专利名称：改进型全苜蓿叶立交桥的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立交桥，特别是涉及一种改进型全苜蓿叶立交桥。
背景技术：
改革开放以来，随着我国经济的快速增长，城市人口的急剧增加使车辆日益增多； 城市及城市之间道路建设也在快速的发展，更多的车辆和道路交叉口造成车辆堵塞和拥挤，许多大中城市的交通要道和高速公路上兴建了一大批全互通立交桥，用空间分隔的方法消除道路平面交叉车流的冲突。互通立交基本型式包括苜蓿叶型、部分苜蓿叶型、喇叭型、Y型、环型和菱型等，虽然不同形式的互通立交都能满足车辆的全方位通行，但都存在不同形式的缺点，主要有占地面积大、层次多、工程量大、工程造价高、匝道设计复杂难以辨识、安全性低、通行量小、任存在车辆交织等问题。其中苜蓿叶型立交是一种常见的立交形式，其布置特点是两条主线在两个层面上进行立体交叉，立交四个左转弯采用约270度环形匝道，平面布置呈苜蓿叶状。其优点为苜蓿叶型立交层次不高(只有两个层面)，工程投资非常低，且使用性能好；其匝道布置对称，造型简洁，视野开阔易辨识，还可调头，景观效果好(刘智春，2009)。其缺点为占地面积较大、四个左转弯匝道分合流点之间有行车交织段，影响立交通过能力(臧晓冬， 2011)。为了解决苜蓿叶型立交存在的缺点，设计者采用定向匝道完全或部分替代苜蓿叶立交中的环形匝道。但为了保证平面线形指标和其他指标的要求，定向匝道一般需要展线，并上跨或下穿若干主线或匝道，需要建造大跨度高架桥梁，导致工程量及造价大大增加，而且使立交的复杂程度增加，不利于司机辨识，还丧失了苜蓿叶立交的调头功能。如果通过增加交织段的长度来解决交织问题，就需要增加环形匝道的半径，这无疑更增加了苜蓿叶立交的占地面积。所以如何更好地解决苜蓿叶立交的交织问题成为立交设计中亟待解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于解决苜蓿叶立交四个左转弯匝道分合流点之间行车交织问题。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案问题分析苜蓿叶立交桥产生交织问题的根本原因是在同一主线的同一侧(右侧)短距离内形成先合流再分流的路段，先左转弯进入主线的车辆要马上向左变换车道保持直行，紧接着主线上想要左转弯驶出的车辆要向右变换车道进入环形匝道，而两股车流又在同一平面上，所以必然形成平面冲突。实质上，苜蓿叶立交桥并未彻底的解决左转弯车辆的平面冲突问题。所以要解决苜蓿叶立交的车辆交织问题，就是要继续用立体交叉的方法解决左转弯车辆的平面交叉冲突。为此设计如下改进型苜蓿叶立交桥。在苜蓿叶立交的每一个环形匝道的末端继续延伸一段匝道，此延伸匝道前段与即将驶入的主线(后称目的主线)平行，并与目的主线保持分离，此延伸匝道前段上跨或下穿其驶离的主线(或称驶出主线)，此延伸匝道后段向外(相对目的主线)弯曲，并上跨或下穿另一环形匝道，后此延伸匝道的末端与具有相同目的主线的右转弯匝道搭连。通过此延伸匝道的引导，使左转弯车辆经过环形匝道后并不马上进入目的主线，而是继续保持与目的主线分离，先沿目的主线方向(并与目的主线在同一平面上)向前行驶，再斜向外绕行一段距离，后上跨或下穿从其目的主线驶出的左转弯车辆，再经右转弯车道进入目的主线，从而避免了同一主线先右进的左转弯车辆和后右出的左转弯车辆形成交织。当目的主线处于上一层面时，上述延伸匝道上跨其驶出主线和上跨另一环形匝道，当目的主线处于下一层面时，上述延伸匝道下穿其驶出主线和下穿另一环形匝道。