轻型空中自行车道系统的制作方法

1.本方案属于城市交通设施的规划,设计和建造的范畴。


背景技术：

2.当今社会全世界的大中城市几乎都面临两个问题：交通拥堵和停车难。汽车驾驶员，自行车骑行者，行人都抱怨出行越来越困难。当他们终于到达目的地后又遇到一个头痛的问题:没地方停车。
3.人们想了各种办法来试图解决这些问题，比如想修建更多的道路，或者扩宽现有的道路，或者建设更多的地铁，或者建设空中轨道，等等。但城市很难有足够的土地来修建新马路或扩宽道路，地铁或空中轨道也只能到达很有限的区域。一些城市试图控制交通信号灯让它们更智能地工作。另一些城市向街上派更多的警察或辅警来指挥交通。这些措施都作用微小，无法根本改变交通困难的状况。
4.有人提出了一种思路：如果让更多的人把开汽车改为骑自行车，那交通拥堵问题会很大程度上得以缓解。这个看来是个很好的想法。此处所说的自行车包括无动力的自行车和电动自行车。为了简单起见，以下用自行车来同时指代无动力自行车和电动自行车。
5.但是就目前的状况，是没有多少人愿意骑自行车出行的，特别是5公里以上的路程。骑车出行的不利因素有这些：1）耗时长。每个红绿灯路口都要停下来等待，而城市里的路口间隔是很密的。2）危险度高。a）在很多比较窄的街道，自行车不得不跟汽车共用车道，这样汽车对自行车骑行安全就时刻存在着很大的威胁。b）而在许多红绿灯比较简略的路口，自行车经常要跟右转弯或左转弯的汽车抢道，这也具有很大的危险性。c）在很多交叉路口，自行车道的入口都树立起路桩来防止汽车停到人行道上。骑行者必须从路桩之间的空隙骑过去。这些路桩间隙都不宽，骑行者稍不注意就会撞上。d）在很多道路上，由于宽度的限制，自行车道跟行人道是共用的，这也造成了自行车和行人之间相互干涉的危险。e）很多自行车道往往跟人行道上的导盲道并行，当需要避让其它骑行者或行人时，往往需要在导盲道上骑行。而导盲道是一些凸起的槽，容易使自行车轮偏离人车重心从而使自行车摔倒。f）很多自行车道跟人行道之间是用白色的路漆来区分的。下雨的时候这些路漆表面会很滑，在上面骑过时，特别是在刹车时，就很容易滑倒。g）很多自行车道需要经过楼房旁边的水泥路或石板路。下雨或洒水车淋湿这些路面的时候，骑自行车很容易滑倒。3）舒适度差。a）因为车道与车道之间，车道与绿化带之间都有路沿进行分割，自行车每经过一个路口都要经受很多次路沿的撞击和颠簸。b）自行车道由于受环境的限制，很多是凹凸不平的。有很多是由砖块铺就的，砖块往往凹凸不平，或者有缺失，在上面骑行是很颠簸的。c）自行车道往往跟导盲道并行，很多时候需要在导盲道上骑行，而导盲道是凹凸不平的。总之，目前城市状态下骑自行车安全度低，耗时，颠簸，精神高度紧张，骑车出行难以受到人们的喜欢。
6.鉴于目前自行车出行存在诸多问题，有些人想到一个解决办法：在空中建立自行车专用道。这个想法具有重要的意义，它同时解决了交通拥堵和骑行体验这两方面的问题。
7.具有这种想法的一个比较有代表性的方案的专利公开号为kr20100021686a。该方
案把空中自行车道设立在马路中央的绿化带上空。该空中车道为双向车道。该方案的缺点是：1）要建造双向自行车道，该空中车道总体需做得比较宽，这样就需要较宽的中央绿化带来设立空中车道的支撑系统使车道直立不倒。但是很多马路的中央绿化带往往无法具有足够的宽度。2）上面较宽的空中道路必须以马路中央为中心向两侧横向伸出较大部分，而这横向伸出的部分会遮挡下面汽车驾驶员的视野，使得他们觉得自己一直在桥底下开车，从而造成心理不适。
8.另外一种方案对应的专利公开号为jp2003082604a。该方案把空中自行车道设置在马路两侧人行道的上方。其缺点：1）该空中车道距离步行者的头顶过近，会给步行者造成心理压抑。2）该自行车道为全封闭的隧道式，一直在隧道里骑车人会感到很不舒畅。。


