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1、公路 隧道 2 0 1 1 年第 3 期 总第 7 5期 遮光棚在高速公路隧道营运安全与节能设计中的应用 王长春 辽宁省交通规划设计院沈阳 1 1 0 1 6 6 摘 要在相距较近的高速公路隧道之间设置遮光棚 可以遮光 挡风 防雨 阻雪 隔离噪音 并形成一个光过渡 带 改善行车环境 确保行车安全 设置遮光棚 能够有效降低隧道营运期间的降耗 关键词高速公路隧道遮光棚安全节能 1 序 言 随着 高速公路建设规模的不断扩大 山区高速 公路隧道大量 出现 短隧道群方案与长隧道方案经 常成为控制工程走 向的关键方案 如何优化 隧道线 形 控制隧道工程建设规模 降低隧道建设和运营成 本 改善隧道行车环境
2、成为高速公路隧道建设的核 心问题 当高等级公路洞 口间距小于 5 0 m时 当两 座或两座 以上隧道相邻洞 口之问的距离小于 2 3 倍设计速度的距离时 可按照隧道群考虑 隧道洞 内外光线强弱悬殊 车辆突然从暗光区进入亮光区 再从亮光区进人暗光区 司机视觉难以适应 容易引 发交通事故 隧道洞 口设 置遮光棚 可以根据隧道 景观要求以及洞 口环境的亮度 结合照 明设计综合 考虑 优化行车环境 形成一个亮光过渡带 缓和洞 口内外明暗差异 降低眩晕感 确保视觉的舒适性和 安全性 同时给司机一个适应过程 图 1 图 2 图 1 遮光棚全 景图片 2 设置遮光棚的作用 1 遮光作用 降低洞 内外光线亮度
3、差别 遮光 棚 的透光率 应根据洞 口环境亮度和照明设计确定 2 隔离噪声作用 降低高速公路景观区及沿线 附近居 民区的噪音 4 O 图 2 遮 光 棚 细 部 图 片 3 洞门作 用 隧道 洞 门是隧道 唯一外露 的部 分 在隧道洞门周 围地形平缓 周围边仰坡稳定 不 需要防碎落处 可 以采用钢结构遮光棚作 为隧道洞 门 起到隧道标 志的作用 在隧道洞 门周 围地形 陡 峻 需要防碎落处 可以采用钢筋混凝土结构遮光棚 作为隧道洞门 4 景观作用 缓和高速进入隧道洞内暗部时的 心理紧张感并与洞门周边 的景观协调 5 防雨 阻雪作用 由于遮光棚能够有效 阻止 雨雪直接落至行车道路面 因此遮光棚洞
4、 内行车环 境接近于隧道洞 内行车环境 有利用提高行车安全 性 减少 日常养护维修工作量 6 节能作用 隧道之间设置遮光棚 隧道照 明 设计可以将隧道群与遮光棚作为一个整体进行设 计 有利于降低工程造价 节省隧道运营成本 3 遮光棚 的结构分 类及其工程适用性 根据遮光棚上部结构选材的不 同 可以分为 钢 筋混凝土结构 钢结构 钢筋混凝土框架与钢拱架组 合结构 钢筋混凝土环形框架与纵向连接钢管组合 结构等型式 根据高速公路 隧道所处地理位置 环 境条件 洞门型式 洞 口地形及人文环境等 的不同 因地制宜 选用不同型式的遮光棚 充分发挥各种不 王长春遮光棚在 高速公路 隧道 营运安全与节能设计
5、中的应用 同型式遮光棚的功能 3 1 钢筋混凝土结构遮光棚 钢筋混凝土结构遮光棚是指上部结构采用钢筋 混凝土结构 可以根据需要 和功能的不同 采用环形 结构 封闭结构 矩形框架结构等型式 适用于隧道 洞 口地形较陡峻 需要防碎落 的地段 1 钢筋混凝土明洞镂空式遮光棚 结构优点 通过隧道明洞结构设置镂空部分 达 到透光 减光 的效果 能够有 效控制 隧道 洞 内的亮 度 优化行车环境 由于隧道明洞镂空部分能够进行 洞 内外空气交换 因此 隧道及遮光棚 内空气质量较 好 此外 钢筋混凝土拱形结构遮光棚还具有抗腐蚀 能力强 耐久性能好 维修养护工作量小 运营成本 低等特点 结构缺点 钢筋 混凝土结
6、构型式 的遮光棚洞内 行驶时压迫感较强 遮光棚内光线 的调节能力较差 遮光棚不能够遮风 挡雨 阻雪 洞外雨雪能够进入 洞 内路面 电缆槽 中 遮光棚段的行车环境受外界环 境条件影响大 紧急情况下逃生救援困难 需要将隧 道群与遮光棚作为一个整体设置逃生 救援通道 2 钢筋混凝 土明洞镂空镶嵌遮光板材的结构 型式 结构优点 通过隧道 明洞结构设置镂空部分 在 镂空部分镶嵌有遮光板材 起到透光 减光 的效果 能够有效控制隧道洞内的亮度 优化行车环境 由于 明洞镂空部分设置有遮光板材 所 以可以起到遮风 挡雨 阻雪的作用 此外 钢筋混凝土拱形结构遮光 棚还具有抗腐蚀能力强 耐久性能好 维修养护工作 量
