СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF VEHICLE MOTION AND DEVICE TO THIS END (VERSIONS)

Изобретение относится к области конструирования и установки эстакад для движения транспортных средств, в частности эстакад для движения легковых автомобилей, эстакад для движения грузовых автомобилей, эстакад для движения велосипедов.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является эстакада автомобильной дороги и способ регулирования и разгрузки транспортных потоков (патент РФ №2198976). Способ регулирования и разгрузки транспортных потоков по этому патенту состоит в том, что на одной из магистралей по продольной ее оси возводят новую не менее чем одиннадцатипролетную по длине сдвоенную в поперечном сечении эстакаду, каждая не менее чем под четыре полосы движения в разных направлениях, которую возводят поэтапно с исключением перерыва движения по магистрали в процессе производства работ на каждом этапе и обеспечением после завершения строительства эстакады движения автотранспорта не менее чем в двух уровнях, в том числе сквозного в осевом направлении радиальной автомобильной дороги и соосной с ней эстакады радиально-кольцевой системы транспортного комплекса мегаполиса. Эстакада включает в себя пролетные строения, опоры и подходные участки. Эстакада выполнена не менее чем одиннадцатипролетной по длине, двухветвевой параллельно сдвоенной в поперечном сечении, каждая ветвь не менее чем под четыре полосы встречно направленного относительно другой ветви эстакады движения по проезжей части и расположена вдоль продольной оси автомобильной дороги.
Недостатком этого технического решения является то, что оно не обеспечивает достаточно высокой пропускной способности для того, чтобы на магистралях в пиковый период движения не создавались пробки, не обеспечивается также возможность разведения потоков движения автотранспорта в одну или в какие-либо другие стороны по эстакадам с односторонним движением при возникновении такой необходимости, не обеспечивается возможность поступательного движения автотранспорта по связанным между собой различным уровням движения.
Задачей изобретения является создание условий для устранения пробок на транспортных магистралях наиболее дешевыми и эффективными средствами
Техническим результатом изобретения является: высокая пропускная способность эстакады, особенно ее многоэтажных вариантов, - около 15 тысяч транспортных средств в час даже при двух этажах в эстакаде и около 50 тысяч транспортных средств в час при 5-ти этажах в эстакаде; возможность продолжать движение, обходя, не снижая скорости, места ремонта или аварий на тех или иных участках эстакады; возможность непрерывного движения транспортных средств на скорости 60-90 км в час; обеспечение однотипности конструкций многоуровневых эстакад для их быстрой сборки и установки; обеспечение проводки и разводки многоуровневых эстакад практически над любым пространством, исключая жилые застройки, в особенности над дорожными и железнодорожными трассами по радиальным и кольцевым направлениям; обеспечение разводки эстакад для двустороннего движения на две или более эстакад с односторонним движением; обеспечение установки эстакад двустороннего и одностороннего движения над перегруженными межгородскими трассами любого типа; существенное повышение степени безопасности дорожного движения, понижение шума и загрязнения воздуха.
Технический результат достигается тем, что в способе перемещения транспортного средства по эстакаде, заключающемся в поступательном движении транспортного средства по той или иной полосе движения эстакады, в многоэтажной, имеющей, по крайней мере, два вертикальных ряда этажей с полосами одностороннего движения волнообразной конфигурации, перемещение транспортного средства производят по любой полосе эстакады, начиная с первого этажа, с возможностью перестроения транспортного средства с продольно-горизонтального участка полосы движения, для которой этот участок является верхним в периоде волнообразной конфигурации, одного ряда на примыкающий к нему продольно-горизонтальный участок соседней полосы движения, для которой он является нижним в периоде волнообразной конфигурации другого ряда, и так далее, ступенчато поднимаясь или опускаясь в своем поступательном движении.
Кроме того, при возникновении на собственной полосе движения перед транспортным средством препятствия и получении предварительного оповещения об этом транспортное средство производит перестройку на соседнюю полосу с любого продольно-горизонтального участка собственной полосы движения перед затором и следует по соседней полосе с возможностью дальнейшей аналогичной перестройки.
Кроме того, отношение линейных размеров амплитуды к периоду траектории движения транспортного средства по полосе движения эстакады составляет не более 0,00115.