上述的延伸匝道后段向外弯曲的目的是使具有平面冲突的两股车流(苜蓿叶立交中先右进的左转弯车辆和后右出的左转弯车辆)产生高度差，而这个高度差正是为具有平面交织冲突的两股车流建立立体交叉提供空间的，同时环形匝道在交叉点处被分成环匝前段和环匝后段。为了保证纵面线形指标(纵坡坡度不超过3-4%)，环形匝道拉坡范围基本与整个匝道的线位长度一致。而环匝前段长度有限，其长度只占整个匝道长度的1/3到 2/5，所以单靠环匝前段上升或下降产生的高度差还不够。而增加环匝前段的坡度或加大延伸匝道后段向外弯曲的程度都会大大降低匝道平纵面线形指标，这是不可取的；而通过适当增加上跨匝道和降低下穿匝道的路面高度来补偿不足的高度差是可行的。即，如果上述延伸匝道后段上跨环形匝道，此延伸匝道后段在原有高度的基础上先适当上坡，上跨后再下坡，或者与右转弯匝道连接后再逐渐下降到原来高度；如果此延伸匝道后段下穿环形匝道，此延伸匝道后段在原有高度的基础上先适当下坡，下穿后再上坡，或者与右转弯匝道连接后再逐渐上升到原来高度。上述的环形匝道的末端任保持与目的主线的连接，但此连接通道仅供调头车辆使用，严禁左转弯车辆使用。为了防止左转弯车辆走捷径(也利用此调头通道直接进入主道) 而影响主线通行或造成交通事故，本设计采取将左转弯变速车道与主线直行车道隔离的方法来控制车辆的行驶线路。另外，当两条主线都具有辅路时，辅路的行车冲突采取环岛立交的方法解决，因为改进型全苜蓿叶立交的中心地带已经没有合适的空间再建其他道路，辅路的行车路线采取环岛立交设计，在平面上整个环岛呈圆环状，正好可以建在改进型全苜蓿叶立交的外围，呈紧包围状，平面布置合理，不会增占太多土地。环岛立交结构简单，但车辆频繁交织；而在这里被采用的原因是第一、辅路的车速较之主线车速低；第二、此环岛处于全苜蓿叶立交的外围，环岛半径很大；故此环岛立交设计可以满足辅路的行车要求。上述的环岛与主线的交叉处采取上跨下层主线和下穿上层主线的方法解决。改进型全苜蓿叶立交具有两个层面，一条主线在较低的平面上，另一条主线在较高的平面上。环岛的环形道路两次上跨较低平面上的主线，两次下穿较高平面上的主线，保证了环形道路的连续性，从而沟通了四个方向的辅路。上述的环岛立交的环形道路路面被纵向分割成内外两部分，内环道为行人和非机动车通行道路，可以双向行驶，而外环道是机动车通行道路，只能单向逆时针行驶。上述的内环道路的出入口通道采取下穿环形道路的较高处，进入环形道路内侧后转弯向环形道路的较低处上坡行驶，直到到达同等高度后进入内环道路。这样的行驶方向可以降低通道建造成本，缩短行走路线。本发明适用于地形开阔的高速路与高速路间全互通立交设计；由于本发明消除了行车交织段，所以缩小尺寸后也可以应用于城市内立体交叉设计；另外本发明还可以用于已经建成的全苜蓿叶立交的改造工程。本发明的优点及有益效果是(1)彻底消除了苜蓿叶立交四个左转弯匝道分合流点之间的行车交织问题，而且保留苜蓿叶立交的调头功能，从而达到直行、左右转向、调头车辆互不干扰。(2)主线左右转弯出入口减少一个，将原来的“出-进-出-进”变为“出-出-进”， 不易误行，有利于行车安全。(3)立交设计仍然只有两个层面，没有大跨度高架桥，跟定向匝道相比，建造成本依然很低。(4)整个立交匝道平面布置呈中心对称图形，线条分布勻称美观。(5)满足具有辅路的高速路十字交叉全互通立交设计要求，做到将高速车辆、低速车辆、非机动车辆和行人按照速度的快慢完全分开行驶，提高通行能力，降低交通事故发生率。
