本發(fā)明屬于道路橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路。

背景技術(shù)：

道路交叉口是不同方向道路在同一平面交叉的部分，通常分為平面交叉和立體交叉。立體交叉能夠使各向車流在不同平面上通過(guò)，客服了平面交叉行車速度低、通行能力差的特點(diǎn)。而五岔路口是交叉路口中一個(gè)典型的異形交叉口，在這種交叉口通行時(shí)，交通參與者很難通過(guò)常見(jiàn)的交通信號(hào)燈指示順利通行，同時(shí)難以分辨前進(jìn)方向。這兩方面的問(wèn)題成為引發(fā)交通事故和阻塞的主要因素。現(xiàn)有的五岔路交叉口的解決方式，通過(guò)采用改建五條道路中的一條道路，使原本的五岔路交叉口變形稱為十字交叉口。這種解決方法，能夠應(yīng)用的范圍有限，僅適用于交通荷載具有明顯差異性的五岔路交叉口；司機(jī)在通過(guò)這類交叉口時(shí)，改建道路的交通荷載陡然增大，需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)通過(guò)交叉口。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路，以期能解決現(xiàn)有立交橋無(wú)法實(shí)現(xiàn)五岔路路口全互通的問(wèn)題，保證在不設(shè)置交通信號(hào)燈的情況下依然保持交通的流暢運(yùn)行，并能緩解大荷載的交通壓力，從而有效解決城市交通安全和交通擁堵的難題。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路的特點(diǎn)包括：上層的梅花式立交橋、下層的地面環(huán)島以及五個(gè)方向的進(jìn)出口道；

任意一個(gè)進(jìn)出口道包括：由直行進(jìn)口道和右轉(zhuǎn)進(jìn)口道構(gòu)成的進(jìn)口道和由直行出口道和右轉(zhuǎn)出口道構(gòu)成的出口道；

所述梅花式立交橋包括五個(gè)結(jié)構(gòu)單元；任意一個(gè)結(jié)構(gòu)單元包括：一個(gè)進(jìn)口引橋、一個(gè)分流交叉口、一個(gè)交織車道、一個(gè)合流交叉口、一個(gè)出口引橋和一個(gè)回環(huán)車道；

所述地面環(huán)島為地面交通的環(huán)島形式，并分別與任意一個(gè)進(jìn)出口道的右轉(zhuǎn)進(jìn)口道和右轉(zhuǎn)出口道相連通；

定義任意一個(gè)進(jìn)出口道為當(dāng)前進(jìn)出口道，且當(dāng)前進(jìn)出口道為逆時(shí)針第一進(jìn)出口道；定義任意一個(gè)結(jié)構(gòu)單元為當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元；且當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元為逆時(shí)針第一個(gè)結(jié)構(gòu)單元；

所述當(dāng)前進(jìn)出口道的直行進(jìn)口道與當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的進(jìn)口引橋相連接，并在當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的分流交叉口處分別與當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的交織車道和出口引橋相連通，所述當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的交織車道在當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的合流交叉口處與逆時(shí)針第二個(gè)結(jié)構(gòu)單元的出口引橋相連通；所述當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的出口引橋分別與逆時(shí)針第三個(gè)進(jìn)出口道的直行出口道和當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的回環(huán)車道相連通；所述當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的回環(huán)車道與的逆時(shí)針第三個(gè)結(jié)構(gòu)單元的進(jìn)口引橋相連通。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明所涉及的立交橋不改變?cè)薪徊婵诘幕A(chǔ)結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用一種梅花式雙層立交橋的五岔路口道路結(jié)構(gòu)，保證在不設(shè)立交通信號(hào)燈的前提下，解決了現(xiàn)有五岔路交叉口中無(wú)法通過(guò)有效途徑實(shí)現(xiàn)各方向車流暢通無(wú)阻，互不干擾，完全消除了平面沖突點(diǎn)的全互通問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了五岔路交叉口的全互通問(wèn)題，任意一個(gè)路口均可進(jìn)入立交橋道路，可以自任意一個(gè)其它路口離開立交橋道路的難題。保持了交通的流暢運(yùn)行，極大地緩解了交叉口車輛通行時(shí)，由于交通信號(hào)或行進(jìn)方向不明所導(dǎo)致的交通阻塞以及相伴隨的大荷載的交通壓力。

