专利名称：互通式立体交叉道路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种互通式立体交叉道路。
互通式立体交叉道路一般都是由跨线立体构造物和匝道构成。跨线立体构造物用以消除交叉干道直行车流的冲突点，匝道解决转弯车辆的交叉问题。在各种形式的互通式立体交叉中，转弯匝道大都是从干道右侧引出，以90°、180°或270°的转弯角度占用干道以外的地面完成上下相交道路的联结。匝道的右侧引出及大角度转弯，使得占地面积很大，不能充分利用干道的上下空间，需大量拆迁费用，而且转弯车速受限，存在交织问题。有些定向式立体交叉，匝道由干道左侧引出，但又使直行干道向外扩展增加占地，直行出现曲线段，降低了性能，同时其层次多、构造复杂、造价很高。
中国专利说明书C41123059A公开了一种十字双坡单层架空立体交叉桥，它由设在两干道交叉处的4座交汇的单行道变线跨线分支桥组成，每座分支桥在干道的中间车道向干道交汇处上方上引，至交汇处变线至左车道，然后延伸至相对分支桥的上引桥起始端，再变线至中间车道后下引至地面。此方案虽解决了占地面积大的问题，但其一个干道的直行车辆和两个干道的左转车辆需经过两次变线行驶，使车速受限，通行性能降低，而且在四个方向上都有很长的引桥，使造价较高，对市容影响较大。
本发明的目的是针对互通式立体交叉道路的上述缺点，提出一种跨线立体构造物的新结构，使一个跨线立体构造物同时解决直行交叉和转弯交叉的问题，而且直行不受干扰，从而使空间得到充分利用，减化了结构，减少了占地面积，提高了通行性能。
为达到此目的，本发明的解决方案是将干道上平面平行的两个直行行车道分离成有高程差的上下两个层面的单行行车道，构成交叉路口的跨线立体构造物，这样直行与直行、直行与转弯、转弯与转弯的冲突点都可以由此立体构造物消除，此立体构造物既是直行车道，又可作为转弯匝道的一部分，具有多重功能，而且直行车辆为直线跨越，从而使整个立体交叉道路充分利用了空间，减化了结构，又提高了通行性能，减少了占地面积。
其中最佳实施方案是将一干道分离为一条上跨桥和一条下穿隧道，与其相交干道，从其间穿过，从上跨桥和下穿隧道分别向相交干道引出两条定向分支桥和定向分支隧道作为左转匝道，两条分支桥和分支隧道分别在相交干道的中间车道的上方和下方立体交叉。由于上跨桥和下穿隧道间的高程差为净高的一倍，使转弯半径增大，转弯车速提高。分支桥和分支隧道由干道的中间引出，使其占地面积可不超出原平面交叉路口的占地面积。本方案还可以是地上两层地面一层和地下两层地面一层的结构，即上述方案中各层面向上或向下移动一层，成为无地下层或无地上层的结构。
利用上述跨线构造物与定向式、迂回式、环形匝道及两个层面车道上下位置和形状的变化可构成多种组合形式。
上述所有组合方案中，立体道路中的非机动车可走单设的非机动车的迂回式立体交叉通道，使机动车与非机动车分离以提高通行性能。在非机动车较少的地区，可将机动车与非机动车混行。
由于上述解决方案中采用了将同一干道的两个行车道分离为上下两层的结构，可简洁地完成直行和转弯的立体交叉，而且直行无干扰，使得其占地面积很小，结构简单，通行性能好，车速高，造价省，对市容影响小。
下面结合附图
和实施例对本发明作进一步详细说明。
图为本发明最佳实施例与非机动车通道的立体交叉道路简图。
←----、←---为机动车行驶路线，←---0为非机动车行驶路线。
