交叉设计（精选十篇）
交叉设计 篇1
1 平面交叉范围内各相交道路的平曲线、纵坡、竖曲线设计
为使直行车辆在交叉口范围能以一定速度顺利行驶, 保证交叉口立面设计平顺美观, 应对交叉范围相交道路平曲线的最小半径或最大超高横坡度加以限制。确定圆曲线最小半径可采用公式计算。在交叉口范围内, 主要道路的计算行车速度V仍采用路段规定值, 次要道路可取路段的0.7倍;横向力系数按不同计算行车速度在0.15~0.20之间选用;超高横坡以不大于2%为宜, 最大不应超过6%。根据以上取值, 平面平面交叉范围内纵坡以设置平缓坡段为宜。当受地形限制坡段较短时, 其长度应符合最小坡长的规定, 并对称地布置于交叉点的两侧, 紧接该段的纵坡应小于3%, 特殊情况下应不大于5%。平面交叉范围内竖曲线的设置, 应与路段一样符合规范的规定。
2 中心岛的形状和尺寸、交织长度、交织角及车道数设计
2.1 环形交叉中心岛的形状和半径
中心岛的形状应根据交通流特性、相交道路的等级和地形地物等条件确定。原则上应保证车辆能以一定速度顺利完成交织运行, 有利于主要道路方向车辆行驶方便, 应满足交叉所在地的地形、地物和用地条件的限制。中心岛的形状一般多用圆形, 有时也用圆角方形和菱形;主次道路相交时宜采用椭圆形;交角不等的崎形交叉可采用复合曲线形。此外, 结合地形、地物相交角等, 也可采用其他规则或不规则几何形状的中心岛。中心岛的半径首先应满足计算行车速度的要求, 然后按相交道路的条数和宽度, 验算相邻道口之间的距离是否符合车辆交织行驶的要求。
按交织段长度的要求, 进环和出环的两辆车辆, 在环道行驶时相互交织, 交换一次车道位置所行驶的距离, 称为交织长度。交织长度的大小主要取决于车辆在环道上的行驶速度。当相邻路口之间有足够的距离, 使进环和出环的车辆在环道上均可在合适的机会相互交织连续行驶, 该段距离称为交织段长度。其位置大致可取相邻道路机动车道外侧边缘延长线与环道中心线交叉点之间的弧长。中心岛半径必须满足两个路口之间最小交织段长度的要求, 否则, 在环道上行驶中需要互相交织的车辆, 就要停车等候, 不^合环形交叉连续行驶的交通特征。
交叉口相交道路的条数越多, 为保证最小交织段长度的要求, 则中心岛的半径就越大, 将会大大增加交叉口的用地面积和车辆在环道上的绕行距离, 这样既不经济也不合理。因此, 环形交叉口的相交道路以不多于六条为宜。
2.2 环道的宽度
环道宽度取决于相交道路的交通量和交通组织。车道过多, 不仅难于利用, 反而易使行车混乱, 导致不安全。据观测, 当环道车道数从二条增加到三条时, 通行能力提高得最为显著;而当车道数增加到四条以上时, 通行能力增加得很少。因为车辆在绕岛行驶时需要交织, 在交织段长度小于2倍的最小交织段长度 (考虑占地和经济性, 一般不可能超过2倍) 范围内, 车辆只能顺序行驶, 不可能同时出现大于二辆车交织。所以, 不论车道数设计多少条, 在交织断面上只能起到一条车道的作用。
对非机动车交通可与机动车混行或分行布置, 为保证交通安全, 减少相互干扰, 一般以分行为宜, 可用分隔带或标线等分隔。非机动车道宽度应视具体情况而定, 一般不小于相交道路中的最大非机动车行车道宽度, 也不宜超过8m。
2.3 交织角
交织角是进环车辆轨迹与出环车辆轨迹的平均相交角度。它以距右转机动车道的外缘1.5m和中心岛边缘1.5m的两条切线交角来表示。交织角的大小取决于环道的宽度和交织段长度。环道宽度越窄, 交织段长度越大, 则交织角越小, 行车就越安全。但交织段要长, 中心岛半径就要增大, 占地也要增加。
3 交叉口竖向设计方法
交叉口竖向设计常用的方法有方格网法、设计等高线法以及方格网设计等高线法三种。
方格网法是以道路的相交线为中心坐标, 并且在交叉口的范围内, 对交叉口方格点进行打方格网的方法, 对地面标高进行标注, 这样就能对设计标高的准确高度进行确定, 同时对施工高度进行准确标注。运用设计等高线法对范围也具有与方格网法一样的要求, 就是在交叉口范围内进行设计。进而对标高与路脊线进行计算。设计等高线可计算所规定范围内各点的设计标高, 并对交叉口等高线进行标注, 最后给出施工中的确切的高度。对上述的两种方法进行分析与比较, 可以看到, 设计等高线相对于方格网法来讲, 具有非常明显的优势。它能够比方格网法更加明了清晰的勾勒出交叉口的立面设计形状。但从另一个角度来看, 设计等高线法在施工放样方面却不如方格网法的设计简单方便。所以, 施工中经常要对两种方法进行结合使用, 为的是避其短处, 发挥其各自的长处。这两种方法的结合使用设计方法, 我们称之为方格网设计等高线法。这种方法的运用, 对施工放样即起到了简单方便的作用, 另外对交叉口的立面形状的直观度也起到了重要的积极效果。
交叉口范围内除有路脊线上各点设计标高外, 还应加密设计标高点, 才能反映出交叉口地面设计形态。因此, 上述三种方法一般都要在交叉口范围内加设若干辅助线, 通过辅助线组成标高计算线网来加密设计标高点。建立标高计算线网常用以下四种方法:
3.1 方格网法
此法适用于十字正交的交叉口, 平行于道路中心线画出方格, 格网尺寸按施工需要选定为5mx5m或10mx10m也可为其他尺寸。这些格网即作为标高计算线网, 其节点均可作为加密的设计标高点。
3.2 等分法
将交叉口范围内的路脊线等分为若干份, 在相应的缘石曲线上也分成同样数量的等分, 依次连接这些等分点, 即形成以路脊线为分水线、以路脊线交点为控制点的标高计算线网。
3.3 圆心法
此法与等分法相似, 只是将路脊线上等分点与缘石曲线的圆心连接, 连接线只交到缘石曲线弧上, 这样就构成了标高计算线网。
3.4 平行线法
此法是先将路脊线交点与缘石曲线圆心连成直线, 再按施工需要将路脊线分成若干点, 通过这些点作与上述直线平行的线交于缘石曲线的弧上, 即构成标高计算线网。
摘要：国民经济的高速发展, 使交通基础设施建设步入了史无前例的高速发展期。对公路建设的设计要求也越来越高。方便、快捷、安全的交通运输, 是一个国家繁荣昌盛的标志之一。公路运输在整个国民经济生活中起着重要作用。公路的新建和改建, 设计工作必须先行。
关键词：公路,平面交叉设计,方法
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准, 公路排水设计规范[M].北京:人民交通出版社, 1996.
