本发明涉及公路立交桥技术领域，具体而言，涉及一种全路况米字型双层立交桥。
背景技术
传统立交桥庞大复杂，扩大街区隔阂，影响人文亲近和商业繁荣。因其占地空间大、成本高，无法用于老街区交通设施改造和进步。
大多数立交桥的设计都停留在机动车优先的观念上，非机动车和行人混行、交叉通行的弊端突出，三者路权不平等，交通秩序没有完全理顺，路况适应性差，交通所需功能不全，难以满足老街区功能改造的需要。
有鉴于此，设计制造出一种全路况米字型双层立交桥，能够适应于各种街区的大型路口，占地空间小，安全可靠，是目前道路交通技术领域中急需改善的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的包括提供一种全路况米字型双层立交桥，在立交桥创新理念中，首次突出了全路况道路管理理念与建设方法。机动车、非机动车、行人三方道路平权，都在全路况米字型双层立交桥的交通枢纽中平等获益，各行其道，畅行无阻。由于人行道全部设置在地面层，具有行人优先的特权，切实保护行人利益，提高安全性能，缓减路口拥堵的交通压力，占地面积小，行驶畅通。
本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
本发明提供的一种全路况米字型双层立交桥，包括横向主体、纵向主体、第一斜向主体、第二斜向主体、第一环向主体和第二环向主体。
所述横向主体和所述纵向主体交叉设置。所述纵向主体设有第一拱桥部和第二拱桥部，所述横向主体设有第一凸起部，所述第一凸起部设于所述纵向主体的上方，且位于所述第一拱桥部和所述第二拱桥部之间。
所述第一斜向主体和所述第二斜向主体交叉设置，并且分别与所述横向主体、所述纵向主体错位叠加设置，呈米字形。所述第二环向主体设于所述第一环向主体的外围。所述横向主体、所述纵向主体、所述第一斜向主体、所述第二斜向主体均与所述第一环向主体、所述第二环向主体连接。
所述全路况米字型双层立交桥下方的路面设置人行道，所述人行道连通所述横向主体、所述纵向主体、所述第一斜向主体、所述第二斜向主体。
进一步地，所述横向主体的第一凸起部上设有第一左转连接段，所述第一左转连接段包括第一上升段和第一下降段，所述第一上升段从所述第一凸起部的高点向上延伸，与所述第一环向主体连接。所述第一下降段从所述第一环向主体向下延伸，与所述纵向主体连接。
进一步地，所述第一凸起部与所述第一拱桥部之间、所述第一凸起部与所述第二拱桥部之间均设有第一右转连接段。
进一步地，所述第一拱桥部和所述第二拱桥部之间形成凹陷部，所述凹陷部设置在地面。所述第一拱桥部和所述第二拱桥部上均设有第二左转连接段。所述第二左转连接段包括第二上升段和第二下降段，所述第二上升段从所述第一拱桥部或所述第二拱桥部向上延伸，与所述第一环向主体连接。所述第二下降段从所述第一环向主体向下延伸，与所述横向主体连接。
进一步地，所述第一拱桥部与所述第一凸起部之间、所述第二拱桥部与所述第一凸起部之间均设有第二右转连接段。
进一步地，所述第一斜向主体包括第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部关于所述横向主体和所述纵向主体的交叉处对称设置。所述第一端部和所述第二端部从地面向上延伸，与所述第一环向主体连接。所述第一环向主体设有第一分流段，所述第一分流段的位置分别与所述横向主体、所述纵向主体的位置相对应。
进一步地，所述第二斜向主体包括第三端部和第四端部，所述第三端部和所述第四端部关于所述横向主体和所述纵向主体的交叉处对称设置。所述第三端部和所述第四端部从地面向上延伸，与所述第一环向主体连接。
进一步地，所述横向主体、所述纵向主体、所述第一斜向主体和所述第二斜向主体的端部的两侧均设有非机动车道和第二分流段，所述第二分流段从地面向上延伸，用于连接所述非机动车道与所述第二环向主体。
进一步地，在所有交汇处，所述人行道上方的净高大于或等于2.5米，机动车道上方的净高大于或等于4.5米。
进一步地，所述横向主体、所述纵向主体、所述第一斜向主体、所述第二斜向主体、所述第一环向主体和所述第二环向主体之间的连接段的倾斜角度均不超过10度。
本发明提供的全路况米字型双层立交桥具有以下几个方面的有益效果：