如图所示，上跨桥1和下穿隧道2分别跨越和穿越平面层干道CD、与上跨桥1合流的分支桥3从相交干道CD的中间车道上引至交汇处，与上跨桥1分流的分支桥4从交汇处引出架空桥4至合流分支桥3的起始端变线至相交干道CD的中间车道上方后下引至中间车道；与下穿隧道2合流的分支隧道7从相交干道CD的中间车道下引至交汇处，与下穿隧道2分流的分支隧道8从交汇处引出地道桥8至合流分支隧道7的起始端变线至相交干道CD的中间车道下方后上引至中间车道。分流分支桥4的桥墩设在桥两侧，在其下可通行车辆，分流分支隧道8上可通行车辆。DB方向左转车辆从分流分支桥4的变线段5下穿过进入其上引道3；CA方向左转车辆从分流分支隧道8的变线段9上跨越进入其下坡道7。由于两分支桥的引道3、6和两分支隧道的坡道7、10都设置在CD干道的中间车道，从而使左转匝道只占用CD干道的一个匝道宽度的路面。由于变线段为单车道的互相变线跨越交叉，变线宽度窄，可保证较短的变线段长度下有较高的变线车速。上跨桥引出分支桥4在立体道路远端6下引合流，上跨桥引入分支桥3在变线段5下方分流上引；下穿隧道引出分支隧道8在立体道路远端10上引合流，下穿隧道引入分支隧道7在变线段9上方分流下引，这样可使匝道分流、合流的干扰减少到最小，以提高通行能力，两分支桥和两分支隧道也可互换位置，但性能较差。由于上跨桥和下穿隧道的高程差为净高的一倍，所以在引道和坡道长度的1/2处，其高程差与净高相等，将分支桥与上跨桥的交汇点和分支隧道与下穿隧道的交汇点设在此处，可得到最大的转弯半径和车速，又不增加跨线结构的长度。虽然立体道路在局部为三层，但其利用了地上一层，地下一层和平面层，相对地面标高只有一个净高的高度，使其引道、坡道最短。当AB干道有足够的宽度，左转车辆较多，又要求高速无干扰时，可在跨线构造物上单设左转弯车道，即在上跨桥与分支桥、下穿隧道与分支隧道合流的后方设置一个单车道宽度的隔离物，或在此处将上跨桥和下穿隧道中断一个车道，若将所有左右转车道都设置成专用车道，就可完全消除交叉、交汇、合流与分流，使各向车流安全、高速、顺畅通过。同时由于消除了合流，在隧道中可不设置行车视距的通视窗口，而当不设置隔离物时，需在合流分支隧道与下穿隧道间设置通视窗口。两个分支隧道7、8的并行段应当连通，利用下坡道7向地道桥8中通风通光。变线段由两个圆曲线连接，曲线半径与匝道曲线半径相同，使左转车辆以恒定车速顺畅通过。AB向调头车在上跨桥和下穿隧道间通过，CD方向调头车在变线段通过。本方案除占地面积小的特点外，最重要的是其通行性能好。下面根据公路工程的技术标准给出高速路、城市干道、市中心道路三种典型的例子净高分别取5米、5米、4，5米，跨线桥坡度分别取2％、5％、7％，匝道坡度分别取4％、5％、7％，相对应跨线桥坡道、引道长分别为250米、100米、64米，此长度的一半即为匝道最大圆曲半径分别为125米、50米、32米，此半径对应的极限速度分别为60公里/小时、40公里/小时、32公里/小时，匝道速度取直行速度的70％～50％时，对应的直行速度分别为86～120公里/小时、57～88公里/小时、43～60公里/小时，此速度都符合实际要求，而且基本都大于最大通行能力对应的速度37公里/小时和最小油耗、最小污染对应的速度40～60公里/小时。这样在保证最好通行性能、高速度的条件下，其占地面积可以不大于原平面交叉路口，这是因为左转匝道为定向匝道，又是在干道中间引出，当左转设计车速不大于右转车速时，其占地不会超出原平交路口右转车道的范围，因此其在路口的最大宽度分别为73米×73米、29米×29米、19米×19米，只由右转车道决定，可见其面积是很小的。