山區(qū)高速公路交通設(shè)施桿件合建方案設(shè)計(jì)研究

王永鵬

（中鐵十七局集團(tuán)上海軌道交通工程有限公司，上海 200135）

0 引言

山區(qū)高速公路因受地形約束，新建高速搭接樞紐處公路橋隧比例高，交通基礎(chǔ)設(shè)施可用路基較少。隨著公路網(wǎng)密度增加，公路信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，樞紐、互通間距縮短，大量的交通標(biāo)志、情報(bào)板、ETC 門架等交通設(shè)施密集地布設(shè)于公路上，造成交通設(shè)施桿件密度大、占用位置多，相互之間存在遮擋等現(xiàn)象。

近年來，公路交通桿件合建是研究的熱點(diǎn)，尤其是城市交叉口處，信號(hào)設(shè)施與指示標(biāo)志合建已較為成熟，然而高速公路由于桿件結(jié)構(gòu)跨度大、信息多，多桿合一的應(yīng)用相對(duì)較少。李懷在市政工程中采用了多桿合一技術(shù)進(jìn)行桿件整合，減少桿件在設(shè)置中的交叉重復(fù)、布局混亂等現(xiàn)象[1]；詹鵬宇以智慧路燈為硬件載體，集合信號(hào)燈、交通標(biāo)志牌、5G 微基站等路側(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)道路設(shè)備設(shè)施的集約化管理[2]；李勇等人提出了標(biāo)志、可變情報(bào)板和ETC 系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備的優(yōu)化布局和協(xié)同運(yùn)行[3]。針對(duì)山區(qū)高速公路的特點(diǎn)，在滿足桿件設(shè)置的科學(xué)性、規(guī)范性的要求下，如何合理優(yōu)化桿件布設(shè)，減少建設(shè)成本，降低行車干擾，便是筆者在本文要討論的重點(diǎn)。

1 工程概況

貴州桐梓至新蒲高速公路全路段起于桐梓縣西南的金家岡，與金仁桐高速公路順接，路線全長73.1km，橋隧比為62.97%，設(shè)計(jì)速度100km/h，全線共設(shè)互通式立交6 處。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，該項(xiàng)目主線交通標(biāo)志526塊，機(jī)電情報(bào)板、信號(hào)燈燈桿設(shè)施226 處，其中門架型標(biāo)志、情報(bào)板類占比為35%。由于路基段落較少，設(shè)置位置有限，交通工程設(shè)施設(shè)置間距較短，互通立交出口處甚至不得以調(diào)整至橋梁、隧道路段，基礎(chǔ)安裝成本大，視認(rèn)效果較差，駕駛舒適性降低。以桐新高速桑木壩樞紐為例，其交通桿件布設(shè)情況如圖1、圖2所示。

圖1 交通標(biāo)志布設(shè)圖

圖2 機(jī)電外場(chǎng)設(shè)施布置圖

根據(jù)設(shè)計(jì)資料，桑木壩樞紐位置有限，交通工程設(shè)S14 桐新高速公路與S81 務(wù)遵高速公路交叉，樞紐立交交叉點(diǎn)位于桐新高速公路舒家?guī)r隧道出口，隧道出口至減速車道起點(diǎn)約600m。按桿件分布情況可知，該段路基段桐新高速主線上指路標(biāo)志分別按間距500m、0km 單向2 級(jí)預(yù)告門架、限速門架1 套，機(jī)電設(shè)置ETC門架1 處、情報(bào)板1 處，單方向門架型桿件共計(jì)4 處，懸臂型標(biāo)志、攝像機(jī)、懸臂燈桿共10 處，桿件較為密集，由于設(shè)置位置有限，部分門架、懸臂桿件存在間距較小，對(duì)行車視認(rèn)存在一定干擾，辨識(shí)難度大。

2 合桿點(diǎn)位設(shè)置研究

桿件合建設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，并非簡(jiǎn)單附著或并桿設(shè)計(jì)，而是要滿足功能需求，還要保證結(jié)構(gòu)和設(shè)備設(shè)施安全及維護(hù)方便，分布合理等因素。因此合桿點(diǎn)位的選擇是首先要研究的工作。

對(duì)于一般樞紐互通，指路標(biāo)志的布設(shè)，要按現(xiàn)行規(guī)范要求在“基準(zhǔn)點(diǎn)”前后按一定間距布設(shè)預(yù)告標(biāo)志，ETC 門架、門架型情報(bào)板等也有一定的分布規(guī)律，不同類型交通桿件分布及間距見表1。典型合桿點(diǎn)位示意圖如圖3、圖4所示。