图1为改进型全苜蓿叶立交设计2为改进型全苜蓿叶立交左转弯匝道结构3为改进型全苜蓿叶立交与辅路环岛组合设计全图
具体实施方案—种改进型全苜蓿叶立交可用于两条高速公路十字交叉处的全互通立交设计；其快速直行车道分为两层，如东西向为高层，南北向则为低层，高层车道在交叉口前方一定距离开始以较小坡度向上行驶，立交需要范围内水平行驶，低层车道保持与地面同高即可，两车道交叉上下空间垂直高度满足技术标准要求，使之各种车辆都可顺利通过。如图1改进型全苜蓿叶立交具有四个左转弯匝道L(图号分别为L1、L2、L3和L4) 来满足车辆的左转弯行驶，如图2左转弯匝道L由环形匝道和延伸匝道组成，其中环形匝道又由环匝前段a和环匝后段b组成，延伸匝道由直行段c和弯曲段d组成。如图1改进型全苜蓿叶立交具有四个右转弯匝道R(图号分别为R1、R2、R3和R4) 来满足车辆的右转弯行驶。如图1改进型全苜蓿叶立交具有四个调头通道B(图号分别为B1、B2、B3和B4) 来满足车辆调头。假若行车需向左转弯，则利用左转弯匝道L行驶；例如由南向北行驶的车辆需要转向西方向行驶，其可以利用起始于第一象限的左转弯匝道Li，当车辆还处于第四象限时就开始进入左转弯减速车道，车辆在减速车道上减速前行，下穿东西上层主线后进入其左转弯匝道Li，首先，左转弯车辆在环形匝道上右转弯270度并同时上坡行驶，然后车辆进入延伸匝道，先沿直行段cl直行跨过南北向下层主线，再沿弯曲段斜向西北上坡行驶跨过第二象限左转弯匝道L2的环形匝道，再斜向西南下坡行驶，然后并入第二象限的右转弯匝道R2，最后进入东向西方向主线车道X2。又如东向西行驶的车辆需要转向南方向行驶时，其行驶方法与上述方法基本相同，只是在环形匝道上坡行驶变成下坡行驶，在延伸匝道的直行段c2和弯曲段d2上的车辆下穿东西向主线和下穿环形匝道而不是上跨。其中一三象限的左转弯行驶过程完全相同，二四象限的左转弯行驶过程完全相同。假若行车需向右转弯，则利用右转弯匝道R行驶；比如南向北主线车道Yl上行驶的车辆需要转向东方向Xi行驶时，当车辆还在第四象限时提前进入最右边的右转弯减速车道，减速后直接进入右转弯匝道R4即可驶入西向东主线车道XI。四个右转弯采取同样方法。调头行驶需要利用专用调头通道B，比如南向北主线车道Yl上行驶的车辆需要调头行驶，即要进入北向南主线车道Y2，首先调头车辆在第四象限进入左转弯匝道的减速车道减速，然后和左转弯车辆一起进入左转弯Ll的环形匝道，经过270度右转弯后到达环形匝道末端，然后通过调头通道B 1直接进入东向西左转弯匝道L2的减速车道，然后完成一个左转弯行驶即可进入北向南主线车道Y2。四个方向的调头采取同样方法。另外，当两条主线都有辅路时，辅路车辆和行人的顺利通行是通过外围环岛立交来实现的。如图3，环岛立交主要由外环道路Cl、内环道路C2和四个人行道出入口(F1、F2、 F3和F4)组成。所述外环道路Cl是机动车道，仅供机动车行驶；所述内环道路C2为非机动车和人行通道，其通过四个人行道出入口(F1、F2、F3和F4)和四个象限的空间相连通。辅路机动车辆的直行、右转弯、左转弯、调头都是通过环岛立交的外环道Cl实现的。四个方向驶入的机动车辆行驶方法相同。比如当第四象限南向北方向辅路过来的车辆驶入环岛立交外环道Cl时，如果其要直行，首先车辆在第四象限要向内变换车道后靠左行驶，然后沿逆时针方向绕行，当车辆运行至第一象限时向外变换车道后靠右行驶，然后车辆进入第一象限南向北辅路直行离开环岛。