取匝道宽度为7米，整个匝道曲率一致时，变线段长度分别为83米、50米、40米，立体道路CD方向长度分别为666米、500米、336米，AB方向最小长度分别为271米、221米、149米，这样在保证通行速度的要求下，立体道路的一干道方向长度很短，只是简交跨桥的长度，使其结构简单，造价降低，加之其一半在地面以下，桥梁又在干道中间，使其对环境影响减少。又由于其四个方向上下、长短是不对称的，而且其匝道可以部分由其他形式代替，跨线结构也可以有各种变化，现有立交桥形式都可与其组合，使得在规划、设计、施工上有充分的选择余地，可以适合各种具体条件和要求。同时其匝道为全定向式，使其路径短、线路明确，对行驶方向易于识别，与平交路口行驶规律完全一样，而直行又完全为直线，无交织段，单设左右转车道时又可完全消除合流、分流，从而行驶高速、安全、方便，这些都是在较少的造价和较简单的结构下实现的。匝道曲线段需加宽，因其已在地上或地下一层，所以不会多占用地面。两条分支隧道可以是路堑形式，其上不通行车辆，以减少造价。
本方案还可以有以下多种组合当AB干道足够宽时，可将原单向匝道变为双向匝道，右转车在干道内侧引出，或将原平面层右转匝道变为单设的上跨或下穿式的匝道，以使CD方向的非机动车从平面层通过路口时不与机动车冲突，AB方向非机动车可从跨线桥通过并不影响机动车通行，这样在不专设非机动车通道时也能以苜蓿叶方式实现非机动车的互通行驶，同时又不干扰机动车行驶，而且使匝道充分利用，占地面积进一步减少。
在地形条件允许建一至三条环形匝道时，可将原定向匝道中的一至三条改为环形匝道，这样可使原立交道路长度减少一半以上，或不建分支隧道，以进一步减少造价或适应其他特殊条件。
当左转弯车辆不要求高速或左转车辆较少时，可将原左转匝道改为迂回式匝道，或从CD干道两侧不交叉直接向跨线构造物引入，在跨线构造物上进行交织通行，使结构减化。
当AB方向为次干道或不要求高速时，可将原上跨桥和下穿隧道分别变成横向半圆形，成为上下分离的环形立交结构，原匝道由CD干道两侧迂回引入环形的上跨桥和下穿隧道，这样两对左转车流分别在上跨桥和下穿隧道上交织通行，而AB干道直行又无交织现象，只是在环道上速度降低一些，但可使立交道路CD方向长度减少2/3，造价进一步降低。
与上下分离两行车道相交的干道，可以从分离两行车道的上方跨越或从下方穿越，这样可以适应地形或原建筑物的不同要求。
将两干道分别分离成上下两层并互相立体交叉构成四层结构，即四个方向直行各走一个层面，转弯由定向匝道直接连接，这种结构通行性能最好，占地面积最小，比目前的四层定向立交桥有更好的效果。
若将目前的单行线交通系统改为横向单行线与纵向双行线的交通系统，采用本方案的立体交叉，只有两条左转匝道，且结构得到充分利用与简化，四方向交叉所需两个立体交叉结构只是原单行线四方向交叉所需四个简交桥造价的2/3，同时使系统中车辆绕行减少许多，可以满足实用的需要，只要两单行线的间距短到合理的程度，通行的方便性可接近双行线交通系统。
以上所述是就右行规则而言，左行规则道路结构可以相同，只是并行的匝道车流方向反向，为减少合流冲突，可从结构上将并行的匝道左右互换位置。