Технический результат достигается также тем, что в эстакаде для перемещения транспортного средства, включающей в себя опоры, участки въезда и съезда, по меньшей мере, четыре полосы для двустороннего движения, разделитель полос встречного движения, на нижнем этаже многоэтажной эстакады, а также на одноэтажной эстакаде одна из двух полос одностороннего движения выполнена волнообразной с уплощением - с нижними и верхними продольно-горизонтальными участками и переходными наклонными участками между продольно-горизонтальными, расстояние по вертикали между обоими, верхним и нижним, продольно-горизонтальными участками полосы движения эстакады составляет пол-этажа, другая полоса, предназначенная для въезда, проезда по ней, перестроения с нее на смежную полосу движения другого ряда, а также съезда с нее транспортного средства, так же выполнена волнообразной с уплощением, но в конструкцию эстакады введены лишь верхние продольно-горизонтальные участки данной полосы с отходящими от каждого из них в стороны и вниз, к дорожному полотну, въездным и съездным участками, а нижним уровнем данной полосы является дорожное полотно на поверхности земли, на остальных этажах многоэтажной эстакады, содержащей, по меньшей мере, четыре вертикальных ряда этажей с параллельными друг другу в каждом ряду полосами движения, каждая полоса одностороннего движения - двухуровневая в каждом периоде и имеет переходные наклонные участки между соседними продольно-горизонтальными участками, расстояние по вертикали между обоими, верхним и нижним, продольно-горизонтальными участками каждой полосы движения эстакады составляет пол-этажа, полосы одностороннего движения одного ряда расположены относительно полос движения в ту же сторону смежного ряда в противофазе и соответственно состыкованы боковыми кромками своих продольно-горизонтальных участков, составляя для многоуровневой эстакады в разрезе сбоку шестигранную сотовую структуру.
Кроме того, уклон каждого переходного наклонного участка к соответствующему продольно-горизонтальному участку полосы движения составляет не более 2°.
Кроме того, протяженность каждого продольно-горизонтального участка полосы движения составляет суммарно не менее 40 значений среднего продольного размера перемещающегося по эстакаде транспортного средства.
Кроме того, типовая секция эстакады включает, по меньшей мере, четыре вертикальных ряда этажей с полосами движения, причем каждая полоса движения секции содержит верхний и нижний продольно-горизонтальные участки и два наклонных переходных к ним участка - вогнуто-выпуклый подъем и выпукло-вогнутый спуск.
Кроме того, эстакада выполнена закрытой по бокам и сверху.
Кроме того, эстакада выполнена частично открытой по бокам и закрытой сверху.
Кроме того, на каждом этаже эстакады установлено, по меньшей мере, две резервных полосы движения.
Кроме того, на каждом этаже эстакады установлено, по меньшей мере, четыре резервных полосы для маневрирования и парковки транспортных средств.
Технический результат достигается также тем, что в эстакаде для перемещения транспортного средства, включающей в себя опоры, участки въезда и съезда, по меньшей мере, две полосы для одностороннего движения, на нижнем этаже многоэтажной эстакады, а также на одноэтажной эстакаде, одна из двух полос движения выполнена волнообразной с уплощением - с нижними и верхними продольно-горизонтальными участками и переходными наклонными участками между продольно-горизонтальными, расстояние по вертикали между обоими, верхним и нижним, продольно-горизонтальными участками полосы движения эстакады составляет пол-этажа, другая полоса, предназначенная для въезда, проезда по ней, перестроения с нее на смежную полосу движения другого ряда, а также съезда транспортного средства, так же выполнена волнообразной с уплощением, но в конструкцию эстакады введены лишь верхние продольно-горизонтальные участки данной полосы с отходящими от каждого из них в стороны и вниз, к дорожному полотну въездным и съездным участками, а нижним уровнем данной полосы является дорожное полотно на поверхности земли, на остальных этажах многоэтажной эстакады, содержащей, по меньшей мере, два вертикальных ряда этажей с параллельными друг другу в каждом ряду полосами движения, обе полосы движения - двухуровневые в каждом периоде, и имеют переходные наклонные участки между соседними продольно-горизонтальными участками, расстояние по вертикали между обоими, верхним и нижним, продольно-горизонтальными участками каждой полосы движения эстакады составляет пол-этажа, полосы движения одного ряда расположены относительно полос движения другого ряда в противофазе и соответственно состыкованы боковыми кромками своих продольно-плоских участков, составляя для многоуровневой эстакады в разрезе сбоку сотовую структуру.