本发明提供的全路况米字型双层立交桥，适用于四个至八个路口的连通。第一层为路面层，设置人行道，第二层架设于上空，包括第一环向主体和第二环向主体，第一环向主体用于机动车行驶，第二环向主体用于非机动车行驶。这样设置，确保行人畅通行驶，不受机动车、非机动车的干扰。该全路况米字型双层立交桥使得机动车、非机动车、行人三方道路平权，都在全路况米字型双层立交桥的交通枢纽中平等获益，各行其道，畅行无阻，路况适应性灵活，占地面积小，各行其道，不绕路，不易迷路，有效缓解路口拥堵的交通压力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明具体实施例提供的全路况米字型双层立交桥的一种整体结构示意图；
图2为本发明具体实施例提供的全路况米字型双层立交桥的纵向主体的一种结构示意图；
图3为本发明具体实施例提供的全路况米字型双层立交桥的主十字路的一种结构示意图；
图4为本发明具体实施例提供的全路况米字型双层立交桥的机动车道及人行道的分布结构示意图；
图5为本发明具体实施例提供的全路况米字型双层立交桥的人行道的一种结构示意图。
图标：100-全路况米字型双层立交桥；110-横向主体；111-第一凸起部；113-第一右转连接段；115-第一左转连接段；1151-第一上升段；1153-第一下降段；120-纵向主体；121-第一拱桥部；123-第二拱桥部；125-凹陷部；127-第二左转连接段；1271-第二上升段；1273-第二下降段；128-第二右转连接段；130-第一斜向主体；140-第二斜向主体；150-第一环向主体；151-第一分流段；160-第二环向主体；161-第二分流段；170-人行道；180-非机动车道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明具体实施例提供的全路况米字型双层立交桥100的一种结构示意图，请参照图1。附图中不含数字的箭头表示车辆的通行方向。
本实施例提供的一种全路况米字型双层立交桥100，包括横向主体110、纵向主体120、第一斜向主体130、第二斜向主体140、第一环向主体150和第二环向主体160。横向主体110和纵向主体120交叉设置，本实施例中优选为90度交叉，当然，并不仅限于此，也可以是倾斜交叉，即非90度交叉。第一斜向主体130和第二斜向主体140交叉设置，也呈90度交叉，并且分别与横向主体110、纵向主体120错位叠加设置，呈米字形。第二环向主体160设于第一环向主体150的外围。横向主体110、纵向主体120、第一斜向主体130、第二斜向主体140均与第一环向主体150、第二环向主体160连接。第一环向主体150用于机动车行驶通过，第二环向主体160用于非机动车行驶通过。
其中，横向主体110和纵向主体120构成第一个十字路，为主十字路，即连通a、b、c、d路口。第一斜向主体130、第二斜向主体140构成第二个十字路，为辅十字路，即连通e、f、g、h路口。两个十字路错位叠加，类似米字型，用于连通八个路口。需要说明的是，该全路况米字型双层立交桥100可以适用于四至八个路口的交通枢纽，如果用于十字路口，即四个路口的地方，第一斜向主体130和第二斜向主体140可以省略；如果用于五个路口，可以适应增加第一斜向主体130或第二斜向主体140的一端；如果用于六个路口，可以适应增加第一斜向主体130或第二斜向主体140，以此类推。
请参照图2，具体的，纵向主体120设有第一拱桥部121和第二拱桥部123，横向主体110设有第一凸起部111，第一凸起部111设于纵向主体120的上方，且位于第一拱桥部121和第二拱桥部123之间。第一拱桥部121和第二拱桥部123可以是圆拱，也可以是方拱，这里不作具体限定。全路况米字型双层立交桥100下方的路面设置人行道170，人行道170连通横向主体110、纵向主体120、第一斜向主体130、第二斜向主体140。第一拱桥部121和第二拱桥部123的设置是为了给路面的人行道170让行，c路口和d路口之间的人行道170从拱桥下方穿过，供人通行。第一拱桥部121和第二拱桥部123距离地面的高度约为2.5米。第一拱桥部121和第二拱桥部123之间形成凹陷部125，凹陷部125设置在地面，为了使两个拱桥部与凹陷部125之间的高度差适当减小，将凹陷部125处的路基抬高约一米，车辆通行体验更好。第一凸起部111为圆拱形，a路口和b路口之间的人行道170从圆拱形下方穿过，人行道170上方空间至少2.5米。圆拱形的高点位于纵向主体120的上方，具体的位于凹陷部125的正上方，由于凹陷部125处的路基抬高一米，该圆拱形的高点路段也相应增高1米。
需要说明的是，第一拱桥部121、第二拱桥部123、第一凸起部111既可以是方拱，也可以是圆拱，这里不作具体限定。
