題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 輕型自平衡組裝式小車天橋
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，小汽車數(shù)量急劇增長，為減緩交通壓力，城市道路進(jìn)行了一系列的改擴(kuò)建工程。在部分施工路口，局部堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，其中“堵源”絕大多數(shù)為小汽車。針對如何在不影響施工的前提下迅速有效地疏導(dǎo)小汽車，創(chuàng)新小組進(jìn)行了大量的實(shí)地調(diào)查研究并查閱相關(guān)資料，提出了建造輕型自平衡組裝式小汽車天橋的設(shè)計(jì)思路。小車天橋是一條架設(shè)在施工路段，專供直行小汽車通行的臨時通道，能夠利用紅燈停留時間迅速有效地疏導(dǎo)小汽車，達(dá)到緩解交通擁堵的目的。它由標(biāo)準(zhǔn)單元鋼桁架和斜拉索組裝而成，自重輕，自平衡，施工周期短，對路面創(chuàng)傷小。
- 詳細(xì)介紹：
- 相信每一位生活在城市之中的人都有過堵車的經(jīng)歷，交通擁堵已成為當(dāng)今令人頭疼的城市病之一，它嚴(yán)重影響了市民的生活，給國民經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失。 造成城市交通擁堵的原因是什么？通過我們大量實(shí)地調(diào)查統(tǒng)計(jì)，總結(jié)出了2點(diǎn)主要原因： 一是私人汽車數(shù)量迅速增長，特別是小汽車，其數(shù)量約占總數(shù)的70%。城市道路已不能滿足日益增多的車輛的要求，擁堵在所難免。 二是由于改擴(kuò)建工程引起的施工占道。施工占道使車道壓縮，通行能力下降，繼而引發(fā)交通堵塞。 針對以上2點(diǎn)原因，我們“對癥下藥”，提出了架設(shè)專供小汽車通行的臨時高架橋的方案。通過不斷的研究設(shè)計(jì)與改進(jìn)，我們最終設(shè)計(jì)出了解決施工路段交通擁堵的新型裝置——輕型自平衡組裝式小車天橋。 小車天橋是架設(shè)在施工路口兩側(cè)，專供直行小汽車通行的臨時通道，能夠利用紅燈停留時間迅速有效地疏導(dǎo)小汽車，達(dá)到緩解交通擁堵的目的。小汽車天橋由標(biāo)準(zhǔn)單元鋼桁架和斜拉索組裝而成，自重輕，施工時自平衡、周期短，微創(chuàng)路面 。 橋梁相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 1、設(shè)計(jì)行車速度：20km／h； 2、橋梁寬度：3.6m，橋上通行高度：2.4m，橋下通行高度：4.8m； 3、最大跨度：48m； 4、車輛荷載：3.5kN/m2； 小車天橋設(shè)計(jì)施工時間為一晝夜，具體來說： 第一天白天：進(jìn)行基礎(chǔ)施工。由于采用快速硬化水泥，可以使混凝土凝固時間縮短為24h，同時采用簡易條形基礎(chǔ)，施工簡便快捷。 第三天夜晚：安裝橋塔、止推基座，吊裝鋼桁梁，張拉斜拉索。吊裝過程中單榀鋼桁架、止推基座、橋塔及斜拉索組成自平衡體，不需其它支撐，不影響主干道交通。吊裝主跨時，使跨中鉸接，上斜約3.5°，形成桁架微拱，并與斜拉索組成“拱—索”體系，減少結(jié)構(gòu)撓度，充分發(fā)揮材料性能。 小車天橋的設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)有： 1、提出利用專供小汽車通行的臨時高架（其設(shè)計(jì)荷載僅為一般高架1/3）疏導(dǎo)小汽車來緩解交通擁堵的理念； 2、采用標(biāo)準(zhǔn)單元鋼桁架組裝，架設(shè)方便，施工周期短，可重復(fù)利用； 3、使用快速硬化混凝土簡易基礎(chǔ)，微創(chuàng)路面，易修復(fù)； 4、利用鋼桁架拱和斜拉索組成的新型“拱-索”自平衡體系。 為了證明小車天橋的明顯作用，我們運(yùn)用交通仿真軟件vissim對架設(shè)小汽車天橋前后的交通狀況進(jìn)行對比分析，生成了模擬動畫以及對比數(shù)據(jù)（排隊(duì)長度從91輛減少到39輛；延誤時間從82s減少到34s），結(jié)果顯示我們的小汽車天橋是緩解交通擁堵的理想裝置。 