经很平整，所以铺设较容易。在车辆上方竖起进料口，高度与地面接近，由地面向此进料口不间断的供料。防水层可将防水材料纵向铺在地面上或侧壁上，在车上的适当位置有加热口，喷出高温燃气等，对防水层的接缝加热，当车辆行进快时，可多供气，侧壁上的防水层可用钉子固定在侧壁上或将防水层铺到缓坡台上压住。护板是一个挨一个的排出护板，先在地面上铺洒水泥并抹平，再将两个对接成90度的护板产立在边上，形成一个槽，立着的护板与侧壁保持适当的距离，即使水泥没有干，护板也不会倒。再在护板与侧壁之间灌入水泥，形成一个水泥槽。在挖掘过程中，车辆先进缓慢，给防水层的热铺、冷却和水泥的铺设、干燥、护板的架设提供了时间。
此挖掘机的设计使土方的挖掘和传送连为一体，形成不间断的流水线，极大的提高了效率，节省了人力和时间。若采用将挖掘出的土方铺垫在地基两旁，用来抬高地基时，用传送带将土方运送到地基两旁更方便，回填时更方便，同时节省了租用大型载重车的费用。现在城市内的道路经常拥堵，给载重车的通行造成障碍，增加了租用载重车的费用，大型的载重重量大，轮胎气压高，对市内的道路破坏大。
实施本发明最直接的效果是吸引了更多的资金进行道路和建筑设施的建设，推动城市的发展，使道路交通更加合理和顺畅，使城市的环境更好。
如附图1所示，地下、地面和地上的空间都得到了充分利用，政府可以将占用的道路的上层空间做为投资，开发者出资修路，这样，政府不用花或少花钱就建成了道路，而城市内的土地出让金比修路的费用高得多，投资者等于少花钱多办事，这是双方受益的事。高层建筑地基深，这为建地铁、地下管线和其它地下设施提供了有利条件，是一举两得的事。铁路转到地下，改善了原铁路沿线的道路交通和环境的状况，增加了可用地的面积。在道路上方建车库，可免于在空地上修建停车场，可用省下的土地建绿地。在立交桥等占地面积大，结构复杂的道路上修建体育场，看台以四周的建筑做为依靠，降低了工程量，立交桥的交通发达，周围建筑可做为体育场的辅助场馆，为举办大型的体育运动会创造了条件。自行车道、人行道与机动车道分层，避免了机动车对非机动车的污染和机动车与非机动车交叉造成的交通混乱，同时节省了土地。道路两旁没有建筑和行人等，机动车排出的废气直接排到道路两旁的树林中，并被吸收。道路建在建筑物下，不受自然环境如风、雨雪、雾等的影响，自行车和行人的出行环境大为改善，若将非机动车道罩上透明围墙和顶栅，会使非机动车道象建筑内一样四季如春。在封闭的建筑上安装中央空调，改善建筑的环境，附图1中道路上的建筑上层是两个建筑主体，在两个建筑物顶和建筑物之间搭透明顶棚，可以保持建筑物和建筑物之间的温度和空气，建筑物之间的平台及在建筑物之间搭建的高低不等、上下错落，相连两建筑的平台用来绿化，可修建成象山道、瀑布等自然景物，在此生活、工作的人可以随时享受春暖花开时的出游和爬山的乐趣，这些平台连接两建筑，使建筑更加牢固。地各处的走廊上用如同颐和园等的长廊的绘画等美观的图案印在塑料上，构成特色结构，增强城市的历史风格。在干旱半干旱地区缺水的城市里，在建筑物和空地上搭建顶棚可以改善环境和收集雨水，提高雨水的利用价值。可以修建统一的化粪池，由高向低通往郊外，各家的和公用的卫生间排水通到下面的化粪池，并流一到统一的地下渠道，渠道的横截面很大，水与渠道顶有空隙，在一定长度内有一个缓冲池，减缓流速，并与新加入的物质混合。这样，粪水在流动中不断发酵，气体由水与渠道顶上的空隙流回市区，供热、发电等，城市人口集中，废水多，将有机废物和落叶等放入此渠道内，可产生大量盼沼气，沼气渣流到郊区施入田中。加深地基，并使道路和建筑下中空，形成网络，在今后城市的发展中，需要进行改动时，完全可以用现有的地下空间，不用动地面上的东西，实现一次到位。