7、小等特点 结构缺点 该结构型式 的遮光棚洞 内行驶时压 迫感较强 遮光棚内光线 的调节能力较差 采用该种 型式的遮光棚连接 隧道群时 需要将隧道群与遮光 棚作为一个整体进行 隧道通风设 计 可能导致隧道 运营成本增加 遮光棚及隧道内空气质量较差 紧急 情况下逃生救援 困难 需要将隧道群与遮光棚作为 一 个整体考虑设置逃生 救援通道 3 2 钢结构型式遮光棚 钢结构遮光棚是指上部结构采用钢结构骨架 其上铺设遮光板材 适用于隧道洞 口间地形较为开 阔 不需要进行防碎落的地段 结构优点 施工方便 工期短 养护维修方便 结 构轻巧 美观 具有一定程度的遮光性 并可对结构 内透光 性能 提供选 择性 选
8、择 不 同性 能 的遮光 板 材 挡雨 阻雪能力强 通风透气性能好 遮光棚段 及隧道 内空气质量好 当采用该种遮光棚连接隧道 群时 紧急情况下 逃生 救援方便 同时可以在遮光 棚段考虑设置洞外联络通道 施工简单 工期短 造 价低 隧道照明设计可 以将遮光棚与隧道作为一个 整体进行设计 有利于降低工程造价 节省隧道运营 成本 结构缺点 由于 目前遮光板材的正常使用寿命 为 5 1 0年 较遮光棚主体结构的使用寿命短 需要 定期更换遮光板材 钢结构拱架宜生锈 隧道施工前 应对钢材进行防锈处理 运 营期间也应该定期 对钢 构件进行防锈 除锈维护 后期维修养护工作量大 3 3 钢筋混凝土框架与钢拱架组
9、合型式的遮光棚 钢筋混凝土框架与钢拱架组合型式的遮光棚是 指遮光棚下部采用钢筋混凝土框 架梁柱结构 上部 采用钢拱架结构 的组合结构 型式 适用 于地形 开 阔 不需要进行防碎落 需要跨越沟谷地段 该结构优点 能够充分发挥钢筋混凝土框架结 构跨越能力大 灵活方便 通透性好 视野开阔 适应 性强的特点 同时也能充分发挥钢拱架结构轻便 现 场施工速度快 通过 与遮光板材搭配 达 到遮光 减 光的效果 通风透气性能好 遮光棚段及隧道内空气 质量好 隧道通风设计 不需 要考虑遮 光棚段 的影 响 隧道照明设计可 以将遮光棚与隧道作为一个整 体进行设计 有利于降低工程造价 节省隧道运营成 本 紧急情况下
10、 逃生 救援方便 该结构缺点 需要定期更换遮光板材 钢拱架需 要定期进行维护 结 构挡雨 阻雪效果差 遮光棚段 行车环境受洞外环境影响较大 3 4 钢筋混凝土环形框架与纵向连接钢管组合型 式的遮光棚 钢筋混凝土环形框架与纵向连接钢管组合型式 的遮光棚是指遮光棚骨架 由横向钢筋混凝土拱形结 构组成 纵 向采用钢筋混凝土纵梁及钢管连接的结 构型式 沿遮光棚两侧种植藤本植物进行生态遮光 适用于地形 开阔 不 需要进行 防碎落 南方雨水充 沛 四季常青的地段 该结构优点 该结构设计思想巧妙 施工工艺简 单 充分发挥钢筋混 凝土 的骨架功能 成为承载 主 体 利用钢管作为附属承载体系 结构外侧种植藤本
11、植物 利用天然植 被进行减光 遮 光 充分体现 高速 高速公路隧道节能 减排 的设计理念 充分体现人与 自然和谐相处的绿色环保理念 减少对公路周 围环 境 的影响与破坏 遮光棚段及 隧道内空气质量好 隧 道通风设计 不需要考虑遮光棚段 的影响 隧道照明 41 公路 隧道 2 0 1 1年第 3期 总第 7 5期 设计可以将遮光棚 与隧道作为一个整体进行设计 有利于降低工程造价 节省隧道运营成本 该结构缺点 适用范围受地域条件 限制较大 维 修养护周期短 需要根据外界环境条件 不定期 的对 藤本植物进行人工修剪 维护 减光性及遮光性受外 界因素影响较大 很难达到适时精准控制 遮光棚段 行车环境受
12、洞外环境条 件影响大 紧急情况 下 逃 生 救援困难 4小 结 大量工程实践证 明 遮光棚的应用符合高速公 路隧道安全 节能 环保的发展理念 合理设置遮光 棚 因地制宜地选择遮光棚的结构型式 合理控制遮 光棚的设置规模 能够有效改善高速公路隧道行车 4 2 环境 提高行车安全性 降低交通事故 降低运营成 本 参考文献 E 1 3 敖敏霞 新城隧道遮光棚段光过渡效应与经济性的结 合 隧道建设 2 0 0 4 8 2 过镇海 钢筋混凝土原理 北京 清华大学出版社 1 9 9 9 3 E 3 3 金伟 良 赵羽习 混凝土结构耐久性E M3 北京 科学出 版社 2 0 0 2 E 4 J 重庆交通科研设计院 J T G D7 0 2 0 0 4 公路隧道设计 规范 S 北京 人民交通出版社 2 0 0 4 E 5 3 王长春 万明富 张兆杰 尹正风 遮光棚在高速公路隧 道设计中的应用初探 c 2 0 0 9年全 国公路隧道学术 会议论文集 重庆 重 庆大学出版社 2 0 0 9
