基本信息
- 项目名称：
- 四叶草型互通式立交桥
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 通过开展立交优化设计方法研究，设计一种交通功能较完善、线形简单、占地规模和工程造价较小的新型立体交叉形式，从而更合理地引导机动车辆、非机动车辆以及行人的交通路径，解决目前城市道路交叉路口通行能力低、人车混行、安全隐患多的难题。为今后的城市中心城区立交设计提供一定的参考借鉴意义，其推广应用将具有良好的经济和社会效益。
- 详细介绍：
- 四叶草型互通式立交桥的设计思路为采用高架、下穿和地面三层立交布局的有机结合，所有方向均不需设红绿灯信号控制。地面供非机动车和行人通行，次要方向的直行机动车辆经下穿地道桥，其余各方向的机动车经高架桥通过交叉路口。四叶草型互通式立交不存在视距盲点，桥下净空高度充足，在保证交通功能完善的前提下可大大节约占地面积，各种交通路径互不干扰，彻底解决了车流交织、人车混行、安全隐患多的难题，即使以后交通量增大，也仍然不需要设红绿灯信号控制。 主要行车方向，布置有四条直行车道。上桥时左右转弯共用一条车道，其中左转弯车辆需经过两个环形匝道下桥，右转弯车辆直接下桥。 次要行车方向，有两条下穿直行车道，上桥时左右转弯共用一条车道，其中左转弯车辆只要经过一个环形匝道下桥，右转弯车辆直接下桥。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 研究目的 通过开展立交优化设计方法研究，目的在于设计一种交通功能较完善、线形简单、占地规模和工程造价较小的新型立体交叉形式，从而更合理地引导机动车辆、非机动车辆以及行人的交通路径，解决目前城市道路交叉路口通行能力低、人车混行、安全隐患多的难题。项目完成后，能为今后的城市中心城区立交设计提供一定的参考借鉴意义，其推广应用将具有良好的经济和社会效益。 创新点 1）首创了一种适用于中心城区的四叶草型互通式立交桥，最大限度地减少了交错点的数量，彻底避免了车流交织，道路服务水平较高且造型美观； 2）提出了一种新颖的左转交通路径引导方式，结合独特的匝道立体布置，在保证交通功能完善的前提下可大大节约占地面积； 3）采用高架、下穿和地面三层立交布局的有机结合，各种交通路径互不干扰，彻底解决了人车混行、安全隐患多的难题。 关键技术 1）交通调查、通行能力计算和服务水平评价； 2）立交交通路径设计与静动态建模； 3）立交方案选择的模糊综合评价； 4）立交的几何和结构设计。 主要技术指标 1）道路等级：城市主干道； 2）设计车速：跨线桥40km/h，匝道20km/h； 3）转弯半径：左转15m，右转20m； 4）桥下净空高度：4m； 5）桥梁汽车荷载：城-A级； 6）桥梁纵坡：4%； 7）桥面横坡：1.5%； 8）车道宽度：3.75m，4m； 9）弯道超高横坡：6%；
科学性、先进性
- 四叶草型互通式立交桥的设计思路为采用高架、下穿和地面三层立交布局的有机结合，所有方向均不需设红绿灯信号控制。地面供非机动车和行人通行，次要方向的直行机动车辆经下穿地道桥，其余各方向的机动车经高架桥通过交叉路口。四叶草型互通式立交不存在视距盲点，桥下净空高度充足，在保证交通功能完善的前提下可大大节约占地面积，各种交通路径互不干扰，彻底解决了车流交织、人车混行、安全隐患多的难题，即使以后交通量增大，也仍然不需要设红绿灯信号控制。 主要行车方向，布置有四条直行车道。上桥时左右转弯共用一条车道，其中左转弯车辆需经过两个环形匝道下桥，右转弯车辆直接下桥。 次要行车方向，有两条下穿直行车道，上桥时左右转弯共用一条车道，其中左转弯车辆只要经过一个环形匝道下桥，右转弯车辆直接下桥。
获奖情况及鉴定结果
- 1、入选福建省教育厅“2010年度福建省大学生创新性实验计划项目”。 2、在福建工程学院第八届科技节学生课外学术科技作品竞赛中，获科技节发明制作类一等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 四叶草型互通式立交行驶交通功能完善、外形美观，结构合理，技术经济指标先进，可行性强，合理引导交通路径，可较好解决目前中心城区路口通行能力较低、交通拥堵的难题。四叶草型互通式立交不存在视距盲点，桥下净空高度充足，各种交通路径互不干扰，彻底解决了人车混行、安全隐患多的难题，即使交通量增大，也不需要设红绿灯。与传统的立交形式相比可大大减少占地面积，进一步提高其适用范围和投资收益合理性。 本发明不仅适用于占地面积受限的市区交叉路口，还适用于新建道路交叉口。四叶草型互通式立交设计若在交通行业申请成功，应用于实际建设中将大大提高城市车辆通行能力，解决目前常见的城市立交占地面积广、造价高、结构和交通组织复杂、不利于驾驶人员辨识等缺点，缓解城市交通拥堵问题，带来可观的经济和社会效益。
同类课题研究水平概述
- 20世纪20年代初，国外提出了城市中采用多层立体交叉的快速交通系统的构想，并逐步发展成为现实。1925年，德国最早开始修建公路交叉。但立交发展最快、应用最广的是美国。苜蓿叶立交从空间分离主线，然后利用四条小环岛巧妙地将两条主线连成一个整体，实现主线之间的车流的转换，但其占地面积过大，不适合在城区建设。 随着各种形式立交的修建，国外立交的规划、设计理论也日趋成熟，对于立交设计中的交通量预测，匝道通行能力分析等交通条件都作了大量的研究工作，并形成了相对完整的理论体系。现在，立交设计的新结构、立交细部线形的优化设计以及立交施工的新技术、新材料已经成为国外的主要研究对象。 我国修建立体交叉首先从解决城市道路交叉口的交通拥堵问题开始的。尽管我国立交的规划、设计起步较晚，但发展速度举世瞩目，到目前为止建成了上千座气势宏伟、外形美观的立交。从整体看存在以下问题：在建设立交时缺乏对城市道路网络的整体研究，所修建的立交与交通状况不相适应，立交的匝道设置不能充分满足车辆和行人的交通需求，修建的立交难以发挥其应有的功能。 菱形互通式立交虽然具有型式结构简单、占地面积小、造价低等优点，但是它不适应快速大交通量的交通适行条件。而一些立交采用新颖的螺旋匝道，虽然满足景观要求，但是匝道桥在设计中的一些处理方式不成熟仍然存在许多不足之处。双纽曲线作为一种整体式立交小环道，虽然设计简便，线形连续，但整体灵活性差。