技术实现要素：

9.以下为我设计的一种轻型空中自行车道系统。这个系统不仅解决了城市交通拥堵问题和停车难问题，还极大提升了自行车的骑行体验，而且跟现有的环境、设施、人员、原有生活方式和出行方式均很友好，没有任何冲突。
附图说明
10.图1为轻型空中自行车道系统的全貌图2为轻型空中自行车道系统中的一段,称为车道段a，两侧有栏杆封闭图3为轻型空中自行车道系统中的一段,称为车道段b，一侧有出入口图4为车道段a中的车道模组a，两侧有栏杆封闭图5为车道段b中的车道模组b，一侧有出入口图6为图4的分解图图7为图5的分解图图8道路支柱全貌图9为车道单元a图10为车道单元b图11为图9的分解图图12为图10的分解图图13为车道本体图14为图13的分解图图15雨棚系统图16为图15的分解图图17为掉头车道系统图18为转向车道以下为各个部分的隶属关系。
11.范畴关系由大至小为:轻型空中自行车道系统d1(图1）。
12.d1包含多个车道段d2。d2又有两种类型d2a和d2b.（图2，图3）。
13.d2包含多个车道模组d3。d3又分两种类型d3a和d3b.（图4，图5）。
14.d3包含车道支柱1，车道单元2，雨棚系统3.（图6，图7）。
15.更详细的零部件列表如下:1车道支柱（图2，3，6，7，8）2车道单元（图9，10，11，12）21a栏杆a类（图11）21b栏杆b类（图12）211栏杆外框（图11）212栏杆内分管（图11）22车道本体（图11，12，13，14）221本体横梁（图14）222本体间隔梁（图14）2221间隔卡口（图14）223本体安装板（图14）23路面板（图11，12）3雨棚系统（图15，16）31上雨板（图16）32下雨板（图16）33雨棚横梁（图16）34雨棚纵梁（图16）35雨棚支柱（图16）4掉头车道系统（图17）41掉头道i（图17）411出口（图17）412入口（图17）413车道高点（图17）42掉头道ii（图17） 421出口（图17）422入口（图17）423车道高点（图17）5转向车道（图18）51转向道直边i（图18）52转向道直边ii（图18）53转向道直边iii（图18）54转向道弧边iv（图18）结构特征如图1，该轻型空中自行车道系统d1（为了描述方便，以下把轻型空中自行车道系统统称为高空车道。）的车道位于马路两侧人行道上方和路边绿化树（未画）的上方，其高度比绿化树树梢顶至少高出2米。这样的设计有很多好处：1）跟环境和其它设施没有冲突。它巧妙地利用了路边绿化树上面的空间。这个空间上面原来没有任何的建筑物或其它设施，
它就是一个净空。在这个空间建高空车道，既不影响到汽车行人，也跟周围的建筑没有干涉。它的车道支柱1（图2，3，4，5，6）位于人行道的两侧，对人行道上的人也不会造成任何妨碍。这样的高空车道也不会跟绿化树有冲突。我们知道，为了防止强风吹倒树木造成道路灾害，城市管理部门会定期对街道树加以裁剪，限制每棵树的高度和宽度。而高空车道设置高度在10至12米，这已经高出绿化树3至5米了。所以绿化树不会碰到高空车道。而高空车道也不会遮挡绿化树的阳光影响它们的生长。2）稳固性和安全性很高。如图1，在主干马路上，高空车道都是设置为单行道，也就是马路每一侧的高空车道都只允许一个方向的骑行。这样的话每条高空车道就不需要很大的宽度，大约在2.5米至4.2米之间比较合适。大部分的路边绿化带都可以提供这样的宽度。每条高空车道采用两侧双支柱龙门式支撑（图2，3，4，5，6），这种结构具有很高的稳定性，能够抵抗强台风的吹袭。如果是比较窄的马路，比如宽度小于6米且两边绿化带较窄的，则可以在马路正上方高于绿化树上方设立双向高空车道，车道支柱分别位于马路两侧与绿化树并列。
16.空中车道的结构如图2，3，4，5，6所示。其中图2为车道段a型，两侧都有完整栏杆防护。图3为车道段b型，一侧留有出入口。