2、本發(fā)明創(chuàng)新性的提出了交叉口節(jié)點(diǎn)路網(wǎng)化的思想，設(shè)計(jì)了一種新的雙層立交橋路網(wǎng)式的無(wú)定向全互通形式，即通過(guò)上層立交橋和下層地面環(huán)島相結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將交叉口的功能多元化、空間合理化，將立體交叉口的上下分層、多方向互不相擾的作用和棋盤式道路網(wǎng)的分配交通荷載功能相結(jié)合，為進(jìn)入立交橋道路的交通參與者提供安全、迅速、經(jīng)濟(jì)、舒適的行駛條件。

3、本發(fā)明通過(guò)采用上層立交橋和下層地面環(huán)島，兩層同級(jí)別的道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得自任意一個(gè)路口進(jìn)入五岔路交叉口的車輛同時(shí)存在兩種不同的行車路線，將以往同一方向同一道路上的交通荷載根據(jù)立交橋結(jié)構(gòu)分成上層立交橋和下層環(huán)島兩部分交通荷載，并通過(guò)交通誘導(dǎo)技術(shù)使得上下兩層道路結(jié)構(gòu)承擔(dān)趨于一致的交通荷載，大大降低了交叉口內(nèi)部同一方向同一道路上的交通荷載，提高了交通運(yùn)行效率。

4、本發(fā)明立交橋道路中通過(guò)在上層立交橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)斯坦納樹(Steiner Tree)原理，設(shè)計(jì)大量的共線道路，減少了不同方向車流所需要的道路總長(zhǎng)度和總面積，克服了以往立交橋設(shè)計(jì)過(guò)程中，每增加一個(gè)方向的車流就需要增加同一方向道路的難題，大大減少了達(dá)成立交橋全互通目的所需要的道路建設(shè)總成本，最大化利用了稀缺的立交橋資源。

5、本發(fā)明中上層立交橋結(jié)構(gòu)通過(guò)采用上跨式和下穿式兩種空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在垂直面中的相互交織，減少了占地面積，提高了空間利用率，克服了常見(jiàn)的苜蓿型和喇叭型等常見(jiàn)的互通立交橋占地面積大、適用范圍有限的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明梅花式雙層通行立交橋的五岔路口結(jié)構(gòu)標(biāo)號(hào)圖；

圖3為本發(fā)明梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路的上層立交橋結(jié)構(gòu)單元圖；

圖4為本發(fā)明梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路的上層立交橋結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路的上層立交橋中心部分圖；

圖6為本發(fā)明梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路的下層地面環(huán)島結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本發(fā)明梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路的上層立交橋交通組織圖；

圖8為本發(fā)明第一進(jìn)出口道通往第二進(jìn)出口道交通組織圖；

圖9為本發(fā)明第一進(jìn)出口道通往第三進(jìn)出口道交通組織圖；

圖10為本發(fā)明第一進(jìn)出口道通往第四進(jìn)出口道交通組織圖；

圖11為本發(fā)明第一進(jìn)出口道通往第五進(jìn)出口道交通組織圖；

圖12為本發(fā)明五個(gè)進(jìn)出口道通往第一進(jìn)出口道交通組織圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)時(shí)例中，一種梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路如圖1所示，主要由上層的梅花式立交橋、下層的地面環(huán)島以及五個(gè)方向的進(jìn)出口道組成；回環(huán)車道和交織車道分別平滑連接不同的進(jìn)口引橋和出口引橋，使得不同進(jìn)出口引橋之間互聯(lián)互通、相互交錯(cuò)，形成了錯(cuò)落有致的梅花式立交橋形狀。五個(gè)方向的車流在進(jìn)入立交橋前進(jìn)行分流分別進(jìn)入上層立交橋和下層地面環(huán)島，通過(guò)不同的交通組織方式可以到達(dá)交叉口內(nèi)的任意出口道。具體的說(shuō)，

如圖2所示，任意一個(gè)進(jìn)出口道包括：由直行進(jìn)口道和右轉(zhuǎn)進(jìn)口道構(gòu)成的進(jìn)口道T和由直行出口道和右轉(zhuǎn)出口道構(gòu)成的出口道R；