Кроме того, периодическое совмещение на одном уровне боковых кромок продольно-горизонтальных участков соседних полос движения из обоих рядов выполнено через каждые пол-этажа по вертикали, начиная с первого этажа.
Кроме того, уклон каждого переходного наклонного участка к соответствующему продольно-горизонтальному участку полосы движения составляет не более 2°.
Кроме того, протяженность каждого продольно-плоского участка полосы движения составляет суммарно не менее 40 значений среднего продольного размера перемещающегося по эстакаде транспортного средства.
Кроме того, типовая секция эстакады включает, по меньшей мере, два вертикальных ряда этажей с полосами движения, причем каждая полоса движения секции содержит верхний и нижний продольно-горизонтальные участки и два наклонных переходных к ним участка - вогнуто-выпуклый подъем и выпукло-вогнутый спуск.
Кроме того, эстакада выполнена закрытой по бокам и сверху.
Кроме того, эстакада выполнена частично открытой по бокам и закрытой сверху.
Кроме того, на каждом этаже эстакады установлена, по меньшей мере, одна резервная полоса движения.
Кроме того, на каждом этаже эстакады установлено, по меньшей мере, две резервных полосы для парковки транспортных средств.
Таким образом, пропускная способность эстакады может варьироваться в широких пределах за счет возможности перехода транспортного средства с одной полосы движения на другую и с одного этажа на другой, а также за счет возможности наращивания этажей эстакады по вертикали.
Непрерывность движения, несмотря на возможные помехи движению на полосе в виде аварий, ремонтных работ и т.п., также обеспечивается переходом транспортных средств на свободные полосы движения.
Плавность движения обеспечивается достаточно пологими переходными участками, имеющими как для выпуклого отрезка, так и для вогнутого большой радиус кривизны, не менее 500 метров, а безопасность перестроений на продольно-плоских участках полос движения обеспечивается их достаточным протяжением в соответствии с размерами движущихся по ним транспортных средств и допустимой максимальной скоростью этих средств на эстакаде. Кроме того, для облегчения движения транспортных средств и регулировки движения в пиковые периоды движения предусмотрены резервные полосы движения.
Однотипность секций эстакады, возможность изготовления всех ее элементов в промышленных условиях обеспечивают быструю сборку и установку эстакады.
Размещение всех полос движения эстакады в закрытом объеме позволяет понизить шум и загрязненность воздуха вне эстакады, а также защищает ее покрытия от воздействия окружающей среды.
Расширение этажей по горизонтали эстакады с созданием дополнительных площадей по краям позволяет использовать их не только для движения транспортных средств, но и для парковки последних. Например, при общей длине эстакад в городе 300 км и расширении каждого этажа пятиэтажной эстакады на три дополнительные полосы с каждого края число парковочных мест составит порядка миллиона.
Выполнение эстакады в двух вариантах - четырехполосным на каждом этаже с двусторонним движение и двухполосным с односторонним движением позволяет устанавливать широкие четырехполосные эстакады на больших магистралях, а узкие двухполосные - на нешироких улицах, разводя и сводя их в соответствии с рельефом местности.
Подобные лифтовые многоэтажные эстакады для вновь прокладываемых дорожных трасс делают ненужным строительство обычных дорог с формированием дорогостоящего многослойного дорожного полотна и его последующий дорогостоящий ремонт, причем устанавливать эстакады можно на низкой высоте над самой поверхностью земли, поднимая их уровень только при пересечениях с другими магистралями и сооружениями. Малоэтажная эстакада, к тому же, как минимум, в два раза дешевле аналогичной по числу полос движения дорожной магистрали, имеет большую пропускную способность в пиковые нагрузки и может устанавливаться при сравнительно небольших затратах в местах, где дороги строить крайне затруднительно и чрезвычайно затратно, например, в местностях с вечной мерзлотой, болотистых местностях, местах со специфически сложным рельефом и т.п.
На фиг.1 показано расположение полос движения фрагмента четырехэтажной эстакады двустороннего движения, вид сбоку.
На фиг.2 изображена двухэтажная эстакада двустороннего движения в поперечном разрезе по подсекции третьего типа типовой секции эстакады.
На фиг.3-а показан фрагмент нижнего этажа типовой секции с четырьмя полосами движения эстакады двустороннего движения с разделителем полос встречного движения, въездами и съездами, а на фиг.3-б показан по одной из сторон движения фрагмент среднего этажа типовой секции эстакады двустороннего движения с разделителем полос встречного движения.