请参照图3，具体的，横向主体110的主路部分为机动车道，横向主体110的两侧设有非机动车道180。机动车道包括右转道、直行道和左转道。横向主体110的第一凸起部111上设有第一左转连接段115，用于横向主体110的车辆左转通行。第一左转连接段115包括第一上升段1151和第一下降段1153，第一上升段1151从第一凸起部111的高点向上延伸，与第一环向主体150连接。第一下降段1153从第一环向主体150向下延伸，与纵向主体120连接。机动车从左转道进入第一左转连接段115，完成左转。第一凸起部111与第一拱桥部121之间、第一凸起部111与第二拱桥部123之间分别设有第一右转连接段113、第二右转连接段128。第一右转连接段113用于从横向主体110到纵向主体120右转，第二右转连接段128用于从纵向主体120到横向主体110右转。第一右转连接段113和第二右转连接段128位于横向主体110和纵向主体120的桥面，并且与右转车道连接。
第一拱桥部121和所述第二拱桥部123上均设有第二左转连接段127，用于机动车的左转道。第二左转连接段127包括第二上升段1271和第二下降段1273，第二上升段1271从第一拱桥部121或所述第二拱桥部123向上延伸，与第一环向主体150连接。第二下降段1273从第一环向主体150向下延伸，与横向主体110连接。
请参照图4，具体的，第一斜向主体130包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部关于横向主体110和纵向主体120的交叉处对称设置。本实施例中，第一端部连接e路口，第二端部连接g路口。第一端部和第二端部从地面向上延伸，与第一环向主体150连接。第二斜向主体140包括第三端部和第四端部，第三端部和第四端部关于横向主体110和纵向主体120的交叉处对称设置。第三端部连接f路口，第四端部连接h路口。第三端部和第四端部从地面向上延伸，与第一环向主体150连接。第一环向主体150上设有第一分流段151，第一分流段151的位置分别与横向主体110、纵向主体120的位置相对应，用于连通第一环向主体150和横向主体110，连通第一环向主体150和纵向主体120。优选地，本实施例中，第一分流段151的数量为四个。容易理解的是，根据实际路口的数量，第一端部、第二端部、第三端部和第四端部可以选择性地设置。
横向主体110、纵向主体120、第一斜向主体130和第二斜向主体140的端部的两侧均设有非机动车道180和第二分流段161，第二分流段161从地面向上延伸，用于连接非机动车道180和第二环向主体160。本实施例中，第二分流段161的数量为16个。非机动车通过路口时，需要先经第二分流段161上行至第二环向主体160，再沿第二环向主体160单向行驶至对应路口，再沿另一个第二分流段161下行。
在所有交汇处，人行道170上方的净高大于或等于2.5米，机动车道上方的净高大于或等于4.5米。横向主体110、纵向主体120、第一斜向主体130、第二斜向主体140、第一环向主体150和第二环向主体160之间的连接段的倾斜角度不超过10度。比如，第一拱桥部121、第二拱桥部123、第一凸起部111、第一分流段151、第二分流段161、第一左转连接段115、第二左转连接段127、第一右转连接段113、第二右转连接段128、第一端部、第二端部、第三端部、第四端部的倾斜角度均小于或等于10度，以不干扰地面的人行道170为宜。
需要说明的是，第一环向主体150、第二环向主体160的形状并不仅限于图中所示的情形，还可以是菱形、矩形、椭圆、圆、多边形等，或者为其他不规则图形，这里不作具体限定。每条道路的连接处均做倒圆角处理，使得行车更顺畅。
本发明提供的全路况米字型双层立交桥100，其工作原理如下：
横向主体110上的车辆的直行，如从a路口到b路口，在直行道上沿横向主体110行驶即可，直接到达对向路口。横向主体110上的车辆的右转行驶，如从a路口到c路口，在第一凸起部111的桥面，沿右转道行驶，经过第一右转连接段113到达纵向主体120的第一拱桥部121，实现右转。横向主体110上的车辆的左转行驶，如从a路口到d路口，在到达交汇处后，沿左转道行驶，即在第一凸起部111的高点沿第一左转连接段115的第一上升段1151行驶，到达第一环向主体150，之后沿第一左转连接段115的第一下降段1153行驶，到达纵向主体120的d路口。