進(jìn)口道由第一進(jìn)口道T1、第二進(jìn)口道T2、第三進(jìn)口道T3、第四進(jìn)口道T4和第五進(jìn)口道T5組成。

第一進(jìn)口道T1由第一直行進(jìn)口道SI1和第一右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI1構(gòu)成，通過(guò)第一直行進(jìn)口道SI1銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第一右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI1銜接至下層地面環(huán)島；

第二進(jìn)口道T2由第二直行進(jìn)口道SI2和第二右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI2構(gòu)成，通過(guò)第二直行進(jìn)口道SI2銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第二右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI2銜接至下層地面環(huán)島；

第三進(jìn)口道T3由第三直行進(jìn)口道SI3和第三右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI3構(gòu)成，通過(guò)第三直行進(jìn)口道SI3銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第三右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI3銜接至下層地面環(huán)島；

第四進(jìn)口道T4由第四直行進(jìn)口道SI4和第四右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI4構(gòu)成，通過(guò)第四直行進(jìn)口道SI4銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第四右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI4銜接至下層地面環(huán)島；

第五進(jìn)口道T5由第五直行進(jìn)口道SI5和第五右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI5構(gòu)成，通過(guò)第五直行進(jìn)口道SI5銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第五右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI5銜接至下層地面環(huán)島。

出口道由第一出口道R1、第二出口道R2、第三出口道R3、第四出口道R4和第五出口道R5組成。

第一出口道R1由第一直行出口道SO1和第一右轉(zhuǎn)出口道RO1構(gòu)成，通過(guò)第一直行出口道SO1銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第一右轉(zhuǎn)出口道RO1銜接至下層地面環(huán)島。

第二出口道R2由第二直行出口道SO2和第二右轉(zhuǎn)出口道RO2構(gòu)成，通過(guò)第二直行出口道SO2銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第二右轉(zhuǎn)出口道RO2銜接至下層地面環(huán)島。

第三出口道R3由第三直行出口道SO3和第三右轉(zhuǎn)出口道RO3構(gòu)成，通過(guò)第三直行出口道SO3銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第三右轉(zhuǎn)出口道RO3銜接至下層地面環(huán)島。

第四出口道R4由第四直行出口道SO4和第四右轉(zhuǎn)出口道RO4構(gòu)成，通過(guò)第四直行出口道SO4銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第四右轉(zhuǎn)出口道RO4銜接至下層地面環(huán)島。

第五出口道R5由第五直行出口道SO5和第五右轉(zhuǎn)出口道RO5構(gòu)成，通過(guò)第五直行出口道SO5銜接至上層梅花式立交橋，通過(guò)第五右轉(zhuǎn)出口道RO5銜接至下層地面環(huán)島。

如圖3所示，梅花式立交橋包括五個(gè)結(jié)構(gòu)單元；任意一個(gè)結(jié)構(gòu)單元包括：一個(gè)進(jìn)口引橋I、一個(gè)分流交叉口C、一個(gè)交織車道M、一個(gè)合流交叉口D、一個(gè)出口引橋O和一個(gè)回環(huán)車道W；

定義任意一個(gè)進(jìn)出口道為當(dāng)前進(jìn)出口道，且當(dāng)前進(jìn)出口道為逆時(shí)針第一進(jìn)出口道；定義任意一個(gè)結(jié)構(gòu)單元為當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元；且當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元為逆時(shí)針第一個(gè)結(jié)構(gòu)單元；

如圖4所示，當(dāng)前進(jìn)出口道的直行進(jìn)口道SI與當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的進(jìn)口引橋I相連接，即自地面上揚(yáng)至空中，跨越地面環(huán)島G并自進(jìn)口引橋右側(cè)相鄰的出口引橋O上方連接至分流交叉口C的銜接路段。包括：

自第一進(jìn)口道T1地面上揚(yáng)至空中，跨越地面環(huán)島G并自第四出口引橋O5上方連接至上層梅花式立交橋，與第一分流交叉口C1平滑連接的第一進(jìn)口引橋I1；

自第二進(jìn)口道T2地面上揚(yáng)至空中，跨越地面環(huán)島G并自第五出口引橋O1上方連接至上層梅花式立交橋，與第二分流交叉口C2平滑連接的第二進(jìn)口引橋I2；