На фиг.4 показано расположение полос движения фрагмента трехэтажной эстакады одностороннего движения, вид сбоку.
На фиг.5 изображена двухэтажная эстакада одностороннего движения в поперечном разрезе по подсекции третьего типа типовой секции эстакады.
На фиг.6-а показан фрагмент нижнего этажа типовой секции эстакады с двумя полосами одностороннего движения, въездом и съездом, и двумя резервными полосами. На фиг.6-б показан фрагмент среднего этажа типовой секции с двумя полосами одностороннего движения эстакады и двумя резервными полосами.
В первом варианте эстакада 1 с полосами встречного движения (фиг.1), включает в себя опоры 2, 3, дорожное полотно с полосами движения - внешней 4 и внутренней 5, въездной участок 6 и участок съезда 7 (фиг.2, 3). Эстакада 1 выполнена в виде объемной магистрали с числом этажей от одного до 8 и состоит из четырех полос на каждом этаже. Каждая полоса является двухуровневой, с полуэтажной разницей в высоте между этими уровнями. Продольно-горизонтальные участки 9, 10 полосы движения на этих уровнях являются основными для движения транспортного средства и перестроения транспортного средства. Полосы движения в каждом вертикальном ряду параллельны друг другу. Каждый этаж включает по две полосы на каждой стороне встречного движения. Полосы движения установлены на опорах 2, 3 (фиг.2). Полосы встречного движения отделены друг от друга разделителем 8. Количество этажей - от одного до 8, но и при наличии только одного этажа обеспечивается основное свойство данной конструкции эстакады - безостановочное движение при возникновении препятствий на отдельных участках эстакады. Полосы движения 4, 5 имеют одинаковую, периодически повторяющуюся конфигурацию - волнообразную с уплощением. Соседние полосы 4, 5 в каждом вертикальном ряду на каждой стороне с односторонним движением состыкованы в противофазе (фиг.1); этаж типовой секции включает в себя два продольно-горизонтальных участка 9, 10 и два наклонных переходных к ним участка - вогнуто-выпуклый подъем 11 и выпукло-вогнутый спуск 12 (фиг.3-б). С торцевых кромок нижнего продольно-горизонтального участка 13 нижнего этажа эстакады 1 на дорожное полотно на уровне земли выведены въездной 6 и съездной 7 участки (фиг.3-а).
В качестве примера отметим, что радиус кривизны как выпуклых, так и вогнутых участков во избежание ощутимых перегрузок должен составлять не менее 500 метров.
Эстакада 1 расположена вдоль оси автомобильной или железной дороги. Общее количество полос движения определяется числом этажей в эстакаде и шириной этажа.
В продольном направлении эстакада состоит из однотипных секций. Каждая секция содержит в продольном направлении четыре подсекции.
Нечетная подсекция первого типа представляет собой многоэтажную конструкцию из параллельно расположенных этажей над дорожным полотном. Каждый этаж состоит из четырехполосного продольного полотна с разделителем-отбойником 8 между каждой парой встречных полос движения (фиг.2, 3-б). Межэтажное расстояние составляет величину, достаточную для свободного проезда автомобилей, в частности, в эстакаде для легковых автомобилей межэтажное расстояние составляет порядка 2,5 метров, длина подсекции первого типа - около 200 метров.
Следующая подсекция второго типа представляет собой также конструкцию из параллельно расположенных по каждому вертикальному ряду этажей. Каждый этаж, начиная со второго, включает четыре наклонных переходных участка полос движения - подъемы 11 и спуски 12 с разделителем между каждой полосой движения (не показан). Межэтажное расстояние такое же, как в подсекции первого типа. Переходные участки внешних 4 и внутренних 5 полос движения - подъемы 11 и спуски 12 - имеют противоположный наклон (фиг.3-б). Угол наклона этих участков составляет 2°. Эти соседние переходные участки, относящиеся к внешним 4 и внутренним 5 полосам движения, таким образом, своими кромками выведены на один уровень между соседними этажами, который соответствует середине расстояния между соседними этажами (фиг.1, 3-б). В частности, в эстакаде для легковых автомобилей длина подсекции второго типа или протяженность каждого наклонного переходного участка полосы движения - порядка 50 метров. Первый этаж подсекции второго типа отличается от последующих этажей только тем, что один из двух наклонных переходных участков одностороннего движения типовой секции выведен на дорожное полотно и является съездным участком 7. С противоположной стороны на дорожное полотно выведен въездной участок 8, относящийся к предшествующей типовой секции (фиг.3-а).