公路平面交叉道设计研究 篇2
公路平面交叉道设计研究
交通部<公路工程技术标准>规定,除高速公路外,一级公路可少量采取平面交叉,其它各级公路可采用平面交叉.可见平面交叉是公路设计的重要性.现结合近年来学习及设计实践,就如何做好公路平面交叉道设计谈谈自己的看法.
作 者：郑奕昀 王婷 作者单位：郑奕昀(温岭市交通设计院,浙江,温岭,317500)王婷(温岭市交通实业有限公司,浙江,温岭,317500)
刊 名：中国新技术新产品 英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U4 关键词：公路 平面交叉道 设计顶层设计有助交叉学科发展 篇3
目前交叉学科的发展并不尽如人意。在很多国家，交叉学科个体研究者的发展也受到了传统科研体系的限制。甚至有些专家指出，当地的交叉学科仍然处于边缘地带。
交叉学科是否尚未走到发展的战略机遇期？美国作为交叉学科发展较为前沿的国家，将如何面对这一问题？为此，《科学新闻》专访了美国国家工程院执行官Lance Davis与哈佛大学工程与应用科学学院前任院长、美国国家工程院外事主任Venkatesh Narayanamurti。
《科学新闻》：在当前社会中，与传统学科相比，交叉学科的重要性到底在哪里？
Lance Davis：我们美国国家工程院实际上并不做研究，我们主要是推广交叉学科这一概念。在美国，经常会有很多大型的研究机构在进行交叉学科的推广。
在交叉学科的推广中，会聚集各种科学、技术背景的科学工作者。在这些研究人员的交流互动中，交叉学科就出现了。人们带着不同的视角和不同的研究背景聚在一起，想要解决同一个具体的问题。
交叉学科的发展是有必要的。传统学科中，物理学家可能不知道怎么改变化学方面的问题，物理学家和化学家加在一起也可能不知道怎么进行工程学的建构。所以需要各种研究背景的人聚集在一起解决现实问题。
Venkatesh Narayanamurti：我觉得发展交叉学科是非常重要的，也是非常迫切的。我在加州大学圣巴巴拉分校和哈佛大学当院长和教授的时候，都会尽我的所能去支持交叉学科研究的发展。
你看看当前任何全球性的问题，都需要各个学科聚在一起来解决。比方说像能源问题，就需要物理、化学、材料科学和工程学等学科的分支，以及政治、经济、法律等各种领域的知识聚集在一起，才能解决这一现实问题。
而且，当前我们还面临着诸如环境、健康、生物学和工程学等大的全球问题。就好比说，计算机学现在就非常重要。因为计算机能够绘制基因族群，所以必须有懂生物学的计算初科学家和懂计算机的生物学家一起才能完成这种巨大的工程。
所以在解决现实世界问题的时候，这种交叉学科是非常重要的。而且，即使是在纯做研究的领域，我们也不能只是单纯地去做物理学、工程学或者计算机学等，也需要进行交叉学科的研究。
《科学新闻》：面对现实问题，交叉学科突显出非凡的重要性。但是在中国，交叉学科的发展仍然不是很成熟，交叉学科背景的研究人员在项目及基金申请、科学职业生涯发展上仍然存在一些问题。有些研究人员甚至面临颇为尴尬的境遇。在美国有没有这样的问题存在？
Lance Davis：这也是美国交叉学科发展所面临的问题之一。在美国，具有交叉学科背景的研究人员存在着晋升和认可度上的尴尬。比较经典的一个例子是在教育系统中：
因为在高校中有各种各样的院系，比方说物理系、化学系、电子工程系等，在这种学术环境中要想晋升或者得到其他的荣誉，取决于你与你的同事和同院系教研人员之间的关系。
但是你做的是交叉学科的研究，所以你的同事和同院系的工作人员可能不懂你的工作。所以尽管你与其他院系的研究人员进行的交叉学科研究非常宏大，但是自己院系的人不懂你们的工作，因此也就很难认可你们的工作。
所以，在交叉学科领域中工作非常努力的研究人员，有时候的确会发现自己很难得到认同。这在某种程度上来说，是比较令人压抑的。但我们的观点是，在研究现实世界问题的时候，你必须要用这种交叉学科的方法来解决问题。
至于交叉学科的工作者能不能得到项目的拨款，在美国，这完全取决于你的申请能不能写得好，能不能吸引拨款人的注意力。这就在于你能不能很好地推销自己。的确，在所有的研究和发展中都存在这样的问题，“人们想要做的研究”和“资金真正的去向”之间存在一定的偏差，这就是人生。
Venkatesh Narayanamurti：这的确是我们学术和院校中存在的问题。有很多科学和工程的问题是很有趣的，它们总是会将很多学科结合在一起。所以，我们必须改变大学和学术界的氛围，让研究氛围更加倾向于交叉学科的发展。虽然这种改变并不容易，但我们必须马上开始行动。因为如果再不改变的话，我们将无法解决重要的问题。
《科学新闻》：这种交叉学科的发展问题是不是只存在在高校里？还是在工业界也存在？
Lance Davis：在业界，这种交叉学科不被认同的问题就不怎么明显。在行业中，我们都是以凝聚成团队的形式来解决问题。每个团队成员都各有所长，人们并不关心每个成员擅长的是什么，只要团队能够协作起来一起解决问题。
但随之就会出现这样的问题。在业界，尽管某个成员有很好的技术背景，但是对于个人的认可和晋升都是基于这个人的领导能力，谁能真正的领导这个研究团队，谁就能得到认可和晋升。所以在业界，一般得到认可的都是团队的领导人。而在大学中，得到认可的更多的是一个具备专业知识和专业技能的科研人员。
《科学新闻》：这种大的科研体系和科研环境对交叉学科的发展产生了阻碍，二位觉得这种环境是否需要改变？会不会遇到什么困难？
Lance Davis：这种改变是有一定难度的。但总体来说，我觉得现在交叉学科工作者得到认可的难度已经有所降低。比方说，在大学中，学生研究团队也会遇到这样的问题，你怎么鉴定整个大团队中每个学生的表现，这就需要教授花费很多时间来评估每个人的工作。道理都是一样的。而且我也建议，学生应该在团队的环境中成长，才能真正走出去，去解决现实世界的问题。
Venkatesh Narayanamurti：当前交叉学科的问题已经阻碍了整个科学的发展。如果你想解决这些大的问题，那我们就必须改变我们的研究体系。
但你不能放弃所有的纯基础研究，我们仍然需要物理学、数学和化学等，但是要注意量的平衡。
有些领域天生就是交叉的，有些研究的领域却非常狭窄，需要进行系统的改变。这种改变需要从顶层和底层同时进行。
《科学新闻》：二位能否就交叉学科的未来发展提出一些解决之策？
Lance Davis：你需要做的是，你必须依赖那些专注于解决现实世界问题的人，而非专注于某个学科的人。这并不容易。因为基本上来说，你必须要依赖于这一事实：人们会想要解决问题，他们也在寻找不同的人来帮助他们解决问题。