自第三進(jìn)口道T3地面上揚(yáng)至空中，跨越地面環(huán)島G并自第一出口引橋O2上方連接至上層梅花式立交橋，與第三分流交叉口C3平滑連接的第三進(jìn)口引橋I3；

自第四進(jìn)口道T4地面上揚(yáng)至空中，跨越地面環(huán)島G并自第二出口引橋O3上方連接至上層梅花式立交橋，與第四分流交叉口C4平滑連接的第四進(jìn)口引橋I4；

自第五進(jìn)口道T5地面上揚(yáng)至空中，跨越地面環(huán)島G并自第三出口引橋O4上方連接至上層梅花式立交橋，與第五分流交叉口C5平滑連接的第五進(jìn)口引橋I5。

由于各個(gè)結(jié)構(gòu)單元采取了上跨和下穿交錯(cuò)式混合結(jié)構(gòu)，在相同的水平曲率半徑的情況下，使得立交橋總體結(jié)構(gòu)占據(jù)的空間比一般形式的苜蓿葉立交橋大大減小。

如圖4所示，在當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的分流交叉口C處分別與當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的交織車道M和出口引橋O相連通，分流交叉口與每個(gè)結(jié)構(gòu)單元的進(jìn)口引橋I、左側(cè)的交織車道M和右側(cè)的出口引橋O相連接，三條道路在此處交匯。包括：

第一分流交叉口C1分別與第一交織車道M1及與第一出口引橋O1相連接；第二分流交叉口C2分別與第二交織車道M2及與第二出口引橋O2相連接；第三分流交叉口C3分別與第三交織車道M3及與第三出口引橋O3相連接；第四分流交叉口C4分別與第五交織車道M4及與第四出口引橋O4相連接；第五分流交叉口C5分別與第五交織車道M5及與第五出口引橋O5相連接。

如圖5所示，當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的交織車道M在當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的合流交叉口處D與逆時(shí)針第二個(gè)結(jié)構(gòu)單元的出口引橋O相連通；包括：第一交織車道M1平滑連接第一進(jìn)口引橋I1與第二出口引橋O2；第二交織車道M2平滑連接第二進(jìn)口引橋I2與第三出口引橋O3；第三交織車道M3平滑連接第三進(jìn)口引橋I3與第四出口引橋O4；第四交織車道M4平滑連接第四進(jìn)口引橋I4與第五出口引橋O5；第五交織車道M5平滑連接第五進(jìn)口引橋I5與第一出口引橋O1。

如圖5所示，合流交叉口D的特點(diǎn)是：與每個(gè)出口道的出口引橋O相連，在合流交叉口D處，分別與合流交叉口D右側(cè)的進(jìn)口引橋I和通向合流交叉口D左側(cè)的交織車道M相連接。包括：

第一合流交叉口D1分別與第五交織車道M5及第一出口引橋O1相連接；第二合流交叉口D2分別與第一交織車道M1及第二出口引橋O2相連接；第三合流交叉口D3分別與第二交織車道M2及第三出口引橋O3相連接；第四合流交叉口D4分別與第三交織車道M3及第四出口引橋O4相連接；第五合流交叉口D5分別與第四交織車道M4及第五出口引橋O5相連接。

通過(guò)使用大量的共線道路，減少不同方向車流所需要的道路總面積，克服了以往立交橋設(shè)計(jì)過(guò)程中，每增加一個(gè)方向的車流就需要增加同一方向道路的難題，大大減少了達(dá)成立交橋全互通目的所需要的道路建設(shè)總成本，最大利用立交橋資源。

如圖4所示，當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的出口引橋O分別與逆時(shí)針第三個(gè)進(jìn)出口道的直行出口道SO和當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的回環(huán)車道W相連通；出口引橋O自空中下延至地面，跨越地面環(huán)島G并自其相鄰的進(jìn)口引橋I下方連接至出口道R的銜接路段。包括：由與合流交叉口D1及第一出口引橋O1平滑連接的第五交織車道M5自空中下延至地面，跨越地面環(huán)島G并自第二進(jìn)口引橋I2下方連接至第一出口道R1；由與合流交叉口D2及第二出口引橋O2平滑連接的第一交織車道M1自空中下延至地面，跨越地面環(huán)島G并自第三進(jìn)口引橋I3下方連接至第二出口道R2；由與合流交叉口D3及第三出口引橋O3平滑連接的第二交織車道M2自空中下延至地面，跨越地面環(huán)島G并自第四進(jìn)口引橋I4下方連接至第三出口道R3；由與合流交叉口D4及第四出口引橋O4平滑連接的第三交織車道M3自空中下延至地面，跨越地面環(huán)島G并自第五進(jìn)口引橋I5下方連接至第四出口道R4；由與合流交叉口D5及第五出口引橋O5平滑連接的第四交織車道M4自空中下延至地面，跨越地面環(huán)島G并自第一進(jìn)口引橋I1下方連接至第五出口道R5；