Следующая нечетная стыковочная подсекция третьего типа аналогична подсекции первого типа, но с тем отличием, что уровень каждого продольно-горизонтального участка полос движения 4, 5 смещен на полуэтажное расстояние и эти участки состыкованы торцами с соответствующими участками полос движения подсекции второго типа (фиг.1, 3-б).
Следующая стыковочная подсекция четвертого типа аналогична подсекции второго типа, но с тем отличием, что угол наклона переходных участков полос движения 4, 5 сменен на противоположный и переходные участки выведены на уровень полос движения подсекции первого типа следующей типовой секции (фиг.1, 3-б). Далее эстакада 1 составлена из подобных секций.
В качестве примера рассмотрим эстакаду 1 в поперечном разрезе (фиг.2). Эстакада 1 представляет собой для подсекции первого типа каркас, состоящий в поперечном разрезе из трех вертикальных опор 2 и поперечных опор 3, крепящихся на вертикальных опорах 2. Расстояние между вертикальными опорами 2, которые могут быть выполнены в виде столбов или ферм, соответствует ширине двухполосного полотна движения, то есть для эстакады с движением легковых автомобилей, около 6-ти метров. Высота вертикальных опор 2 определяется этажностью эстакады и расположением над дорожным полотном. Если первый этаж эстакады расположен над дорожным полотном на высоте 4-5 метров, то высота 8-этажной эстакады составит около 25 метров. Расстояние между вертикальными опорами 2 вдоль подсекции первого типа того же вида эстакады составляет порядка 6-ти метров. Таким образом, на подсекцию первого типа приходится примерно 100 вертикальных опор. Каждый этаж эстакады 1 опирается на поперечные опоры 3, крепящиеся на вертикальных опорах 2, количество таких поперечных опор 3 соответствует числу этажей. Между поперечными опорами 3 уложено дорожное полотно, представляющее собой для того же вида эстакады металлические пустотелые жесткие объемные плиты по шесть метров длиной и шириной около метра.
Конструкция подсекции второго типа представляет в основе каркас, содержащий в поперечном разрезе две вертикальные опоры 2 и поперечные опоры 3, крепящиеся на вертикальных опорах 2. Расстояние для того же вида эстакады между этими вертикальными опорами около 6-ти метров и расположены они симметрично относительно центральной вертикальной опоры секции первого типа. Расстояние между каждой парой вертикальных опор 2 вдоль секции второго типа составляет 6 метров. Таким образом, на подсекцию второго типа приходится около 16 вертикальных опор. Каждый этаж эстакады опирается на поперечные опоры 3, длиной около 6 метров, крепящиеся на вертикальных опорах 2, количество таких поперечных опор 3 соответствует числу этажей. На вертикальных опорах 2 крепятся и поперечные консоли (не показаны), длиной около 3 метров. Оба переходных участка внутренних полос движения поддерживаются поперечными опорами - перемычками 3, оба переходных участка внешних полос - консолями. На консоли и поперечные опоры 3 уложено дорожное полотно, представляющее собой для того же вида эстакады металлические пустотелые жесткие объемные плиты по шесть метров длиной и шириной около метра. При этом поперечные опоры 3 между соседними вертикальными опорами 2 крепятся на разных уровнях. Уровень крепления консолей разный, так как крайние полосы движения так же находятся под углом.
Конструкция подсекции третьего типа аналогична конструкции подсекции первого типа, но с тем отличием, что поперечные опоры 3 находятся на уровне, соответствующем середине межэтажного расстояния подсекции первого типа.
Конструкция подсекции четвертого типа аналогична конструкции подсекции второго типа, но с отличием в том, что уклон полос движения соответственно изменен на противоположный.
В случае расширения каждого этажа эстакады для создания парковочных мест с каждой стороны эстакады установлен дополнительный ряд вертикальных и поперечных опор (не показано).
Эстакада 1 в зависимости от условий эксплуатации и расположения имеет различные конструкции въездных 6 и съездных 7 участков на дорожное полотно, например, въезд непосредственно с дорожной полосы улицы, съезд на поперечное направление и т.д.