但要想改变整个学术环境的结构可能是不现实的。比方说改变大学终身聘任制的本质，这是不可能的。你必须要寄希望于你的同事会承认你在交叉学科领域的工作，承认你为他们那个学科的工作做出了一定贡献。
Venkatesh Narayanamurti：我以前曾经是哈佛大学工程与应用科学学院的院长，我觉得作为院长，应该鼓励交叉学科的研究人员，比方说让教师能够兼任物理系的职位和工程系的职位，同时能够共享他们的学生。
这种改变可能不会一夜之间就形成，可能需要很多年的时间，但这是我们必须要做的事情。这是我在加州大学圣巴巴拉分校曾做的，这也是我现在在哈佛大学所做的工作。
柱下交叉条形基础设计 篇4
地基基础设计是工程设计的重要组成部分, 在建设投资中占的比重较大, 建设方也极为重视。由于地质条件差异性及影响因素的多样性, 地基基础设计要比上部结构设计要复杂很多。在满足地基承载力和变形要求的情况下, 高层建筑的地基基础设计中往往存在多种选择方案, 而如何对这些方案进行综合评价和分析, 从中选择出经济、可靠的地基基础方案, 在当前注重经济和社会效益的环境下是一件很有现实意义的工作。本文将结合益阳某高层商业建筑工程实践, 重点介绍柱下交叉条基设计的过程。
1 工程概况
本工程为益阳市赫山区某商业综合体建筑, 总用地面积为4.7万m2, 总建筑面积为8.3万m2, 由A号楼、B号楼、C号楼组成, 全部为地上建筑无地下室。其中A号楼为二至四层商业楼, 建筑高度为17.20~22.90m;B号楼为二至四层停车场, 局部为商业, 建筑高度为15.90~20.90m;C号楼一至三层为商业, 四层为影院, 建筑高度27.20m, 结构形式均为框架结构。
2 地质条件
拟建场地原地形为低山山地, 所处地貌类型为剥蚀低缓山地。场地相对较为平坦, 标高为55.20~63.90m。在勘察深度范围内, 地基土自上而下划分为4层详见表1。其中 (2) 粘土fak=240k Pa; (3) 粘土fak=160k Pa; (4) 强风化玄武岩fak=400k Pa。
3 基础方案的选择
勘察报告建议A号楼和B号楼采用天然地基上浅基础, 以第 (3) 层粘土为基础持力层;C号楼采用桩基础, 桩型可选择采用旋挖桩或高强预应力管桩及预制方桩, 以第 (3) 层粘土或第 (4) 层强风化细碧玄武岩为桩基持力层。
3.1 框架结构常用的基础形式
独立柱基适用于柱荷载不大, 地基承载力较好时, 具有经济、施工方便的特点;当地基承载力较低, 采用独立柱基底面积不足以承受上部结构荷载时, 可以采用单向的柱下条基或柱下交叉条基;当地基承载力低, 而上部结构荷载又较大, 特别是又有地下室时采用筏板基础。对框架结构的建筑物, 基础形式一般按照独立柱基—柱下条基-筏板基础这样的顺序选择, 尽可能采用前面比较经济的基础形式, 只有当前面一种基础无法满足地基承载力计算时才考虑采用后面一种基础形式。桩基础适用于采用天然地基无法承受上部结构荷载的情况, 具有承载力高、沉降小、结构布置灵活等优点。
3.2 基础形式的确定
A号楼和B号楼采用独立柱基, 本文主要讨论C号基础的选择。C号楼主要柱网尺寸为7.8m×8.4m, 局部大柱网为8.0m×10.8m, 沿商业综合体一侧悬挑4.0m宽走廊的平面不规则的L型高层商业建筑。根据SAWTE计算结果显示未悬挑走廊的边柱柱底标准组合内力大约在4000~4500k N, 中柱柱底标准组合内力大约在5000~6500k N, 悬挑走廊的边柱柱底标准组合内力大约在6800~7800k N。C号楼正负零标高为54.100m, 假定基础埋深为2.0m, 根据建筑地基基础规范和勘察报告修正后的地基承载力特征值fa=187k Pa。假如采用独立柱基方案, 单个独立柱基面积大约在25~50m2, 基础的尺寸太大了, 不合适。假如按照地勘报告采用桩基础方案, 持力层选择 (3) 层粘土时桩端端阻标准值900~1100k Pa, 桩侧侧阻标准为30k Pa, 单桩承载力较低;选择 (4) 层强风化细碧玄武岩时, 又因为 (3) 层粘土太厚导致桩身太长, 不经济并且采用桩基础方案必须按规范进行基桩承载力和桩身完整性检测, 将极大的影响建设方要求施工单位在25d完成基础到三层楼面的施工工期目标。C号楼上部荷载较大, 地基承载力较低, 采用独立柱基又不能满足要求并且无地下室, 适用柱下条基。根据独立柱基方案可知基础面积比较大, 单向的柱下不能承受上部结构荷载, 采用柱下交叉条基。
4 柱下条基设计
4.1 节点荷载分配计算
柱下十字交叉条形基础是柱网下纵横两组条形基础组成的一种空间结构, 在基础的交叉点处承受柱网传下的荷载。十字交叉柱下条形基础的计算主要是解决节点荷载沿纵横两个方向的分配, 分配时需要满足节点处的静力平衡条件和变形协调条件。采用文克勒地基模型并忽略相邻荷载的相互影响, 可以得到交叉节点的荷载分配公式:
式中:Fik, Fix, Fiy分别为柱竖向荷载及其在x, y方向分配的荷载;bx, by分别为x, y方向基础的底面宽度;μix, μiy分别为Fik在x, y方向的分配系数;Zx, Zy是λxx0, λyy0的函数, λx, λy分别是基础梁x, y方向的柔度特征值, x0, y0是自节点起算的x, y方向地基梁的外伸长度;Sx, Sy分别为x, y方向基础梁的特征长度。
式中:k为地基的基床系数;E为基础材料的弹性模量;Ix, Iy分别为x, y方向基础梁的惯性矩。将公式 (4) 代入公式 (3) 可得:
在初步确定底面尺寸时可以假定Ix=Iy和bx=by, 则公式 (5) 可以简化为:
十字交叉条形基础的交叉节点分为角柱、边柱和内柱节点三类。对于内柱节点, Zx=Zy=1, μix=μiy=0.5;对于角柱节点, 假定x, y方向地基梁的外伸长度相等, 则Zx=Zy, μix=μiy=0.5。x方向边柱节点, 视x方向基础梁为无限长梁, Zx=1, 假如最小柱距为8m (C号栋柱网7.8m×8.4m近似取8.0m) , 则y方向基础梁的外伸长度为y0=8/4=2m, 根据柱间距不小于1.8/λ的要求, 可取λy=1.8/8=0.225m-1, 则可以得到λyy0=0.225×2=0.45, 可知Zy=1.748, 则μix=0.636, μiy=0.364;y方向边柱节点μix=0.364, μiy=0.636。
4.2 柱下交叉条基计算步骤
(1) 按柱距的1/4~1/8假定基础梁的高度h, 并按框架柱截面假定基础梁的宽度b。