一個好的設(shè)計(jì)必須具有廣闊的市場價值，我們的市場價值就在于：小車天橋造價低，成效好；結(jié)構(gòu)安全可靠，維修保養(yǎng)方便；架設(shè)及拆卸方便快捷；市場需求大，可提供增值服務(wù)。 我們的設(shè)計(jì)思路新穎，貼近民生，能用小投入解決大問題，相信沒有擁堵的生活將更加美好。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的和基本思路： 為了解決小汽車數(shù)量急劇增長、交通壓力不斷增大的城市交通問題，城市道路不斷進(jìn)行改擴(kuò)建。在部分施工路口堵塞嚴(yán)重，“堵源”大多數(shù)為小汽車。創(chuàng)新小組針對如何迅速有效疏導(dǎo)小汽車進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查研究，提出了建造輕型自平衡組裝式小車天橋的設(shè)計(jì)思路。本小車天橋是架設(shè)在施工路段，專供直行小汽車通行的臨時通道，能迅速有效疏導(dǎo)小汽車，以緩解交通擁堵。它由標(biāo)準(zhǔn)單元鋼桁架和斜拉索組成，自重輕，自平衡，施工周期短，微創(chuàng)路面。 創(chuàng)新點(diǎn)： ①提出利用專供小汽車通行的臨時高架橋（設(shè)計(jì)荷載為一般高架橋1/3～1/2）疏導(dǎo)小汽車來緩解交通擁堵的理念； ②采用標(biāo)準(zhǔn)單元鋼桁架組裝，架設(shè)方便，施工周期短，可重復(fù)利用； ③使用快速硬化混凝土簡易基礎(chǔ)，微創(chuàng)路面，易修復(fù)； ④利用鋼桁架拱和斜拉索組成新型“拱-索”自平衡體系。 技術(shù)關(guān)鍵： ①采用新型“拱-索”結(jié)構(gòu)，形成大跨度、低撓度輕型結(jié)構(gòu)體系； ②實(shí)現(xiàn)快速架設(shè)橋梁； ③基于VISSIM的仿真建模與分析。 主要技術(shù)指標(biāo)： ①設(shè)計(jì)行車速度：20km／h； ②橋梁寬度：3.6m，橋上通行高度：2.4m，橋下通行高度：4.8m； ③最大主跨：48m； ④車輛荷載：3.5kN/m2； ⑤地震烈度：Ⅶ度。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，提出城市道路交叉路口（尤其是改擴(kuò)建施工路口）小汽車是交通擁堵的主要“堵源”，在諸多因素中按“安全可靠”、“效果明顯”、“治理經(jīng)濟(jì)”、“操作簡便”等由主及次的權(quán)重，確定優(yōu)先解決小汽車疏導(dǎo)問題的臨時高架橋的通行方案。 查新表明，城市交通領(lǐng)域中，多數(shù)為人行天橋，少數(shù)為車行天橋，但尚無專供施工占道交叉路口的小汽車通行的快速組裝、拆卸的小車天橋。 參考文獻(xiàn)： [1]上海市人民政府 《上海市城市交通白皮書》 2002 [2]European Commission. White Paper－European Transport Policy for 2010:time to decide. Italy. 2001 [3]城市開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目前期的交通功能規(guī)劃研究--以虹橋交通樞紐為例.中國城市交通規(guī)劃2006年會暨第二十二次學(xué)術(shù)研討會論文集.2006年10月 [4]國外城市交通擁擠收費(fèi)實(shí)踐與借鑒城市管理.上海城市管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2006年6月