Таким образом, транспортное средство, перемещающееся по любой полосе движения, кроме полосы движения на нижнем этаже, которая связана с дорожным полотном, периодически поднимается на уровень, соответствующий половине межэтажного расстояния, а затем опускается на предыдущий уровень. Следовательно, движущееся по какой-либо полосе движения подсекции первого или третьего типа транспортное средство, находясь рядом и на одном уровне с соседней полосой движения на протяжении в данном примере 200 метров, может перейти со своей полосы движения на соседнюю полосу движения и далее, поднявшись или опустившись по переходному участку и попав на следующую 200-метровую полосу движения уже другого уровня, снова перейти на соседнюю полосу движения и так далее. То есть подобным перестроением транспортное средство может перемещаться с этажа на этаж.
Например, если легковой автомобиль, въехав на продольно-горизонтальный, внешний и нижний участок, 1-й полосы подсекции первого типа, продолжит движение по нему, то он спустится на дорожное полотно, то есть съедет с эстакады. Если же автомобиль, двигаясь по этому участку, перестроится на соседний, продольно-горизонтальный, внутренний и нижний участок, 2-й полосы движения подсекции первого типа, и продолжит движение по ней, то, проехав по подъему 11 подсекции второго типа на следующий продольно-горизонтальный участок полосы движения подсекции третьего типа, он может перестроиться на 3-ю внешнюю полосу движения этой же подсекции на втором этаже. После подъема по наклонному переходному участку транспортное средство на следующем продольно-горизонтальном участке этого же этажа может снова перейти на соседнюю, 4-ю, внутреннюю, полосу движения второго этажа, затем так же - на 5-ю, внешнюю, полосу движения третьего этажа следующей секции эстакады и так далее до последнего этажа. И аналогичными перестроениями спуститься вниз и съехать с эстакады.
Это также означает, что, при движении на скорости 60-90 км/час по одной из полос движения эстакады, транспортное средство при том или ином заторе (ремонт, авария и т.п.) на этой полосе может загодя перестроиться на другую - свободную полосу движения этого или другого этажа. Таким образом, обеспечивается непрерывность движения на эстакаде.
Во втором варианте эстакада 1 с двумя полосами одностороннего движения на каждом этаже включает в себя опоры 2, 3, дорожное полотно с полосами движения - правой 4 и левой 5, въездной участок 6 и участок съезда 7 на нижнем этаже (фиг.4, 5, 6). Эстакада 1 выполнена в виде объемной магистрали с числом этажей от одного до 8-ми. Каждая полоса эстакады 1 является двухуровневой, с полуэтажной разницей в высоте между этими уровнями. Продольно-плоские участки 9, 10 полосы движения на этих уровнях являются основными для движения транспортного средства и перестроения транспортного средства. Полосы движения в каждом вертикальном ряду параллельны друг другу. Полосы движения установлены на опорах 2, 3 (фиг.4) и отделены друг от друга разделителем 8. Количество этажей - от одного до 8, но и при наличии только одного этажа в эстакаде обеспечивается основное свойство конструкции эстакады - безостановочное движение при возникновении препятствий на отдельных участках эстакады 1. Полосы движения 4, 5 имеют одинаковую, периодически повторяющуюся конфигурацию - волнообразную с уплощением. Соседние полосы 4, 5 состыкованы в противофазе (фиг.4); типовая секция в себя включает два продольно-горизонтальных участка 9, 10 и два наклонных переходных к ним участка - вогнуто-выпуклый подъем 11 и выпукло- вогнутый спуск 12 (фиг.6-б). С торцевых кромок нижнего продольно-горизонтального участка 13 нижнего этажа эстакады 1 на дорожное полотно на уровне земли выведены въездной 6 и съездной 7 участки (фиг.6-а). На этой же фигуре показаны две резервные полосы 14, которые могут использоваться для совершения дополнительных маневров в различных дорожных ситуациях и для парковки. На фиг.6-б показан один из средних этажей эстакады 1 с двумя резервными полосами 14 для маневрирования и парковки транспортных средств. Таким образом, расширение этажей эстакады с созданием дополнительных площадей по краям на одном, нескольких или всех этажах позволяет использовать их не только для движения транспортных средств, но и для парковки последних.
В качестве примера отметим, что радиус кривизны как выпуклых, так и вогнутых участков во избежание ощутимых перегрузок должен составлять не менее 500 метров.
Эстакада 1 расположена вдоль оси автомобильной или железной дороги.
Общее количество полос движения определяется числом этажей в эстакаде и шириной этажа.