(2) 计算每一轴线的基础梁的长度L, 该长度为此轴线两端柱间的距离加两端端部第一跨长度的0.25倍。
(3) 根据SATWE计算得到的每个柱柱底标准组合内力, 并按节点荷载分配计算方法计算出x方向每一轴线的总荷载Fix和y方向每一轴线的总荷载Fiy。
(4) 计算每一轴线的基础底板的宽度, 式中F为第3步计算出每一轴线的总荷载, fa是修正后的地基承载力特征值, d是基础的埋深, L是第2步计算得到的基础梁长度。由于基础交叉导致交点处的基础面积会重复计算, 因此根据公式计算出来的底板宽度需要进行适当的放大。
(5) 根据基础底板的宽度B和基础梁的宽度b, 确定翼板的端部和根部的厚度。
(6) 将上述1~5步定义好的柱下条基输入JCCAD中进行基础计算。
(7) 根据第6步的计算结果判断基础截面是否合理。根据地基反力的大小判断柱下条基底板的宽度是否合适?通过基础梁和翼板的配筋判断基础梁的截面和翼板的厚度是否合适?假如合适的话结束计算, 不合适的话修改截面尺寸重新计算。
基础尺寸的选择, 不但要满足承载力的要求, 更重要的是要保证基础的内力和配筋要合理。
4.3 C号楼柱下条基设计
C号楼柱主要截面尺寸为700×700、800×800以及1000×1000, 根据上述方法地基梁主要截面尺寸采用800X900、1000×12000以及1200×1600, 底板截面宽度采用3400、4000、4800、5400、6000以及6400, 翼板端部厚度采用200、300根部厚度采用400、600以及900。将基础尺寸输入JCCAD中按弹性地基梁进行计算。结果表明在SATWE标准组合1.0X恒+1.0X活总竖向荷载 (含基础自重) 为339671k N, 基底反力均值为179k Pa, 小于修正后的地基承载力187k Pa。
5 结束语
(1) 基础方案的选择必须根据地质条件、上部结构的荷载与刚度、各种基础的适用条件、施工工期等因素综合考虑才能确定出经济、可靠并符合实际的方案。
(2) 柱下条基适用于上部荷载较大, 地基承载力较低, 又无地下室的多高层框架结构, 具有刚度大、调整不均匀沉降能力强的优点。
摘要：结合益阳某高层商业建筑的工程实践, 根据地质条件、上部结构刚度与荷载、工期、经济等方面进行了独立柱基、桩基、柱下交叉条基方案的比较并确定本工程采用柱下交叉条基。详细介绍了柱下交叉条基的设计方法。计算结果表明本工程采用柱下交叉条形基础是合适的。
关键词：地基基础设计,独立柱基,桩基、柱下交叉条基
参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011) [S].
[2]华南理工大学, 浙江大学, 湖南大学.基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
城市道路平面交叉口设计的探讨 篇5
城市道路平面交叉口设计的探讨
在广泛参照国内外先进设计理论和方法的基础上,结合在深圳市从事城市道路设计的经验,重点分析探讨了城市道路平面交叉口设计中有关进口车道设置及其几何设计等方面的设计理论和方法,以期提高道路交叉口的`通行能力.
作 者：虞华 YU Hua 作者单位：深圳市综合交通设计研究院,广东深圳,518000刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：200935(25)分类号：U412.351关键词：城市道路 平面交叉口 冲突点 设计
交叉杆自动检测系统设计研究 篇6
关键词：交叉杆；自动检测；系统；研究
1 PLC的控制特点
PLC集中了计算机的功能完善、灵活性、通用性强和继电器控制系统的简单、易懂、操作方便等优点，它与传统继电器逻辑控制和计算机控制相比，具有如下特点：
①可靠性高，抗干扰能力强；②硬件配套齐全，功能强，通用性好；③系统的设计、安装、调试工作量少，维修方便；④联网方便、便于系统集成。
由于PLC具有上述一系列优点，已经广泛应用于冶金、化工、轻工、机械、电力、建筑、交通、运输等行业。
由于该检测环境比较恶劣，存在一定的电磁干扰，而且检测室密闭不透光，这就使得交叉杆的定位要求比较高，同时机械手和暗室窗户的动作顺序和连贯性要求也比较高。因此，这些动作的顺序就要涉及一些传感器的使用，而PLC在这方面具有强大的功能，而且PLC的I/O接线只需将信号的设备（如传感器、开关、按钮等）与其输入端子直接连接，将接收输出信号执行控制任务的执行元件（接触器、电磁阀等）与PLC的输出端子直接连接。传统继电器控制中的一些中间继电器、计时器、计数器等功能是由处理器内部完成的，这就大大减少了控制柜的设计、安装、接线等工作量。而计算机控制还要在输入、输出接口上做大量工作，才能与现场设备连接，而且调试也比较烦琐。PLC的故障率很低，并且具有完善的诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的指示灯或编程器提供的信息迅速地查明故障原因，用更滑模块的方法可以迅速地排除PLC的故障。
2 基于PLC的交叉杆全自动检测系统的设计
2.1 设计原理交叉杆全自动检测系统的特点是快速、准确的将交叉杆由外部移动到银光探伤机的工作位，为银光探伤机的工作做辅助。
2.2 设计方案
2.2.1 机械结构方案的设计
根据工作环境的要求，该系统分为两部分（一部分是辅助进料，一部分辅助出料，如图1）。
图1 交叉杆进、出料示意
该装置通过减速电动机实现机械手的左、右移动，行程位置是靠安装在主体架的接近开关控制。而机械手的动作是通过PLC控制气缸的动作实现。
机械手升降（如图2）是气缸1动作实现，机械手对交叉杆的抓取和释放是气缸2实现。
4#电磁阀
5#电磁阀
6#电磁阀
1#接触器
2#接触器
7#电磁阀
8#电磁阀][输入][输出]
出料侧I/O端子分布表
[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][名称
小车移动
机械手抓取
机械手升降
机械手行走
窗户升降][名称
小车移动
机械手抓取
机械手升降
机械手行走
窗户升降][输入][输出][I/O
端子
I2.3
I2.2
I1.6
I1.7
I1.4
I1.5
I1.2
I1.3
I2.0
I2.1][备注
磁性开关（近）
磁性开关（远）
磁性开关（近）
磁性开关（远）
磁性开关（近）
磁性开关（远）
接近开关（近）
接近开关（远）
磁性开关（近）
磁性开关（远）][I/O
端子
Q2.3
Q2.2
Q1.6
Q1.7
Q1.4
