双层镜像完全互通式立交桥.pdf

一种双层镜像完全互通式立交桥，包括：上下两层应用了对称性操作I变换，上下桥应用了阶梯变换(G±)，两层转换应用了镜像变换M。三次变换后，上层是两条直行道，四条左拐道，下层是两条直行道，四条右拐道。其优点在于；占地面积小，大大减少了对周围居民的噪声污染，大大地节约了土地资源和建设资金，由于车辆快速通过，节约了能源和时间。

1、  一种双层镜像完全互通式立交桥，其特征在于：上下两层应用了对称性操作变换，上下桥应用了阶梯变换两层转换应用了镜像变换。三次变换后，上层是两条直行道，四条左拐道，下层是两条直行道，四条右拐道。

2、  根据权利要求1所述的双层镜像完全互通式立交桥，其特征在于：下层安排两条直行道，四条左拐道，则上层安排两条直行道，四条右拐道。

3、  根据权利要求1所述的双层镜像完全互通式立交桥，其特征在于：上下两层的对称性、阶梯变换、镜像变换应符合下列数学公式：
①对称性操作
I ^ R Z L = - 1 0 0 0 - 1 0 0 0 - 1 R Z L ]]>
②阶梯变换


③镜像变换
M ^ R Z L = 1 0 0 0 - 1 0 0 0 1 R Z L ]]>

4、  根据权利要求1所述的双层镜像完全互通式立交桥，其特征在于：在路宽最小为20米至30米到最大60米至80米的四路交叉道内进行转换，且在两层之内桥上桥下完成镜像变换，占地面积在12亩以内，最小曲率半径在25米到50米之间，纵向坡度为3.5％至6％，车速为20km/h至50km/h。

双层镜像完全互通式立交桥
技术领域
本发明为桥梁建筑技术领域，涉及交叉道口和桥梁，是一种双层镜像完全互通式立交桥。
背景技术
世界范围内，城市崛起，高楼耸立，机动车辆成倍地增加，堵车、塞车现象频繁出现。
近年来各城市交通要道，交叉道口建了不少立交桥。在市郊也兴建了不少大型立交桥，占地面积在3公顷到50公顷范围内，大多数为三至四层。不但占地面积大，造价也很高。最小曲率半径由15米到50米不等，最大纵向坡度一般为3.5％至6％，设计车速为20km/h至50km/h范围内。
在市中心区原规划建设道路多为60M左右，兴建完全互通式立交桥，需拆路口商铺，住宅等。由于受到道路周边环境地限制，目前市内立交桥大多数为不完全互通式，尚不能取消交通信号灯。故在车辆高峰期，时有慢行及堵车现象。
发明内容
本发明的目的是研制一种在原有的四路交叉道口上，只要路宽在20米以上，最好为60米到80米宽，在不拆周围商铺和住宅的情况下节约大量的土地和资金，能兴建二层镜像完全互通式立交桥。
本发明双层镜像完全互通式立交桥，包括上下两层应用了对称性操作I变换，上下桥应用了阶梯变换(M±)，两层转换应用了镜像变换m(2)，三次变换后，上层是两条直行道，四条左拐道，下层是两条直行道，四条右拐道；或者下层安排两条直行道，四条左拐道，则上层安排两条直行道，四条右拐道。
上下两层的对称性、阶梯变换、镜像变换应符合下列数学公式：
一、对称性操作
I ^ R Z L = - 1 0 0 0 - 1 0 0 0 - 1 R Z L ]]>
二、阶梯变换


三、镜像变换
M ^ R Z L = 1 0 0 0 - 1 0 0 0 1 R Z L ]]>
四路交叉路口行车路线，用东(E)、西(W)、南(S)、北(N)表示，右拐路线用(R)代表，直行用(Z)代表，左拐用(L)表示，调头用(T)表示。
在路宽最小为20米至30米到最大60米至80米的四路交叉道内进行转换，且在两层之内桥上桥下完成镜像变换，占地面积在12亩以内，最小曲率半径在25米到50米之间，纵向坡度为3.5％至6％，车速为20km/h至50km/h。
贯彻“公交优先”方案，将公交路线安排在右拐和直行之间，或者在左拐与直行之间。本发明“以人为本”将人行通道和空中花园连成一体，中空建造成烟囱式，控制噪声，防止污染。如果不建空中花园，人行通道可建在两个十字路口等间距的位置，可建地下通道，也可建人行天桥。
本发明双层镜像完全互通式立交桥的优点如下：(1)占地面积小，在原有交叉道口，仅占12亩地以内。(2)最小曲率半径以60米路宽为例，为50米。(3)最大纵向坡度，设计为6％，这是在新材料新技术的范围内允许的(4)设计车速为50km/h。
这是应用数学设计，一次重大的突破性的发明，将市郊大型立交占地面积大大压缩，从3公顷到50公顷压缩到1公顷(15亩)以内，为子孙造福，由于快速通过，大大减少了对周围居民的噪声污染。
在大型立交人性化艺术化和造型优美的设计上，可以在上层架设空中花园，美化环境，限制噪声。让车队在优美动人的环境快速通过，让祖国大地的公路也像铁路的双轨一样，畅通无阻。
仅土地这一项，将大大地节约资金，一般市内每亩市价为600万人民币，市郊为100万—300万人民币。一座大城市将节约了上百亿元的资金，并为子孙后代留下了发展空间。快速通过，节约能源和时间也是不可限量的。
在跨江河桥梁和跨铁路桥的引桥应用上，那种圈地式的苜蓿叶式或菱形设计，就不必了，还原为直道式。两岸圈地越大，扰民就越大。
在考虑到“以人为本”和“公交优先”的方案上，人行道建在空中花园上，也可设计在两十字路口之间，也可做地下通道，保证行人和非机动车辆的通行。“公交优先”，可将公交路线设计在右拐和直行之间，通过镜像变换后，可设计在左拐路线和直行路线之间，即可保证公交的畅通，万一道路上有车辆发生事故或追尾事件等，可通过公交专用车道快速疏堵。
附图说明
图1为二层镜像完全互通式立交桥的第一层平面图。
图2为二层镜像完全互通式立交桥的第二层平面图。
具体实施方式
实施例一：
60米宽四路交叉道口建双层镜像全互通式立交桥，第一层安排东、西、南、北四个方向右拐线路E_R，W_R，S_R，N_R，安排两条直行车道为南北向，即S，N。(直行Z下脚标略)第二层安排东西南北四个方向左拐线路E_L，W_L，S_L，N_L，两条直行车道为东西向，E，W。
占地面积(中心交换区)60M×60M＝3600m²(5.4亩)。最小曲率半径为50米，最大纵向坡度6％，设计车速为50km/h。
可安排专用公交车道，在右拐与直行之间，也可置于左拐与直行之间，R，Z，L车道均为双车道，每道4M—3.7M宽。便于疏堵。
实施例二：
与环城公路相连接的四路交叉道口立交。环城公路为一层、二层安排两条直行和四路左拐。进城路口应安排收费站或其他监控机构。
占地面积一般为80M×80M＝6400m²(10亩)最小曲率半径为60米，纵向坡度3.5-6％，设计车速为60km/h。
实施例三：
过江桥梁的引桥，桥的两岸直接与四路交叉道口相连，不必将苜蓿叶及菱形圈地式的下桥方式，直通式下桥，快速通过，减少噪声拢民。