В продольном направлении эстакада состоит из однотипных секций. Каждая секция содержит в продольном направлении четыре подсекции.
Нечетная подсекция первого типа представляет собой многоэтажную конструкцию из параллельно расположенных этажей над дорожным полотном. Каждый этаж содержит два продольных полотна - полос движения с разделителем 8 между ними. Межэтажное расстояние составляет величину, достаточную для свободного проезда автомобилей, в частности, в эстакаде для легковых автомобилей межэтажное расстояние составляет порядка 2,5 метров. Протяженность подсекции первого типа - около 200 метров.
Следующая стыковочная подсекция второго типа представляет собой также конструкцию из параллельно расположенных в каждом вертикальном ряду этажей. Каждый этаж, начиная со второго, включает два наклонных переходных участка полос движения - подъем 11 и спуск 12 - с разделителем между каждой полосой движения (не показан). Межэтажное расстояние такое же, как в подсекции первого типа. Переходные участки правой 4 и левой 5 полос движения - подъем 11 и спуск 12 - имеют противоположный наклон. Угол наклона этих участков составляет 2°. Эти соседние переходные участки, относящиеся к правой 4 и левой 5 полосам движения, таким образом, своими кромками выведены на один уровень между соседними этажами, который соответствует середине расстояния между соседними этажами (фиг.4, 6-б). В частности, в эстакаде для легковых автомобилей длина подсекции второго типа, или протяженность каждого переходного участка полосы движения - порядка 50 метров. Нижний этаж подсекции второго типа отличается от последующих ее этажей только тем, что один из двух наклонных переходных участков одностороннего движения типовой секции опущен на дорожное полотно и является съездным участком 7. С противоположной стороны на дорожное полотно опущен въездной участок 6, относящийся к предшествующей типовой секции (фиг.6-а).
Следующая нечетная стыковочная подсекция третьего типа аналогична подсекции первого типа, но с тем отличием, что уровень каждого продольно-плоского участка полос движения 4, 5 смещен на полуэтажное расстояние и эти участки состыкованы торцами с соответствующими участками полос движения подсекции второго типа (фиг.4, 6-б).
Следующая стыковочная подсекция четвертого типа аналогична подсекции второго типа, но с тем отличием, что угол наклона переходных участков полос движения 4, 5 сменен на противоположный и переходные участки выведены на уровень полос движения подсекции первого типа следующей типовой секции (фиг.4, 6-б).
Далее эстакада 1 составлена из подобных секций.
В качестве примера рассмотрим эстакаду 1 в поперечном разрезе (фиг.5). Эстакада 1 представляет собой для подсекции первого типа каркас, состоящий в поперечном разрезе из двух вертикальных опор 2 и поперечных опор 3, крепящихся на вертикальных опорах 2. Расстояние между вертикальными опорами 2, которые могут быть выполнены в виде столбов или ферм, соответствует ширине двухполосного полотна движения, то есть для эстакады с движением легковых автомобилей - около 6-ти метров. Высота вертикальных опор 2 определяется этажностью эстакады и расположением над дорожным полотном. Если первый этаж эстакады расположен над дорожным полотном на высоте 4-5 метров, то высота 8-этажной эстакады составит около 25 метров. Расстояние между вертикальными опорами 2 вдоль подсекции первого типа того же вида эстакады составляет порядка 6-ти метров. Таким образом, на подсекцию первого типа приходится примерно 66 вертикальных опор. Каждый этаж эстакады 1 опирается на поперечные опоры 3, крепящиеся на вертикальных опорах 2, количество таких поперечных опор 3 соответствует числу этажей. Между поперечными опорами 3 уложено дорожное полотно, представляющее собой для того же вида эстакады металлические пустотелые жесткие объемные плиты по шесть метров длиной и шириной около метра.
Конструкция подсекции второго типа представляет в основе каркас, содержащий в поперечном разрезе две вертикальные опоры 2 и поперечные опоры 3, крепящиеся на вертикальных опорах 2. Расстояние для того же вида эстакады между этими вертикальными опорами около 6-ти метров. Расстояние между каждой парой вертикальных опор 2 вдоль секции второго типа составляет 6 метров. Таким образом, на подсекцию второго типа приходится около 16 вертикальных опор. Каждый этаж эстакады опирается на поперечные опоры 3 длиной около 6 метров, крепящиеся на вертикальных опорах 2, количество таких поперечных опор 3 соответствует числу этажей. Оба переходных участка, или наклонные полосы движения поддерживаются поперечными опорами-перемычками 3. На поперечные опоры 3 уложено дорожное полотно для полос движения, представляющее собой для того же вида эстакады металлические пустотелые жесткие объемные плиты по шесть метров длиной и шириной около метра. При этом поперечные опоры 3 между соседними вертикальными опорами 2 крепятся на разных уровнях.