17.图4，图5显示了一个车道模组的外观，其中图4为车道模组a型，图5为b型，有出入口的类型。图6和图7分别显示了车道模组a型和b型的分解图。从图6和图7可以看到，一个车道模组分为车道支柱1，车道单元2，雨棚系统3.车道支柱1如图8，是圆形的空心柱子。由于空中车道采用龙门式支撑结构，这种结构稳定性很高，而且整个空中车道采用轻型结构，所以每根车道支撑柱不需要很粗，直径在0.5米左右就可以。两组车道支撑柱之间的间隔可以在30至50米之间。这样就使得建造工作量更少，材料更省。
18.图9，图10分别为车道单元a型和b型的外观状况，图11，图12是他们的分解图。从图11，图12我们可以看到一个车道单元包含了三部分：栏杆21，车道本体22，路面板23.如图11，栏杆21又包含栏杆外框211和栏杆内分管212。栏杆外框211为一个矩形的框，起内部的栏杆内分管212把矩形框内的空间划分为多个三角形空间。得益于三角形的稳定性原理，这样的栏杆在竖直放置时能承受很大的重力作用，具有极强的抗弯折能力。利用栏杆这种结构优越性，我们把它设计成车道段d2（图2，图3）的重量的承担者，同时也是自行车和骑行者重量的承担者。我们用最少的材料实现了最高的强度。路面板23建议采用发泡陶瓷来制作。发泡陶瓷板具有密度小、强度高、耐候性好、静音、能渗水的特点。0.1至0.15米厚的发泡陶瓷板即具有足够的强度来承载上面的单车和人的重量。
19.三角形稳定性和轻量化的思想也运用在了车道本体22（图13，图14）的设计上。它包含多根本体横梁221（图14），一根或多根本体间隔梁222，两块本体安装板223.本体横梁221的结构跟栏杆21的结构类似，只是高度更小，大约0.4米高就可以，因为每根本体横梁只需要承受很小一段车道本体的重量和少数的自行车和骑行者的重量即可。本体间隔梁222为一个长方形框梁，中间有多个间隔卡口2221.使用时每个间隔卡口2221卡在一根本体横梁221上，从而保证各根本体横梁221之间的间隔距离保持恒定（建议该间隔设置在大约0.6米比较合适）。本体安装板223位于各本体横梁221的两端，起两种作用：1）把各本体横梁221联结为一个整体；2）在车道本体22和栏杆21之间提供安装平台，使车道本体22能够牢固地安装到栏杆21上。我们注意到，车道本体22是安装到栏杆21a的中间部位的，这样的话，车道本体22就起到了防止栏杆21a在水平方向弯折的作用。
20.此可见，在竖直方向上，栏杆21起到了承受车道段d2的重量加上人车重量的作用；在水平方向，车道本体22起到了防止车道段d2水平弯折的作用。这样的结构使得整个车道段d2具有极高的抗弯折、抗变形的作用，同时整个车道段又能达到轻量化。
21.雨棚系统3（图15，16）是一个可选模块，有些城市需要安装，有些城市不喜欢用，视情况而定。它包含上雨板31，下雨板32，雨棚横梁33，雨棚纵梁34，雨棚支柱35.上雨板31和下雨板32之间有月0.1米的高度差，这是为了便于通风让雨棚里面的热气易于流出而特意设置的。上雨板31和下雨板32之间还有一段约0.2米的交叉重叠部分，这是为了防止雨水飘入自行车道而设计的。雨棚横梁33和雨棚纵梁34构成一个框型结构来承托和固定上面的上雨板31和下雨板32.雨棚支柱35把整个雨棚系统固定到栏杆21a上。路面板23到雨棚顶的高度设置在3米左右，这样的话骑行者不会感到有压迫感。即使有雨棚遮阳挡雨，骑行者还是能够欣赏两侧天空的景色和城市街道的景色。而雨棚上方还可以遍布各种藤蔓植物进行美化和降温。