Q1.5
Q1.2
Q1.3
Q2.0
Q2.1][备注
9#电磁阀
10#电磁阀
11#电磁阀
12#电磁阀
13#电磁阀
14#电磁阀
3#接触器
4#接触器
15#电磁阀
16#电磁阀]
③检测系统程序设计（以进料侧为例，出料侧的工作原理和进料侧相同，机械手的动作、窗户的动作等工作顺序不同）。
a机械手抓取交叉杆，首先要求交叉杆在小车上的定位，该定位是通过电磁阀控制气缸伸缩，位置是通过磁性开关设定；
b机械手抓取交叉杆，通过气缸1下降到交叉杆定位的位置，气缸2动作抓取交叉杆，然后机械手回位；
c窗户下降，该动作是通过电磁阀控制气缸伸缩，位置是通过磁性开关设定；
d机械手行走，该动作是通过控制减速电动机的正、反转使机械手到达设定位置；
e机械手释放交叉杆，通过气缸1下降到交叉杆定位的位置，气缸2动作释放交叉杆，然后机械手回位；
f机械手行走回位，窗户上升。
在整个检测系统程序中，我们加入了启动、停止、复位功能。停止是防止机械手在动作中途发生意外而设定的；复位是为每次设备开机后，保证整个系统各部位全部处于初始位置，为下一步系统工作做好准备。
3 结束语
交叉杆检测系统是一套全自动检测系统，该系统采用气动式驱动，动作快速，自动定位，控制性能好，而且不受外界环境影响，能够在各种工作环境下完成检测任务。原来需要3-4个人完成的任务，现在只需要1-2个人就可以完成，减少了人员配备，提高了工作效率。
參考文献：
巷道交叉点支护设计研究 篇7
关键词：交叉点,围岩应力,数值模拟,支护方式
1 概况
某矿主石门与水平大巷交汇处为三叉门结构, 具体由1、2、3号交岔点构成, 见图1。主石门已通过1、2号交岔点与水平大巷贯通。从1号交岔点向3号交岔点掘进过程中, 由于该段巷道受断层影响, 围岩岩性差等因素影响, 巷道施工过程中普遍出现顶板冒顶、两帮内挤等变形现象。巷道最初设计为普通锚网支护, 成巷后砌钢筋混凝土碹, 锚杆间排距为800 mm×800 mm, 护表构件为直径6 mm的钢筋网, 锚网支护未使用整体梁。该支护措施难以控制巷道围岩的强烈变形, 巷道修复过程中, 补打顶板锚索, 或采用U型钢支护, 但巷道修复后仍存在喷层开裂、混凝土碹体破坏、锚索梁大量屈服破坏现象。
2 交叉点支护类型分析
随着科学技术的发展, 支护理论不断完善, 支护材料不断改进, 支护方式的选择余地也越来越大, 对于巷道交叉点, 由于其顶板跨度大, 支护难度较高, 常选用的支护方式有如下几种。
1) U型钢可缩支架。高阻可缩特性的U型钢支架可以提供较高支护阻力, 控制软弱岩体产生的塑性流变, 对于软岩巷道交叉点比较实用。然而由于交叉点断面是变化的, 需要根据巷道断面加工异型支架, 给施工带来一些不便。
2) 锚网支护。随着锚杆支护技术的日趋成熟, 兼之锚网支护施工方便灵活, 锚杆支护技术基本应用到了煤矿各种类型的巷道, 并取得了很好的支护效果。锚网支护的实质是, 通过锚杆提供的支护阻力提高围岩自身强度, 增加围岩的抗变形能力, 充分发挥围岩的自承载能力, 使围岩成为支护体系的组成部分, 和锚杆及护表构件共同承载以控制围岩变形。
3) 耦合支护。巷道交岔点穿过松软破碎、围岩压力大或深部巷道的交岔点时, 支护十分困难。单一的架棚支护或锚网支护都难以满足巷道支护的要求。采用耦合装置将U型钢棚和锚杆、索耦合在一起, 使刚性大的棚子在支护初期就可以控制巷道变形, 加大巷道浅部围岩承载结构的稳定性, 而锚索又将浅部支护结构与深部稳定岩层结合在一起, 使得浅部支护结构有一个稳定的支撑点, 基本上解决了破碎软岩和深部巷道的支护问题。
3 不同支护方式下交叉点围岩应力分析
支护的根本目的就是控制围岩变形, 保证巷道正常使用, 围岩应力是造成巷道变形的根本原因, 然而在特殊情况下单一的支护方式并不能完全控制巷道的围岩变形。不同支护方式下围岩的应力分布各不相同, 采用FLAC2D研究不同支护方式下交岔点围岩应力分布, 可以直观地看出不同支护方式对围岩变形控制效果, 为采用合理的支护方案提供理论根据。
为了分析不同支护方式下, 交岔点的变形特征和支护结构应力状态, 计算模拟了三种不同支护方式: (1) U型钢支护。 (2) 锚杆支护。 (3) U型钢支护+注浆+锚杆结构补偿。模拟结果如图2所示。
模型中U型钢密度7 800 kg/m3, 弹性模量210×109 Pa, 抗压屈服强度520 MPa, 抗拉屈服强度320 MPa, 锚杆采用左旋无纵筋高强预应力锚杆, 规格为20×2 200 mm。牛鼻子岩柱采用对拉锚杆要贯穿岩柱, 因此此处锚杆长度视岩柱宽度而定, 间排距700 mm×700 mm, 交岔点采取先浅孔后深孔两次注浆。
无支护状态下的交叉点围岩应力分布情况如图2 (a) 所示, 交岔点开挖成巷后围岩的应力重新分布, 围岩浅部出现明显低应力区, 在围岩深部有明显的应力集中现象。
采用U型钢支护后, 支架围岩垂直应力分布情况与相同围岩条件下无支护巷道围岩应力场分布形态有所不同, 巷道两帮相应的低应力区范围有明显减小, 如图2 (b) 。这说明在U型钢支护作用下, 巷道围岩浅部破碎岩体的稳定性和承载能力得到提高, 更大地发挥了围岩的自身承载能力, 从而有效地控制围岩变形。然而在巷道断面的肩窝以及底角处出现明显的应力集中, 由于U型钢支架的稳定性较差, 底角与肩窝处的应力集中使得支架受力不均匀, 容易造成支架结构失稳, 最终导致支护结构破坏。
采用锚杆支护后, 围岩垂直应力分布如图2 (c) , 对比无支护条件下围岩应力图可见, 围岩周边低应力区也有明显减小, 说明锚杆与围岩形成的承载拱发挥了支护作用, 但是对围岩整体应力分布的影响较小。
采用棚-索协同支护后, 围岩垂直应力分布如图2 (d) 。巷道围岩所处低围压区域有明显减小, 而且围岩深部的应力集中区域较单纯U型钢支护和锚杆支护也有很明显的缩小。进一步改善了围岩的应力环境, 有效的发挥了深部稳定岩体承载能力。
4 交叉点高强稳定型支护方案
根据上述模拟分析及现场施工条件, 确定采用耦合支护的方式, 保证交叉点长期稳定。即采用高阻可缩特性的U36型钢支架作为基本支护, 其搭接部位使用3付卡缆, 分别为双槽夹板上、下限位卡缆和中部普通双槽夹板卡缆, 提高支架搭接部位的摩擦阻力, 避免支架低阻滑移。同时, 采用带梁锚索进行耦合, 即通过托梁将U型钢支架与锚索耦合为一体, 变不稳定支架结构为稳定支架结构, 同时, 充分发挥主动支护和被动支护各自的承载性能, 大大提高支护承载结构的整体承载能力。