北京是座古城，加上解放后城市建设的方向与现代化的发展不同，出现了设施老化和落后，为适应未来的发展，需要对许多基础设施重新修整。形成一个完整的、完善的城市整体发展所需要的基础建设。上述的方法可使政府和企业携手，共同进行城市基础设施的建设，由于是基础设施与房地产商的发展建设联在了一体，所以政府可更有效的引导开发商的投资，众多的开发商把充足的资金集中使用，人力充足、设备充足、规划统一、整体完善、协调一至，加快道路等基础建设的速度和质量，跟上城市发展的脚步。繁华的地区可以直接获得效益，待开发的地区可先修路，在道路下面按设计铺设好立柱、斜柱和钢索的接头、横梁和楼板等，这样投资小，当路面通车后，地价迅速上升时，地面的基础已经打好，施工方便快捷。
权利要求
1．一种在道路上修建建筑物，达到对土地的综合利用，使交通更畅通，有利于筹集修建道路的资金和改善城市的道路交通和环境状况，它是城市环境建筑与道路交通混合的，并可在道路上迁移的建筑，由立柱、斜柱承重和缆绳悬挂承重组成的大跨度承重和防震的混合结构、道路交通与建筑物的混合布局、建筑物和道路交通的环境和能源供应系统、地下土方的处理方法和土方挖掘设备等组成；其特征是大跨度承重和防震的混合结构是由立柱、斜柱和承重缆绳组成；道路交通与建筑物的混合布局是根据路面的跨度、高度和采光、通气等不同要求的设计；建筑物和道路交通的环境和能源供应的控制系统是对建筑物和道路的采光、通风和温度控制等的控制。
2.根据权利要求1所述，其特征是大跨度承重和防震的混合结构是由立柱、斜柱和承重钢索组成；斜柱是用两根斜柱对应支撑，与下面的结构形成等腰三角形，可以支撑重力和水平移动的力，起到承重和防风、防震的作用，同时，三角形上方距离短，当下方是大跨度的路面时，上方的跨度相应的缩小，节省人力和物力；在柱底放置防震的缓冲装置可提高防震效果；立柱主要在斜柱应力集中处设置垂直的支撑柱，起到支撑作用，并和楼板等结合起到稳定斜柱支撑架的作用；承重钢索是将钢索或其它抗拉强度高的绳索从斜柱与斜柱、立柱、楼板等对接的应力较集中，结构较稳定的部位垂下钢索，与下方的楼板等结构相连，利用钢索自重轻，抗拉强度高的特点，承担下方结构的重量，减少跨度，同时稳定斜柱的结构，而水平移动的力主要由斜柱承担，钢索可以同桥梁等承重钢索一样，采用多级钢索承重，可用钢索交叉等结构，钢索可以筑入水泥中，穿透多层建筑；采用混合结构，可以减少或取消起抗震作用的承重墙，增加采光性能，减轻自重，增加建筑物和道路交通结构的可塑性；也可用于其它大跨度建筑。
3.根据权利要求1所述，其特征是道路交通与建筑物的混合布局，根据不同要求，其具体的布局设计也不同，总的分布是地铁、火车在地下，机动车道路在地上，自行车、电动车和行人在机动车道路之上，在挖地基时，将挖出的土方加到道路两旁并压实，起到抬高地基的作用，所以机动车道路高于地面起到防止地下设施被水倒灌，机动车道路与地下和其上面的建筑除通道外基本隔离，防止噪音和空气污染影响地上和地下。
4.根据权利要求l所述，其特征是建筑物和道路交通的环境和能源供应的控制系统是调控太阳能、风能、雨水等自然资源和电能，及建筑物的表面，达到合理利用；阳光几乎没有真正垂直照射地面的时候，总是有所倾斜，在建筑物的东、南、西三面设置可控制其转动的反光板，将阳光集中到一特定设备上，进行合理分配；在建筑物的上层外表面设置风洞，风洞内设置空气净化调节装置，利用风能对建筑进行通风；建筑物的顶上用透光性能好，低反射的玻璃或塑料等搭成象温室一样的顶棚，起到保温和收集雨水的作用，距离较近的，或者在同一路面上修建的建筑物之间也可以搭建，棚下或以进行园林绿化，修建健身、娱乐设施，同样，地面也可以搭建。
全文摘要
本发明属于用多种结构支撑道路上的建筑,克服路面跨度大的影响的方法和设计。道路上建建筑,没有拆迁、支付土地出让金等问题,极大的减小了投资,可吸引大量的资金用于道路建设、绿化和设施的建设。其基本特征是用立柱和斜柱由下向上支撑、缆绳由上向下悬挂承重,斜柱和缆绳的组合减少了立柱间的跨度。斜柱和缆绳与立柱形成三角形,增强了建筑的抗震性能,可去除承重墙,增强了建筑物之下道路上的通风和采光性能,减轻了建筑的自重和建筑的工程量。
文档编号E04H1/00GK1288994SQ0013343
公开日2001年3月28日 申请日期2000年11月6日 优先权日2000年11月6日
发明者任春严 申请人:任春严