一种宜动避静的城市人行天桥选址方法与流程

本发明属于交通规划技术领域，尤其是涉及一种宜动避静的城市人行天桥选址方法。

背景技术：

近年来，随着经济建设的发展，我国城市交通日趋发达，为提高城市路网的通行能力、确保行人过街安全方便，城市人行过街设施的建设日益增多，其中主要的就是人行天桥的建设。城市人行天桥的建设对提高车辆运行速度、实现人车分流、改善交通拥挤状况，提高城市居民步行质量等有良好交通和社会效益，成为了各城市交通系统中必不可少的组成部分，因而越来越受到城市建设部门的重视。

人行天桥不仅方便了人们的日常出行，也为城市增添了一道道靓丽的风景。然而很多人行天桥位于信号灯前的停车线的上方，由于信号灯处往往会很多车辆在停车线处等待通行或准备停车待行，平均车速较小，一旦人行天桥出现结构问题，下方的车辆无从躲避，往往会造成较为严重的事故，有很大的安全隐患。前不久，位于美国迈阿密的fiu人行天桥就发生了垮塌，就因为桥梁位于信号灯前停车线的上方，事故发生时恰好有许多车辆遇红灯在等待通行，遂造成了较大的人员伤亡和经济损失。

人行天桥合理选址是保证其经济性、安全性、稳定性和耐久性的重要措施。但迄今为止，国内外对于人行天桥选址的研究较少，城市人行天桥往往作为独立设施使用。同时，在设计时，设计单位或设计人员一般只注重某一问题，而缺乏系统的考虑，这往往会使城市人行天桥的性价比难以达到预期效果，并且影响人行天桥的性能。

为了减小安全隐患，需要设计一种城市人行天桥选址方法，从而降低了人行天桥发生结构性损坏时危及桥下通行车辆的概率。

技术实现要素：

本发明提供了一种宜动避静的城市人行天桥选址方法，降低人行天桥发生结构性损坏时危及桥下通行车辆的概率。

一种宜动避静的城市人行天桥选址方法，包括以下步骤：

(1)判断待建人行天桥区域是否属于交叉路口，若不属于，执行步骤(2)，若属于，则跳转至步骤(5)；

(2)收集并处理待选区域内路况基础信息，得到该路段的平均车速—车辆密度曲线拟合图和车速分布图；

(3)计算当人行天桥发生结构性损坏时，撞击桥下车辆的概率，从而获得撞击概率小于设计概率时的车辆安全保证速度；

(4)查询该路段的车速分布图，选出大于车辆安全保证速度的区域后，跳转到步骤(7)；

(5)收集并处理交叉路口的基础信息，得到该交叉路口的平均车速—车辆密度曲线拟合图和车速分布图；

(6)在交叉路口的待选区域内计算当人行天桥发生结构性损坏时，撞击桥下车辆的概率，从而获得撞击概率小于设计概率时的人行天桥与交叉路口的最大面积比；

(7)综合考虑桥梁造型、环境因素和社会因素，最终确定人行天桥在待选区域内的建设位置。

本发明解决了现阶段城市中人行天桥通常位于信号灯前的机动车等候区上方，因此通常会有许多车辆停在机动车等候区处等待通行，一旦人行天桥发生结构倒塌，将会对桥下的待行车辆造成直接的损伤，往往会造成重大人员伤亡，具有很大安全隐患的情况。

步骤(2)中，所述的路况基础信息包括：车道宽度、车辆行驶速度、车辆数量等。

步骤(3)的具体过程为：

(3-1)设车道宽度为c，人行天桥宽度设为w，根据计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”得出该区段的车辆密度为y，人行天桥倒塌砸到桥下车辆的概率为p，则具体公式如下：

p＝y×c×w<pd(1)

(3-2)查找计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”中密度y的对应平均车速v，即为该区段“安全保证速度”，此时，本方法中所提“宜动避静”中的“动”即为大于“安全保证速度”的平均速度，同理，“静”即为小于“安全保证速度”的平均速度。

本方法中，所述的设计概率pd根据道路重要性程度、经济性和适用性指标综合确定，建议5％<pd<20％

步骤(6)的具体过程为：

设车道宽度为c，取交叉路口处lh×lv的正方形区域为计算区域，人行天桥宽度设为w，根据计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”得出该计算区段的车辆密度为y，人行天桥倒塌撞击到桥下车辆的概率为p，人行天桥与交叉路口的面积比为ρ，则具体公式如下：

根据实测数据，得出计算区域的平均车速v，查找计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”中平均车速v对应的车辆密度y，代入(4)式得出w，再根据求得的w得出(5)式。