具体支护方案如图3所示, U型钢棚间距为500 mm, 锚索间排距为1 100 mm×1 000 mm, 锚索型号为Φ17.8 mm×6 200 mm, 锚索托梁长650 mm, 采用废旧U型钢加工。
5 交叉点支护效果
采用耦合支护后, 交叉点断面变形较小, 3个月内两帮仅移近110 mm, 由于巷道底板未进行支护, 巷道顶底板位移量较大, 约460 mm, 这主要是由巷道底鼓引起的。总体来说, 采用锚索、钢架耦合支护后, 交叉点支护问题得到了较好解决, 为矿井长期安全生产提供了保障。
参考文献
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斜放交叉梁系框架设计 篇8
关键词：交叉梁系,斜放框架,楼盖
对于柱网已定的框架, 楼面梁系布置时常规做法是用梁连接最近的柱子形成梁柱面相互垂直的正放框架, 而斜放框架用梁连接对角线上的柱子形成梁柱面不垂直的斜放框架。同等条件下斜放框架能将楼板划分为更小的板跨, 具有减少次梁布置、传力路径更直接、楼面平面内刚度更大等特点。对于跨度不太大的框架结构选择斜放框架可以不布置次梁, 从而楼面平整美观、施工方便。因此, 研究同等条件下斜放框架可为结构设计提供参考, 具有重要意义。
1 ANSYS 楼盖拓扑分析
2 与普通梁系框架的比较
2.1 结构布置
为了分析一斜放框架的优点, 我们对同等柱网布置条件下的不同梁系结构进行分析对比。我们应用通用有限元分析软件PKPM建立两种结构模型, 并保证其他条件相同。三层结构, 层高4m, 柱网尺寸采用三跨7.5mx7.5m, 柱子断面均为500*500;常规梁系布置情况下, 主梁采用200x600, 次梁采用200x500, 楼板厚100;斜放梁系布置情况下, 梁均采用300x700, 板厚120, 结构平面图如图2。
2.2 结构整体性能指标对比
对比两个结构模型, 只有楼面梁系布置不一样, 其他条件都相同。通过对比两种结构模型的整体性能指标可以放映出不同梁系布置对结构整体的影, 对比结果见表1。
通过表1对比可发现, 不同梁系布置对结构的侧移刚度有不同的影响。由表1可看出斜放梁系平移周期、扭转周期更短, 结构位移更小, 地震剪力更大, 这是由于斜放梁系框架的抗侧刚度和扭转刚度更大, 斜放框架为空间整体受力的结果。综上所述, 斜放梁系对结构的侧移刚度贡献优于常规梁系。
2.3 楼盖性能对比
针对两种不同的梁系布置, 整体分析方面斜放梁系框架对结构刚度贡献较大, 其次我们对比两种梁系布置楼盖和裂缝、扰度的差异。常规梁系楼盖最大挠度在次梁相交点, 最大扰度为20.7mm;斜放梁系最大挠度在梁相交点, 最大挠度为19.4mm。两种楼盖梁最大裂缝均发生在柱边, 差异不大。
3 结论
斜放梁系在工程中有一定的实用性, 相比于常规梁系框架其优点在于: (1) 斜放梁系框架在水平力作用下为更接近于整体受力, 不再是单品框架分析。 (2) 楼板承受竖向荷载时, 楼面传力路径更直接。 (3) 楼板平面内刚度大, 斜放框架具有较大的抗侧刚度。 (4) 相同柱网布置条件下, 能够将楼板划分成更小的板跨, 从而减少次梁布置。 (5) 当建筑空间分割类似于斜放梁系时, 选用该种布置方案, 可减少梁的数量。
根据以上优点可知斜放框架在工程中有一定的适用性, 能够为结构布置方案时提供选择参考。
参考文献
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城市道路交叉口优化设计探究 篇9
一、城市道路交叉口的设计
城市道路交叉口设计时, 需要考虑的因素比较多, 既要保障交叉口与城市道路的相符性, 又要确保交叉口设计的合理性和安全性。着重分析城市交通交叉口的设计, 体现城市道路交叉口的重要性。首先城市道路交叉口设计中应该确定所需的渠化参数, 明确渠化道路的各项数据, 以渠化参数为主实行交叉口渠化;然后设计交叉口中的车道右转弯半径, 同时还要计算中分带、侧分带岛头的具体位置, 综合设计出城市道路交叉口的车道数、车道宽度, 完善交叉口的设计内容;最后布设交叉口车道的停车线, 在此基础上设计人行横道线, 规范交叉口人行道、车行道的各个标线[1]。城市道路交叉口设计的内容复杂, 属于城市道路建设中的重点项目, 做好交叉口的设计工作, 才能稳定城市道路交通运输的基础。
二、城市道路交叉口设计中潜在的问题
结合城市道路交叉口设计的实际情况, 汇总设计中潜在的问题, 例举比较典型的问题, 如下:
1、车道渠化问题
车道渠化是保障交叉口安全通行的重要内容, 城市道路交叉口设计中经常出现渠化问题, 交叉口处的支路之间并未设计渠化, 仅仅表现在左右弯道方面, 缺乏规范的渠化设计, 无法保障道路交叉口处的安全性, 直接干扰交叉口处的交通组织。城市道路交叉口设计中的车道渠化问题, 影响整个交叉口的交通运行, 加重了交叉口车辆通行的负担。
2、过街设置问题
交叉口设计中的过街设置属于一项重点的问题, 尤其是交叉口连接的非机动车道, 很容易因为过街设置问题而引发安全事故。过街设置是交叉口设计的主要内容, 一旦过街设置出现问题, 即会影响到交叉口的安全通行, 促使非机动车干扰机动车的正常通行, 不利于交叉口的安全设计[2]。过街设置问题在城市道路交叉口设计中比较常见, 成为干预交叉口设计的主要因素。
3、交通标线问题
交通标线在城市道路交叉口处起到辅助作用, 交叉口设计中忽视了交通标线的作用, 引发一系列的表现问题, 加重了交叉口的交通负担。据有关资料调查显示, 城市道路交叉口交通标线的问题主要体现在以下四个方面, 分析如: (1) 交通标线不完整, 出现严重的缺失现象; (2) 交通标志的距离过远, 不能准确识别警示标语; (3) 交通标线错误; (4) 交叉口的交通标线老化, 没有修复。
三、城市道路交叉口优化设计的方式
城市道路交叉口需要利用优化设计的方式, 达到道路交叉口建设的规范标准, 加强交叉口优化设计中安全控制的力度。分析优化设计的方式, 如下:
1、优化渠化参数
城市道路交叉口优化设计中, 注重车道渠化的合理分配, 通过优化渠化参数合理处理交叉口的渠化导流。城市道路交叉口设计应该遵循优化的要求, 根据交叉口的实际情况, 明确渠化参数, 首先标明渠化路段, 确保交叉口渠化参数的准确性, 如果交叉口设计中涉及到改建项目, 需要降低渠化参数, 尽量选择最小渠化值, 保障交叉口的安全性能;然后加强新建交叉口优化设计的力度, 此时渠化值应选择最大数值, 同时根据交叉口及周围设计, 综合设计交叉口, 适当增加进、出的车道数量, 防止交叉口处发生交通堵塞;最后以渠化参数为主, 设计道路中心线, 准确找出中心线的位置, 辅助交叉口的科学设计。