如果驶入车辆要进行右转弯，车辆在第四象限内无需变换车道，一直靠右行驶，同样按逆时针方向绕行，然后车辆进入第四象限的西向东辅路离开环岛。如果驶入车辆要进行左转弯，首先车辆在第四象限要向内变换车道后靠左行驶，然后沿逆时针方向绕行，当车辆运行至第二象限时向外变换车道后靠右行驶，然后车辆进入第二象限东向西辅路离开环岛。如果车辆要进行调头，首先车辆还在辅路时提前靠左行驶进入调头车道B8，然后按顺时针方向绕行，跨过南北主线后进入第三象限北向南辅路离开环岛即可。辅路非机动车和行人的通行是通过内环道实现的。非机动车和行人可以通过各象限的人行道出入口进出内环道C2，进入内环道C2的非机动车和行人可以沿顺逆时针双向行驶，以便就近到达目的出口，找到目的出口后，就可以通过该人行道出入口 F走出内环道 Cl。
权利要求
1.改进型全苜蓿叶立交桥，其特征是在传统苜蓿叶立交的每一个用于左转弯的环形匝道的末端延伸一段匝道，此延伸匝道前段与目的主线平行，上跨或下穿其驶离主线，延伸匝道的后段向外(相对目的主线)弯曲，并上跨或下穿另一环形匝道后与具有相同目的主线的右转弯匝道搭连；当目的主线处于上一层面时，所述延伸匝道上跨其驶出主线和上跨另一环形匝道，当目的主线处于下一层面时，延伸匝道下穿其驶出主线和下穿另一环形匝道。
2.根据权利要求1所述的改进型全苜蓿叶立交桥，其特征是如果所述延伸匝道后段上跨环形匝道，延伸匝道后段在原有高度的基础上先适当上坡，上跨后再下坡，或者与右转弯匝道连接后再逐渐下降到原来高度；如果所述延伸匝道后段下穿环形匝道，延伸匝道后段在原有高度的基础上先适当下坡，下穿后再上坡，或者与右转弯匝道连接后再逐渐上升到原来高度。
3.根据权利要求1所述的改进型全苜蓿叶立交桥，其特征是环形匝道的末端任保持与目的主线的连接，但此连接通道仅供调头车辆使用，严禁左转弯车辆使用。为了防止左转弯车辆走捷径(也利用此调头通道直接进入主道)而影响主线通行，采取将左转弯变速车道与主线直行车道隔离的方法来控制车辆的行驶线路。
4.根据权利要求1所述的改进型全苜蓿叶立交桥，其特征是当两条主线都具有辅路时，辅路的行车冲突采取环岛立交的方法解决；环岛立交的环形道路处于改进型全苜蓿叶立交的外围，呈紧包围状，环岛与主线的交叉处采取上跨下层主线和下穿上层主线的方法解决。
5.根据权利要求4所述环岛立交，其特征是环岛立交的环形道路路面被纵向分割成内外两部分，外环道是机动车通行道路，只能单向逆时针行驶，而内环道为行人和非机动车通行道路，其通过四个人行道出入口与四个象限的空间相连通。
全文摘要
本发明涉及立交桥设计领域，公开了一种改进型全苜蓿叶立交桥发明方案。彻底解决了苜蓿叶立交四个左转弯匝道分合流点之间行车交织问题及辅路的行车冲突问题。其特征是在传统的苜蓿叶立交的每一个环形匝道的末端继续延伸一段匝道，此延伸匝道前段与目的主线平行，上跨或下穿其驶离主线，延伸匝道的后段向外(相对目的主线)弯曲，并上跨或下穿另一环形匝道后与具有相同目的主线的右转弯匝道R搭连。通过此延伸匝道的引导，使左转弯车辆经过环形匝道后并不马上进入目的主线，先沿目的主线方向前行一段，再斜向外绕行一段距离后上跨或下穿从其目的主线驶出的左转弯车辆，再经过右转弯车道进入目的主线，从而避免了同一主线先右进的左转弯车辆和后右出的左转弯车辆形成交织。
文档编号E01C1/04GK102296503SQ201110136070
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者杨光 申请人:杨光