该区域人行天桥与交叉路口区域的最大面积比在建造人行天桥时要确保人行天桥与交叉口区域的面积比小于ρ。

作为优选，步骤(7)中，对于交叉路口，选择的桥梁造型为交叉“x”状；对于非交叉路口，选择的桥梁造型为“一”字型。

最终选择建设位置时，还需综合考虑桥梁造型、天桥梯道的落地位置，经济效益、以及施工难度等因素。

本发明选择平均车速较大而避开因交通信号灯等因素引起车辆停驻的区域作为人行天桥的选择原则。对于非交叉路口，通过确定出安全保证速度，随后根据该路段的平均车速分布图，选择平均车速大于安全保证速度的区域设置人行天桥。对于交叉路口，设计交叉“x”状人天行桥，通过计算人行天桥与交叉路口的最大面积比，在建造人行天桥时要确保人行天桥与交叉口区域的面积比小于最大面积比。在一定程度上可以降低人行天桥发生结构倒塌时的可能导致的人员伤亡。

附图说明

图1为本发明一种宜动避静的城市人行天桥选址方法的流程图；

图2为本发明在非交叉路口的交通干道上进行天桥选址的平面示意图；

图3为本发明在交叉路口的交通干道上进行天桥选址的平面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。

如图1所示，一种宜动避静的城市人行天桥选址方法，包括：

s01、判断待建人行天桥区域是否属于交叉路口，若不属于，执行步骤s02，若属于，则跳转至步骤s05；

s02、收集并处理待选区域内路况基础信息，得到该路段的平均车速—车辆密度曲线拟合图和车速分布图；

s03、对人行天桥选址量化分析：根据步骤s02的平均车速—车辆密度曲线拟合图，确定当人行天桥发生结构性损坏时，撞击桥下车辆的概率小于pd时的路段车辆最低平均速度，即车辆安全保证速度，具体包括：

(1)设车道宽度为cm，人行天桥宽度设为wm，根据计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”得出该区段的车辆密度为y辆/m²，人行天桥倒塌砸到桥下车辆的概率为p，则具体公式如下：

p＝y×c×w<pd(1)

(2)查找计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”中密度y的对应平均车速v，即为该区段“安全保证速度”，此时，本方法中所提“宜动避静”中的“动”即为大于“安全保证速度”的平均速度，同理，“静”即为小于“安全保证速度”的平均速度。

桥下车辆受到撞击的设计概率pd根据道路重要性程度、经济性和适用性等指标综合确定。本实施例中设计概率pd取5％。

s04、查询该路段的车速分布图，选出大于车辆安全保证速度的区域后，跳转到步骤s07；

s05、收集并处理交叉路口的基础信息，得到该交叉路口的平均车速—车辆密度曲线拟合图和车速分布图；

s06、在交叉路口的待选区域内计算当人行天桥发生结构性损坏时，撞击桥下车辆的概率，从而获得撞击概率小于设计概率时的人行天桥与交叉路口的最大面积比，具体包括：

(1)设车道宽度为cm，取交叉路口处lhm×lvm的正方形区域为计算区域，人行天桥宽度设为wm，根据计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”得出该计算区段的车辆密度为y辆/m²，人行天桥倒塌撞击到桥下车辆的概率为p，人行天桥与交叉路口的面积比为ρ，则具体公式如下：

根据实测数据，得出计算区域的平均车速v，查找计算区段“平均车速—车辆密度曲线拟合图”中平均车速v对应的车辆密度y，代入(4)式得出w，再根据求得的w得出(5)式。

(2)确定人行天桥面积与交叉口区域面积的最大面积比:该区域人行天桥与交叉路口区域的最大面积比在建造人行天桥时要确保人行天桥与交叉口区域的面积比小于ρ。

s07、综合考虑桥梁造型、环境因素和社会因素，最终确定人行天桥在待选区域内的建设位置。

如图2所示，对于非交叉路口，通过待建人行天桥下方道路实测的“车速—车辆密度曲线拟合图”和“平均车速分布图”，确定出当人行天桥发生结构性破坏时，桥下车辆受到撞击的概率小于设计概率pd时路段车辆最低平均速度，记为“安全保证速度”，随后根据该路段的平均车速分布图，找到平均车速小于安全保证速度区域3，剩余区域即为平均车速大于安全保证速度的区域设置人行天桥。本实施例中，主桥1选择为“一”字型，最终综合考虑天桥楼梯2的落地位置、环境及经济因素，在平均车速大于安全保证速度的区域设置人行天桥。

如图3所示，对于交叉路口，利用处于交叉路口处的车辆大多都处于行驶状态的特点，设计主桥4为交叉“x”状的人天行桥，架设在交叉路口，在主桥4的四个端部设置天桥楼梯5；根据交叉口区域的“车速—车辆密度曲线拟合图”，确定出人行天桥发生结构性破坏时，桥下车辆受到撞击的概率小于设计概率pd时人行天桥与交叉路口的最大面积比。在建造人行天桥时要确保人行天桥与交叉口区域的面积比小于最大面积比。