2、优化过街设置
城市道路交叉口的安全性非常重要, 根据交叉口中过街设置问题的实际表现, 提出优化过街设置的方式, 落实城市交叉口的优化设计[3]。分析过街设置的优化方式, 如: (1) 按照城市道路建设的相关规定, 规范交叉口中的安全岛设计, 特别是宽度较大的城市街道, 交叉口部分可以适当设计安全岛, 保障行人的安全通行, 一般宽度较大的城市街道, 可以设计成三角形的安全岛, 分布在交叉口的周围, 通过安全岛缩短行人通行的距离, 此类安全岛设置的方式较为常用, 促进交叉口的安全设计; (2) 现代化城市道路建设中, 存在诸多设计规范, 结合交叉口的实践设计可以发现, 过街设计能够提升交叉口设计的规范性, 因此设计人员在确定城市道路交叉口的交通流量后, 单独制定过街设置的方案, 将车道、车宽等因素规划到过街设置中, 规避交叉口设计中的风险。
3、优化交通标线
城市道路交叉口交通标线的设计, 需要严格按照相关的规定执行, 以免潜在风险因素。根据交叉口的设计需求, 规划交通标线优化设计的内容, 如: (1) 科学的设计交叉口周边的人行横道, 主要是确定人行道的位置、宽度, 为交通标线的设计提出准确的依据; (2) 严谨设计交通标线, 保障交叉口处交通标线的准确、清晰; (3) 及时修复已经出现破损的指示标线, 可以做为交叉口优化设计的一项内容; (4) 交通标线设计必须符合交叉口的交通需求, 杜绝出现错误的标线。
结束语:
现代化的城市道路, 基本是以网络状的方式存在, 交叉口成为城市道路的重点部分。城市道路建设中, 深化了交叉口优化设计的问题, 促使其可达到安全的通行状态, 根据交叉口设计中潜在的问题, 落实优化设计的方式, 保障城市道路交叉口的优质性, 既可以维护交叉口的安全通行, 又可以体现出交叉口优化设计的价值意义。
摘要：城市道路建设与发展的速度非常快, 城市道路逐渐形成网络规模, 交叉口是城市道路相交的点, 更是汇合、分流的地点, 城市道路交叉口的设计需要达到优化的标准, 以此来保障交叉口处的交通安排, 降低交叉口地段的事故发生率, 进而保障城市道路交通的质量。因此, 本文以城市道路交叉口为研究对象, 分析优化设计的内容。
关键词：城市道路,交叉口,优化设计
参考文献
[1]张婉鸣.城市道路交叉口交通组织优化设计研究[D].华南理工大学, 2012.
[2]贺华, 李科.城市道路交叉口交通组织优化设计研究[J].中华民居 (下旬刊) , 2013, 10:29-30.
城市道路交叉口改造设计分析 篇10
关键词：城市道路,交叉口,渠化设计
1 城市道路交叉口改造中渠化设计的必要性
随着社会经济的快速发展, 道路交通问题日益严峻, 主要表现在道路拥堵、车辆秩序混乱、污染严重、事故频发等方面, 不仅对人们的日常出行造成了困扰, 同时也制约了城市经济的持续发展。在城市道路系统中, 交叉口是城市交通的关键, 相比较其他道路路段而言, 交叉口容纳着因不同流向的车流而引起的车流合流、分流、交织等行为, 赋予了交叉口交通的特殊性和重要性, 并且使得交叉口存在着诸多安全隐患, 成为了交通事故的多发点。如果城市道路交叉口的设计缺乏科学性、合理性, 那么必然会降低道路网络的通行能力, 成为制约城市道路发展的关键因素。在实际运行中, 城市道路平面交叉口是路网交通的主要节点形式, 一旦在交叉口出现局部拥堵, 就会导致整条道路阻塞, 严重时甚至会造成一个区域内的交通滞留。
在城市人口规模不断扩大, 机动车数量与日俱增的新形势下, 城市交通的压力也随之增加。为了缓解城市交通压力, 道路扩建、建设立体交通体系成为了有效方式, 但是由于这两种方式需要耗费大量的人力、物力以及土地资源, 所以其经济性较差。而利用现有路网条件, 结合交通流量与流向, 通过合理组织交叉口交通秩序和路权分配, 并引入渠化设计方法, 能够重新分配路口流量和流向, 充分挖掘进出口的通行能力, 缓解交叉路口上的车流量压力, 从而利用较少的资源投入有效缓解交通阻塞问题, 规范行车秩序。与此同时, 利用渠化设计对城市道路交叉口进行改造需要考虑诸多因素, 从不同角度出发, 其设计结果也有所不同。近些年来, 我国将交叉口渠化设计作为道路交叉口设计研究的重要方向, 同时也出台了一系列交叉口设计规范, 如《城市道路设计规范》《城市道路交叉口规划设计规范》等, 但是却未将渠化设计提升到理论层面, 对系统设计方法的研究深度不足。为此, 仍需要在实践中对城市道路交叉口渠化设计进行研究。
2 城市道路交叉口改造优化设计分析
前人的研究成果表明, 运用交通标志、信号灯、路面标线等管理手段, 能够保证交叉口通行顺畅, 但若是想从根本上改善交叉口的通行能力问题, 就必须选择一种科学合理、行之有效的方法。大量的理论与实践表明, 通过对道路交叉口进行渠化设计, 不但能够进一步提高交叉口及道路的通行能力, 而且还能缓解交通阻塞问题的发生。同时, 有助于降低交通安全事故的发生几率。由此可见, 对城市道路交叉口的改造, 应当以渠化设计作为首选方案。所谓的城市道路交通渠化具体是指在道路上采用各种设施, 如交通标志、环岛等对车辆及行人进行引导、隔离和规制, 借此来使整个道路交通像渠道内的水流一样畅通, 从而达到规制交通流的目的。下面本文重点对城市道路交叉口的渠化设计进行研究。
2.1 交叉口进口道的渠化设计
1) 城市道路交叉口进口道的车道数量应当增加至上游路段规划车道的2倍以上, 同时, 交叉口进口道的设计总宽度应当根据增加车道数量所需的实际宽度进行确定。在改建交叉口的用地受到限制的前提下, 单条进口车道的最小宽度可以取2.8 m, 而交叉口进口道的展宽宽度则可按照预测的各个交通流向的交通流量验算进行确定。2) 对于改建的城市道路交叉口出口道而言, 在对其进行渠化设计时, 要求规划车道数应当与上游各条进口道处于同一信号相位流入的最大进口车道数相匹配。如果改建的道路交叉口受到各方面条件的限制时, 流入最大进口车道数可在原有的基础上减少一条, 同时, 若是相邻的进口道设置了右转弯专用的车道时, 则应当展宽一条右转弯专用的出口车道;出口车道的宽度应当不大于路段车道的实际宽度, 尽可能不要超过3.5 m, 当改建的道路交叉口受到某些特定条件的限制时, 出口车道的最小宽度不得低于3.25 m;交叉口出口道的实际长度具体是由出口道的展宽段及其渐变段两部分组成, 在通常情况下, 展宽段的最小长度不得低于30 m, 也不可超过60 m, 对于交通流量相对较大的主干道而言, 可以取60 m, 而其他支路则可以根据实际情况而定, 如果道路上设有公交停靠站点时, 加上站台的长度, 渐变段的最小长度不得低于20 m。