纵向主体120上的车辆的直行，如从c路口到d路口，即沿纵向主体120的直行道行驶即可，直接到达对向d路口。纵向主体120上的车辆的右转行驶，如从c路口到b路口，在第一拱桥部121的桥面，沿右转道行驶，经过第二右转连接段128到达横向主体110的第一凸起部111，从第一凸起部111直行到达c路口。纵向主体120上的车辆的左转行驶，如从c路口到a路口，沿纵向主体120直行，经第一拱桥部121、凹陷部125、第二拱桥部123，在第二拱桥部123上从左转道进入第二左转连接段127，沿第二上升段1271行驶，到达第一环向主体150，之后沿第二左转连接段127的第二下降段1273行驶，到达横向主体110的a路口。
第一斜向主体130、第二斜向主体140上的机动车的直行、左转、右转，均沿第一分流段151上升至第一环向主体150后，沿第一环向主体150单向行驶后，在对应路口下行。非机动车辆的直行、左转、右转，在到达路口交叉前，均从地面的非机动车道180通过第二分流段161进入第二环向主体160，沿第二环向主体160单向行驶后，在对应路口下行。人行道170全部设置在地面一层，呈米字型分布，可以通行到任意路口。
请参照图5，该全路况米字型双层立交桥100倡导人行道170、非机动车道180、机动车道全路况统筹，坚持行人优先基础上的“三路”平权。立交桥总体为两层，奢侈地开辟出第一层整层作为人行道170，专供行人通行。在充分预留行人通道空间的基础上，仅用二层一层，巧妙简捷地设置出机动车和非机动车的前行、左转、右转的变道、转圜之路。将米字路拆分成两个十字，采用主、辅错位交叉、双重立交组合互动的模式。
第一个十字路(主十字路)在直通单十字交叉架构基础上，将桥下底层交叉路两侧人行路的上方，建起桥拱净高2.5米的圆拱桥，在十字路交叉前后构成坡度舒缓的“双峰桥”，即第一拱桥部121和第二拱桥部123。左、右转向均在桥面上完成。尤其左转车道延后左转的形态，使得第一个十字交叉形成不完全闭合的卍字符形态。
第二个十字路(辅十字路)则是在主十字路基础上，错位叠加一个空心十字方形转盘环路，即第一环向主体150，行车有部分顺向交叉，第一环向主体150与卍字符形态的左转路连通，完成辅十字路的前行、左右转向。主十字路中心的车辆可通过卍字符形态的左转路单向地进入第一环向主体150，但是第一环向主体150的车辆不能进入主十字路中心，避免主十字路中心的车流量过大。
非机动车道180均上行至二层的外圈专供环路，即第二环向主体160，逆时针完成前行和左右转向，可在任一路口上下桥。人行道170伴行于机动车和非机动车路地面两侧，呈现中心一个井字(主十字路对应的两侧人行道170)，外缘又错位叠加一个空心井字(辅十字路对应的两侧人行道170)，互联互通，可从任一路口进出，占用立交桥整个第一层的空间。
该全路况米字型双层立交桥100，占地面积小，空间利用率高，老街区拥堵的交叉路口处约有直径100米的面积，便可容纳和建造这种超小型全路况米字型双层立交桥100，建设成本低，占地面积小，把立交桥这一座座高高在上的城市孤岛，转化为密切街区联系，高度契合社会服务，具有亲民化属性的公共设施。行人被优先关照，专享立交桥第一层的路权。行路安全便捷，可从任一路口进出，不受任何车辆滋扰，不受行进方向、速度、气象、照明的阻碍，比建设传统庞大的交桥前更舒适自由。
综上所述，本发明提供的全路况米字型双层立交桥100具有以下几个方面的有益效果：
本发明提供的全路况米字型双层立交桥100，把立交桥作为一个“三路合一”的体系，全路况综合施策，不管多复杂的路况，只建双层立交桥，解决了阻碍交叉路口通行的全部问题。第一，对于四至八个交叉路口的连接，实现了行人、机动车、非机动车各行其道，互不干扰，该全路况米字型双层立交桥100设计符合驾驶车辆前行、左右转的行车习惯，不迷路、不晕路。第二，多维度多形态的组合转圜，使得空间运用合理、紧凑，大大的节省和巧妙利用了空间，进而降低了建造成本和难度，提高了立交桥的广泛适用性，提高了通行效率和便利，人行道170落地专享立交桥第一层路权，三路平权无阻碍通行。第三，一律采用双层结构建造，实行机动车、非机动车、行人三分开，简易便捷，符合文明城市的人文关怀理念。第四，最大限度地小型化；非机动车和行人分别设顺畅独立通道；尤其适合行人、车流密集的老城区交通疏导和道路改造。它必将成为最大城市病——交通拥堵的“解码器”、终结者；改变了传统立交桥庞杂纷乱的架构形态，回归和接近常规道路通行模式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。