如圖4所示，當(dāng)前結(jié)構(gòu)單元的回環(huán)車道W與的逆時(shí)針第三個(gè)結(jié)構(gòu)單元的進(jìn)口引橋I相連通，是平滑連通每個(gè)結(jié)構(gòu)單元的出口引橋O與逆時(shí)針第三個(gè)結(jié)構(gòu)單元的進(jìn)口引橋I的銜接路段，實(shí)現(xiàn)五個(gè)進(jìn)出口道的全互通。包括：連接第一出口道R1與第三進(jìn)口道T3的第一回環(huán)車道W1；連接第二出口道R2與第四進(jìn)口道T4的第二回環(huán)車道W2；連接第三出口道R3與第五進(jìn)口道T5的第三回環(huán)車道W3；連接第四出口道R4與第一進(jìn)口道T1的第四回環(huán)車道W4；連接第五出口道R5與第二進(jìn)口道T2的第五回環(huán)車道W5。

如圖6所示，地面環(huán)島G為地面交通的環(huán)島形式，并分別與任意一個(gè)進(jìn)出口道的右轉(zhuǎn)進(jìn)口道RI和右轉(zhuǎn)出口道RO相連通；不設(shè)立建筑物進(jìn)行分割，僅設(shè)有交通標(biāo)志，可減少由于地面建筑導(dǎo)致的臃腫結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特征包括由地面標(biāo)線繪制成的五條右轉(zhuǎn)出口道RO和標(biāo)線繪制成的地面環(huán)島G。五條右轉(zhuǎn)出口道包括連接至第一出口道的右轉(zhuǎn)出口道RO1、連接至第二出口道的右轉(zhuǎn)出口道RO2、連接至第三出口道的右轉(zhuǎn)出口道RO3、連接至第四出口道的右轉(zhuǎn)出口道RO4、連接至第五出口道的右轉(zhuǎn)出口道RO5。

本實(shí)施例中，梅花式雙層通行立交橋的五岔路口道路交通標(biāo)志誘導(dǎo)系統(tǒng)，是包含交通流測(cè)量裝置、可變信息板、交通標(biāo)志牌等。通過(guò)交通流測(cè)量裝置采集立交橋內(nèi)部和即將進(jìn)入立交橋的實(shí)時(shí)交通信息，進(jìn)行云端數(shù)據(jù)處理。通過(guò)設(shè)置在分流交叉口C、合流交叉口D、回環(huán)車道W處的交通標(biāo)志牌進(jìn)行方向標(biāo)識(shí)，在本發(fā)明中設(shè)置的交通標(biāo)志牌采用與高速公路指路標(biāo)志相同的標(biāo)志方法，即在當(dāng)前標(biāo)志牌上分別標(biāo)識(shí)其它四個(gè)路口的距離及方向。通過(guò)設(shè)置在每個(gè)進(jìn)口道T處的可變信息板上實(shí)時(shí)發(fā)布如圖6中下層地面環(huán)島G和圖7中上層梅花式立交橋交通組織圖上的交通流量信息，以紅色、黃色、綠色分別標(biāo)示不同路段道路上的實(shí)時(shí)交通路況，對(duì)未來(lái)進(jìn)入立交橋的車流進(jìn)行動(dòng)態(tài)交通誘導(dǎo)，避免了上下層立交橋內(nèi)車流量的不同壓力，使得兩層立交橋擁有相匹配的交通荷載。

綜上所述，本方案所提供的結(jié)構(gòu)特性能夠有效地解決道路交叉口的交通效率和交通安全難題，并服務(wù)于壓力日益增加的城市交通。