2.2 交叉口进口道车道渠化设计
进口道的各车道要充分考虑车流量高峰15 min内的交通状况, 对左转、直行和右转专用车道或直左、直右混行车道进行合理布设, 尤其对于设有专用箭头灯的交叉口, 要布设与此相应的左转或右转专用车道。1) 左转专用车道。在车流量高峰15 min内, 如果在每个信号周期中平均有2辆以上的左转车, 应当在此处布设左转专用车道;如果在每个信号周期中平均有10辆以上的左转车, 或左转专用车道的长度超过90 m时, 应当在此处布设2条左转专用车道;如果左转交通量较大, 同时进口道拥有4条及其以上的上游路段时, 应当布设3条左转专用车道。2) 右转专用车道。结合车流量高峰时的交通状况, 并考虑行车的安全性, 应当将右转专用车道向人行道一侧展宽, 即向进口道右侧展宽。在改建交叉口时, 可直接缩减进口道车道的宽度, 或通过树穴带展宽成右转专用车道。3) 进口道长度。该长度主要由展宽段和展宽渐变段的长度组成。渐变段长度根据车辆以70%路段设计车速行驶3 s横移一条车道进行计算, 支路的渐变段不得小于20 m, 次干路的渐变段不得小于25 m, 主干路的渐变段必须控制在30 m~35 m。展宽段的长度要确保车辆左、右转不受相邻候驶车辆长度的影响。用Ls表示相邻候驶车辆的排队长度, 其计算公式为:Ls=9N。其中, N为高峰15 min内每个信号周期的左转或右转车的排队车辆数。在设置2条转弯专用车道时, 展宽段的长度可确定为专用车道长度的3/5。如果缺少交通量的相关资源, 则要求支路的展宽段长度控制在30 m~40 m, 次干路的展宽段长度控制在50 m~70 m, 主干路的展宽段长度控制在70 m~90 m。如果展宽段与支路相交, 则应当取长度的下限值;如果与主干路相交, 则应当取长度的上限值。
2.3 城市道路交叉口内部区域渠化设计
对于城市道路交叉口而言, 其内部主要是来往车辆产生冲突和交汇的区域, 若是不对其进行相应的处理, 必然会导致交叉口交通秩序混乱, 面积越大的交叉口出现混乱的可能性越大, 并且情况也越恶劣。在多相位信号控制的前提下, 车辆在道路上的行驶轨迹较为简单, 如果是没有信号控制, 或是二相位信号控制的道路交叉口, 车辆的行驶轨迹就会变得相对比较复杂。为了进一步提高道路交叉口的通行能力和安全性, 必须在交叉口渠化设计的过程中, 做好交通流的分析工作, 并在此基础之上, 进行路权分配, 从而达到最优化设计的目标。通过相关测试后发现, 在城市道路中, 左转弯的车辆对交通正常通行的影响最大。当存在相对方向直行车流的前提下, 左转弯的车辆会超出直行车辆一段距离, 然后进入到等候状态, 大部分驾驶员都比较希望在行进的过程中能够出现一个空档, 这样他们便可以立即从空档中穿越, 进而实现通过交叉口的目的, 由于这种情况的存在, 导致了左转弯车所占用的交叉口面积逐步扩大, 行车轨迹也变得比较复杂, 从而对其他正常的交通流造成了影响。为了有效解决这一问题, 在对交叉口内部进行渠化设计的过程中, 应当对左转弯车辆进行适当的引导, 使其行车轨迹趋向于规则, 或是采用其他有效的方式将左转弯车辆转化为直行或是右转, 这样便能够减少其对交叉口通行情况的影响。在实际中可以采取以下几种方法:1) 在道路交叉口施划左转弯导向线, 借此来使左转弯的车辆在特定的范围内行驶, 避免其行车轨迹混乱的情况发生。导向线的设置方式有两种, 如图1所示。2) 设计一个左转弯待转区, 借此来将道路交叉口闲置的时空资源转换为车辆通过交叉口的绿灯时间, 这样便可以显著提高交叉口的通行能力。
3 城市交叉道口改造设计实例
下面依托某市的一个道路交叉口改造为例, 对上文中提出的设计方法进行具体应用。
1) 工程概述。该交叉口为不规则十字交叉口, 共由A (福厦路) 、B (莲花南路) 、C (莲岳路) 三条道路斜交而成。在交通高峰期时, B路以及A路南侧进口左转弯车量拥堵情况比较严重, 队列较长, 1个信号灯时间内无法全部通过;由于A路的机动车道设计的比较宽, 从而使得行车穿越街道的时间较长, 安全无法获得保障;各进口车道的数量较少, 通行能力严重不足;交叉口内的面积过大, 车辆在其中的行驶轨迹相对比较混乱, 不利于交通安全, 容易引起事故;A路的公交车辆较多, 与其他车辆冲突。
2) 交叉口改造设计方案。针对该交叉口当前存在的主要问题, 在经过综合研究后, 决定采取如下解决方案:a.对现有的机动车道进行拓宽处理, 并对车道进行充分划分, 同时对信号灯配时进行优化调整。b.在交叉口内部设置行人过街主流安全区域, 并为行人提供专门相位。c.对非机动车道进行压缩处理, 同时增设进口车道数量。d.进行渠化设计, 设置左转弯和直行导流线, 并将人行横道整体后移, 同时设置右转弯车辆减速标志。此外, A路设置专用公交车道, 以此来解决车辆冲突问题。
3) 设计要点。a.交通组织设计。A路南进口:取消道路两侧机动车与非机动车分隔带, 非机动车全部上人行道;同时, 将机动车道改为双向12车道, 进口道改为6车道, 并在进口道增设2个左转弯专用车道、3个直行车道 (其中包括1个公交车道) ;交叉口内增设一个宽度为4 m左右的行人安全岛。b.信号灯。对信号灯进行重新配时, 并按照现行的设计规程进行计算, 重新配时后的信号灯周期为128 s。c.渠化岛设计。由于该交叉口属于不对称的十字交叉口, 从而导致对向车道错位比较严重, 为了使车辆的行驶轨迹变得更加平顺, 决定在交叉口内部设置左转和直行车辆导流线, 并在非行驶区域内布设渠化岛。
4) 改造效果。通过对该交叉口进行渠化改造设计后, 车道饱和度均匀, 整体延误时间下降, 车辆排队等候时间大幅度减少, 行人过街安全性提高, 交叉口的服务水平显著提升。
4 结语
对城市道路交叉口的改造实质上就是在现有的基础上进行优化设计, 来解决原本存在的不足和问题。对于城市道路中的交叉口而言, 它是整个路网的咽喉, 其在确保道路通行顺畅方面具有非常重要的作用, 究竟通过何种方式能够使道路上行驶的车辆、行人便捷、快速、安全地通过交叉口, 这是公路交通领域中一个非常重要的研究课题。本文基于渠化设计对城市道路交叉口改造设计进行了研究, 结果表明, 通过渠化设计能够显著提高交叉口的通行能力。
参考文献
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