22.掉头车道系统4（图17）也是轻型空中自行车道系统d1的重要组成部分。它连接同一马路上空两条平行的车道段d2，提供这两条车道段d2之间的相互掉头骑行。掉头车道系统4包含掉头到41，掉头道42.掉头道41又包含出口411（相对于车道段d2来说是出口），入口412，和车道高点413.类似地，掉头道42也包括出口421，入口422，车道高点423.掉头道41和42是两个反省配置的弧形车道，它们的车道高点413和423牢固地联结在一起。它们的出口411，421，入口412，422分别跟两平行车道段d2b（图3）或车道单元2b（图10）中的栏杆21b上沿连接。这样的掉头车道系统4有这些好处：1）各个方向的掉头相互之间互不干涉，跟直行骑行者之间也没有影响。2）这种反向配置的弧形道具有自身稳定性，不会向下倾转，无需在中间另外设立支撑柱。
23.转向车道5（图18）用来连接在马路路口相互交叉的两条空中车道。它包含转向道直边51，转向道直边51，转向道直边53，转向道弧边54.其中转向道直边51和52分别跟两条交叉车道段d2b（图3）或车道单元2b(图10）中的栏杆21b上沿连接。这样的的转向道5也具有自身稳定性，不会向下倾转，无需设立中央支撑柱。
24.这样的掉头车道系统4和转向车道5都提供了高效的换向通道，而不需设立支柱，这就减轻了对马路环境的要求，使得轻型空中自行车道系统的规划和建设更容易。
25.技术实施方式这样的轻型空中自行车道系统的规划比较灵活，对环境的要求很低。可以根据马路的宽窄，路边绿化带（包括人行道在内）的宽窄来考虑，或者设为单行道，或者为双行道，或者设置在马路两侧上空，或者在马路中央上空。如果设在马路两侧上空，则空中车道会高出于绿化树顶。
26.这样的轻型空中自行车道系统可以采用模块化制造和安装。在工厂里制造好一个车道段d2，或一个车道模组d3,运输到设定位置后吊装在预先立好的车道支柱1上，这样的建造效率会很高。
27.技术优点该轻型空中自行车道系统d1具有诸多优点：1）快捷。全程无需停顿，一骑直达。直行、转弯、掉头一切都在空中流畅进行。时间节省80%.
2）安全。在空中车道上，骑行者不会受到汽车、行人的干扰，也不会撞上路桩，也不会滑倒，事故率会比地面路上降低90%以上。
28.3）舒适。全程无颠簸，无日晒雨淋，无汽车尾气的危害，一路可以欣赏天空和城市美景，天天出行都好像在旅游。
29.4）环境友好。跟环境没有冲突，对其他人的出行方式生活方式也没有影响。
30.5）经济性好。轻巧的结构，节省的材料，容易的制造和安装，具有极高的性价比。
31.6）适用面广。适合于大多数城市，不管是大城市还是中小城市，不管是南方还是北方，不管是内陆还是沿海。
32.7）扩展功能强。以空中车道为载体，可以在上面安装各种通讯设备，监控设备，空气调节喷淋装置，等等。也可以装上各种彩灯，把道路作为一个城市景观。空中车道系统还可以作为马拉松比赛的良好赛道。等等。
33.如果一个城市建立了一定规模的轻型空中自行车道系统，至少会有一半原来开汽车出行的人会选择骑自行车出行。经过实地考察，一个汽车停车位平均可以停10辆电动自行车。如果把四分之一的汽车停车位用来停自行车，这样停车难的问题将彻底解决。这样的话，交通拥堵和停车难都不再是问题，市民的生活质量将大大提高。一个轻型空中自行车道系统，改变了世界。
34.总结以上轻型空中自行车道系统给城市提供了一种快捷、安全、舒适、经济性好的交通系统，该系统将解决城市交通拥堵和停车难的问题，大大提高市民的生活质量和幸福指数。该系统使用面广，容易实施，具有良好的推广价值。
35.以上说明中使用了很多具体的数据和参数。这些数据和参数不应当理解为对本发明的范围限制，而应当看做是一些例子。其它类似的方案也在本发明的范围之内，比如，上述的本体间隔梁222可以不止一根，本体安装板223可以有很多镂空部分，车道本体22跟栏杆21中间的安装方式可是焊接，也可以是螺栓连接，路面板23可以是高强度塑料板，等等。本发明的范围应当由权利要求或其法律等价体来界定。