表1 不同類型交通桿件分布及間距

圖3 500m預(yù)告標(biāo)志于ETC門架合建點(diǎn)位

圖4 隧道名稱標(biāo)志與機(jī)電設(shè)施合建點(diǎn)位

由表1 分析可知，交通桿件從使用功能上可分為數(shù)據(jù)采集類和告示、提醒類，不同類型的桿件在立交、互通處布設(shè)存在一定的分布規(guī)律，如ETC 與指示標(biāo)志、限速標(biāo)志均可設(shè)置于基準(zhǔn)點(diǎn)前500m 處，隧道入口處告示標(biāo)志與攝像機(jī)、情報(bào)板位置可保持一致，該類桿件設(shè)施存在合建的可行性。同時(shí)，攝像機(jī)、路燈、車檢器等數(shù)據(jù)采集類功能桿件，無需駕駛員視認(rèn)和辨別，該類桿件可附著設(shè)置指路標(biāo)志、情報(bào)板等門架上，對(duì)其使用功能無明顯影響，且可有效減少桿件的數(shù)量。

綜上分析，合桿點(diǎn)位選擇應(yīng)優(yōu)先以告示、提醒類門架為主，數(shù)據(jù)采集類桿件就近合建，達(dá)到既不影響具體功能發(fā)揮，又遵循功能集成、設(shè)備集約的原則，減少遮擋現(xiàn)象。

3 多桿合建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)交通桿件的分布和原有的桿件類型，按合桿點(diǎn)位選擇情況，通過對(duì)道路兩側(cè)設(shè)施進(jìn)行梳理，采用一體化合桿設(shè)計(jì)方案，在保證功能的前提下，減少桿件數(shù)量，充分釋放道路空間。

3.1 門架型合建

門架型合建標(biāo)志適用于大型門架指示標(biāo)志與ETC門架、門架型情報(bào)板合并設(shè)置，綜合考慮ETC 車道抓拍攝像的距離及標(biāo)志視認(rèn)高度，采用五橫桿桁架式結(jié)構(gòu)，具體設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 門架型標(biāo)志合建組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

門架合桿設(shè)計(jì)將2 組門架合并為一組，節(jié)約門架基礎(chǔ)個(gè)數(shù)及占地，兼顧標(biāo)志與機(jī)電設(shè)施的功能性，標(biāo)志地名信息視認(rèn)高度最大提高至9m，仍處于駕駛員豎向最佳視認(rèn)區(qū)間內(nèi)。

3.2 門架與小型設(shè)施合建

門架桿件跨度大，高度高，通常增設(shè)小型豎桿、吊掛橫桿件等，附著高清攝像機(jī)、車道指示器等小型設(shè)施，以隧道入口處情報(bào)板為例，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6 所示。該組合式門架結(jié)構(gòu)中，攝像機(jī)、車道指示器及情報(bào)板可共用一套供配電及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施，通過合理布置可節(jié)約50%的電纜線路和電源配置。

圖6 門架型情報(bào)板與小型設(shè)施合建

3.3 懸臂構(gòu)件附著小型設(shè)備

一般懸臂桿件低緣高度在5.5m以上，可增設(shè)橫、豎桿等方式，自由掛載全景攝像機(jī)、抓拍攝像機(jī)、檢測(cè)器等小型設(shè)施，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖7所示。

圖7 懸臂型桿件與小型設(shè)施合建

高速公路中懸臂桿件數(shù)量最多，位置分布零散，設(shè)置于路側(cè)位置自由。一般懸臂型桿件基礎(chǔ)較小，實(shí)施安裝條件較為便利，可通過合理優(yōu)化懸臂型桿件進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，懸臂型桿件采取“應(yīng)合則合”原則，對(duì)減少路側(cè)桿件的數(shù)量最為明顯。此外，隧道出入口段還需布設(shè)引道路燈，設(shè)計(jì)方案時(shí)，懸臂桿件可根據(jù)路燈點(diǎn)位前后移動(dòng)，選擇合適的路燈桿進(jìn)行組合。

4 結(jié)束語

綜上所述，得出如下結(jié)論：

（1）山區(qū)高速公路因地形限制，交通設(shè)施桿件布設(shè)條件有限，通過對(duì)桿件設(shè)施進(jìn)行整理和分類，提出了多桿合一布設(shè)原則和點(diǎn)位，能有效節(jié)約桿件成本，合理利用空間資源。

（2）短間距內(nèi)過多的門架、懸臂桿件設(shè)施會(huì)影響高速公路行車視線，對(duì)駕駛員造成一定的干擾，合理的合桿設(shè)計(jì)能夠避免信息過載，根據(jù)使用功能，結(jié)合桿件特點(diǎn)，兼顧交通設(shè)施的使用性和服務(wù)功能，對(duì)桿件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合并設(shè)計(jì)，能提高整合效率。