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年6月于湖北武漢參加了由共青團(tuán)湖北省委、湖北省科學(xué)技術(shù)協(xié)會、湖北省教育廳、湖北省學(xué)生聯(lián)合會舉辦的湖北省第七屆“挑戰(zhàn)杯·青春在wo”大學(xué)生課外科技作品競賽，并獲得一等獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 圖紙 現(xiàn)場演示 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明： ①小車天橋是兩座由斜拉索和鋼桁架組裝而成的下承式鋼結(jié)構(gòu)橋梁，專供小汽車通行； ②橋面寬度3.6m，橋上通行高度2.4m，橋下通行高度為4.8m，鋼桁架每節(jié)間長6m，橋塔高17.2m，按八車道路寬標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)跨度36m； ③鋼桁架節(jié)間采用螺栓連接，斜拉索上端與塔頂連接，下端與鋼桁架錨固，基礎(chǔ)采用快速硬化混凝土簡易基礎(chǔ)； ④絕對施工時間24h。 技術(shù)特點(diǎn)： ①架設(shè)在交通要道路口（特別是施工路段），專供小汽車通行； ②采用標(biāo)準(zhǔn)單元構(gòu)件，現(xiàn)場組裝，可重復(fù)利用； ③施工時結(jié)構(gòu)自平衡，不影響主干道交通； ④簡基礎(chǔ)，微創(chuàng)路面。 市場價值分析： 小車天橋的市場價值在于：①成本低，成效好；②結(jié)構(gòu)安全可靠，維護(hù)保養(yǎng)少；③架設(shè)及拆卸方便快捷，省時省力；④用途廣泛。
同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)有的解決交通堵塞的方法有以下幾種：①擴(kuò)大基礎(chǔ)路網(wǎng)建設(shè)；②實(shí)施交通需求管理，減少交通流量；③大力發(fā)展公共交通，提高服務(wù)能力；④應(yīng)用智能交通系統(tǒng)疏導(dǎo)交通。 擴(kuò)大城市路網(wǎng)建設(shè)是治理交通堵塞的主要途徑之一。在大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時，特別是城市高架及地下通道的施工期間，施工占道嚴(yán)重，在短期時間內(nèi)更加劇了擁擠程度。為了盡量減緩因施工周期過長導(dǎo)致交通堵塞，國內(nèi)外在快速架橋方面有一些研究。以下是具體實(shí)例： ①組合式人行天橋 該種人行天橋可以做整體移動，不需要時可以拆除，并移至需要的地方重新組裝起來；任何復(fù)合構(gòu)件還可以改制或更換。該種組合式人行天橋無需預(yù)制大型混凝土基礎(chǔ)，所有復(fù)合構(gòu)件在工廠里加工成型，架橋時間短，造價低。 ②快裝式公路、鐵路、江河汽車橋 該發(fā)明是一種快裝式公路、鐵路、江河汽車橋，它的主橋由多個預(yù)制的橋拱，縱梁和立柱組合而成，每組縱梁均用縱梁連桿連接，每組縱梁與立柱之間還裝有橫梁，在立柱和橋拱下面連接有條形基礎(chǔ)。由于主橋采用工廠制造的預(yù)制件進(jìn)行組裝，因此可大大縮短工期，降低建橋成本。 ③組裝式立交橋 該發(fā)明是一種組裝式立交橋。它的鋼結(jié)構(gòu)梁、鋼筋混凝土橋面梁等，都是在工廠預(yù)制。在需要立交橋的路口，可以迅速的組裝起立交橋，在不需要的時候，可以很快地將其拆除，擇地再建，對路面的破壞小。 ④快速拼裝預(yù)制橋梁的研究 該成果對城市立交工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)制拼裝等內(nèi)容作了綜合分析研究。在諸多可能工藝中探索出采用鋼—混凝土聯(lián)合梁結(jié)構(gòu)的預(yù)制吊裝、現(xiàn)澆橋面、不中斷地面交通的快速施工工藝并以施工組織科學(xué)管理的研究成果指導(dǎo)施工。 從上述國內(nèi)研究實(shí)例可以看出，在解決交通擁堵問題上，主要采取的是人車分流和預(yù)制式橋梁，但在解決改擴(kuò)建施工路口汽車擁堵方面尚無有效的方法。本課題則是從新的角度提出的一種緩解施工堵塞的方案。 參考文獻(xiàn)： [1] 昆明市高知汽車研究所.組合式人行天橋.中國科技成果數(shù)據(jù)庫 [2] 路福昌.快裝式公路、鐵路、江河汽車橋.中國專利 98117754.9 [3] 大連理工大學(xué).斜拉結(jié)構(gòu)與剛構(gòu)結(jié)構(gòu)組合式橋梁結(jié)構(gòu).中國專利 01127957.5 [4] 北京市市政工程研究院.快速拼裝預(yù)制橋梁的研究.中國科技成果數(shù)據(jù)庫