在以上各种组合的形式中，立体道路中的非机动车可以从机动车中分离出来，单设非机动车的迂回式立体交叉通道，此通道可以是跨桥、隧道、平面层或其组合，迂回方式可以在干道四个方向建两个、三个或四个迂回通道，其余为两个或一个直行通道，用这种方式可在不增加立体交叉道路层次的情况下实现机动车与非机动车分离，并分别互通行驶。在原路面较窄时，由于非机动车道的分离，利用了机动车道上下空间，可使机动车道宽度增加，弥补左转匝道所占路面，使其可应用于窄至单向单车道的路面，而且非机动车通道自然地起到了机动车、非机动车和行人的隔离作用，省去了人工隔离带的费用和占地，在这样的高速路口尤为重要。为免去图中C方向的迂回绕行，可在分支隧道和CD干道间设直行的非机动车隧道，而机动车立交只需上下增加一些高度或深度即可，这样再利用机动车的双向匝道结构，可使非机动车四方向直行不必绕行。
本方案同样可应用于三路交叉及多路交叉道路。
权利要求
1.一种互通式立体交叉道路，由跨线立体构造物，联结上下相交道路的转弯匝道组成，其特征在于跨线立体构造物是在交叉路口的干道上平面平行的两个直行行车道分离成有高程差的上下两个层面的单行行车道。
2.根据权利要求1所述的立体交叉道路，其特征在于上下分离的两条单行行车道，一条为单行的上跨桥，一条为单行的下穿隧道，与上下分离车道相交的干道从上跨桥和下穿隧道间通过；匝道中的左转弯匝道是上跨桥和下穿隧道分别向相交干道引出的两条定向分支桥和两条定向分支隧道；分支桥跨越下穿隧道与上跨桥连接，分支隧道穿越上跨桥与下穿隧道连接。
3.根据权利要求2所述的立体交叉道路，其特征在于与上跨桥合流的分支桥是从相交干道的中间车道上引至交汇点；与上跨桥分流的分支桥是从交汇点引出架空桥至合流分支桥的起始端变线至相交干道的中间车道上方后下引至中间车道；与下穿隧道合流的分支隧道是从相交干道的中间车道下引至交汇点；与下穿隧道分流的分支隧道是从交汇点引出地道桥至合流分支隧道的起始端变线至相交干道的中间车道下方后上引至中间车道；分支桥与上跨桥交汇处位于上跨桥引道坡长的1/2处；分支隧道与下穿隧道交汇处位于下穿隧道坡长的1/2处；上跨桥与分支桥合流处的后方设置一个单车道宽度的隔离物，下穿隧道与分支隧道合流处的后方设置一个单车道宽度的隔离物，消除直行与左转车流的合流与分流。
4.根据权利要求1所述的立体交叉道路，其特征在于转弯匝道由定向匝道、环形匝道组成。
5.根据权利要求1所述的立体交叉道路，其特征在于转弯匝道为双向匝道。
6.根据权利要求1所述的立体交叉道路，其特征在于转弯匝道为迂回式匝道。
7.根据权利要求1所述的立体交叉道路，其特征在于与上下分离两行车道相交的干道，从上下分离两行车道的竖直方向的一侧跨越通过。
8.根据权利要求1所述的立体交叉道路，其特征在于上下分离两行车道为上下两个分离的横向半圆形，构成上下分离的环形立体交叉。
9.根据权利要求1所述的立体交叉道路，其特征在于两干道分别分离成上下两层并互相立体交叉构成四层结构，四方向直行各占一个层面，转弯由定向匝道直接连接。
10.根据权利要求1至9中任何一个权利要求所述及其组合的立体交叉道路，其特征在于立体道路中的非机动车从机动车中分离出来，单设非机动车的迂回式立体交叉通道。
全文摘要
本发明公开了一种互通式立体交叉道路。它将普通跨线桥的两个行车道分离成上下两个层面跨越另一相交干道，使转弯车可直接引入此层面不与直行冲突，转弯车间的冲突点又被这两个层面分离，此两层面又起着两干道跨越作用，而其结构并未增加，使其占地面积很小，结构简单，通行性能好。与现有结构可组合成多种形式，满足各种要求，可适用于高速路、城市道路，占地可不超出原平交路口，可不增加结构层次实现机非分离分别互通。同时具备高速度、少占地、低造价特点。
文档编号E01C1/04GK1164597SQ9711065
公开日1997年11月12日 申请日期1997年5月24日 优先权日1997年5月24日
发明者渠涛 申请人:渠涛