Конструкция подсекции третьего типа аналогична конструкции подсекции первого типа, но с тем отличием, что поперечные опоры 3 находятся на уровне, соответствующем середине межэтажного расстояния подсекции первого типа.
Конструкция подсекции четвертого типа аналогична конструкции подсекции второго типа, но с отличием в том, что уклон полос движения соответственно изменен на противоположный.
В случае расширения каждого этажа эстакады для создания парковочных мест с каждой стороны эстакады установлен дополнительный ряд вертикальных и поперечных опор (не показано).
Эстакада 1 в зависимости от условий эксплуатации и расположения имеет различные конструкции въездных 6 и съездных 7 участков на дорожное полотно, например, въезд непосредственно с дорожной полосы улицы, съезд на поперечное направление и т.д.
Таким образом, транспортное средство, перемещающееся по любой полосе движения, кроме полосы движения на нижнем этаже, которая связана с дорожным полотном, периодически поднимается на уровень, соответствующий половине межэтажного расстояния, а затем опускается на предыдущий уровень. Следовательно, движущееся по какой-либо полосе движения подсекции первого или третьего типа транспортное средство, находясь рядом и на одном уровне с соседней полосой движения на протяжении в данном примере 200 метров, может перейти со своей полосы движения на соседнюю полосу движения и далее, поднявшись или опустившись по наклонному переходному участку этой полосы и попав на следующую 200-метровую полосу движения уже другого уровня, снова перейти на соседнюю полосу движения и так далее. То есть подобным перестроением транспортное средство может перемещаться с этажа на этаж.
Например, если легковой автомобиль, въехав на продольно-плоский, внешний и нижний участок, 1-й (правой) полосы подсекции первого типа, продолжит движение по нему, то он спустится на дорожное полотно, то есть съедет с эстакады. Если же автомобиль, двигаясь по этому участку, перестроится на соседний, продольно-горизонтальный, нижний участок, 2-й (левой) полосы движения подсекции первого типа, и продолжит движение по ней, то, проехав по подъему 11 подсекции второго типа на следующий продольно-горизонтальный участок полосы движения подсекции третьего типа, он может перестроиться на 3-ю (правую) полосу движения этой же подсекции на втором этаже, а после подъема по переходному участку на следующий продольно-горизонтальный участок этого же этажа, снова перейти на соседнюю, 4-ю, левую, полосу движения второго этажа, затем так же - на 5-ю, правую полосу движения третьего этажа следующей секции эстакады и так далее до последнего этажа. И аналогичными перестроениями спуститься вниз и съехать с эстакады.
Это также означает, что, при движении на скорости 60-90 км/час по одной из полос движения эстакады, транспортное средство при том или ином заторе (ремонт, авария и т.п.) на этой полосе может загодя перестроиться на другую - свободную полосу движения этого или другого этажа. Таким образом, обеспечивается непрерывность движения на эстакаде.
Для обеспечения безопасности движения боковые поверхности эстакады защищены жесткими противоударными конструкциями, представляющими собой металлические полые короба.
Последний этаж на расстоянии около 2,5 метров сверху от полос движения эстакады покрыт жесткой плоской конструкцией.
Конструктивные особенности эстакады предполагают изготовление всех ее элементов в промышленных условиях. Поэтому все строительно-монтажные работы, в основном сборочные и сварочные, за исключением подготовки грунта для вертикальных опор, производятся на местах сооружения эстакад. Монтаж эстакады производят над действующими магистралями либо над любыми земельными участками. Собрать одну типовую секцию эстакады, в данном примере 0,5 км длиной, состоящую из четырех различных подсекций, при наличии необходимого оборудования и специалистов можно в течение 3-х месяцев. Соответственно удесятирение оборудования и числа специалистов предполагает строительство пятикилометрового участка эстакады так же за три месяца.
Конструктивное исполнение эстакады предполагает ее эксплуатацию в различных климатических условиях.
Аналогичные легкие эстакады могут быть использованы для велосипедов, тяжелые - для грузовиков.