山區高速公路交通設施桿件合建方案設計研究

王永鵬

（中鐵十七局集團上海軌道交通工程有限公司，上海 200135）

0 引言

山區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，交通基礎設施可用路基較少。隨著公路網密度增加，公路信息基礎設施的發展，樞紐、互通間距縮短，大量的交通標志、情報板、ETC 門架等交通設施密集地布設于公路上，造成交通設施桿件密度大、占用位置多，相互之間存在遮擋等現象。

近年來，公路交通桿件合建是研究的熱點，尤其是城市交叉口處，信號設施與指示標志合建已較為成熟，然而高速公路由于桿件結構跨度大、信息多，多桿合一的應用相對較少。李懷在市政工程中采用了多桿合一技術進行桿件整合，減少桿件在設置中的交叉重復、布局混亂等現象[1]；詹鵬宇以智慧路燈為硬件載體，集合信號燈、交通標志牌、5G 微基站等路側設備實現對道路設備設施的集約化管理[2]；李勇等人提出了標志、可變情報板和ETC 系統的一體化設計方法，實現各個設備的優化布局和協同運行[3]。針對山區高速公路的特點，在滿足桿件設置的科學性、規范性的要求下，如何合理優化桿件布設，減少建設成本，降低行車干擾，便是筆者在本文要討論的重點。

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%，設計速度100km/h，全線共設互通式立交6 處。根據設計資料，該項目主線交通標志526塊，機電情報板、信號燈燈桿設施226 處，其中門架型標志、情報板類占比為35%。由于路基段落較少，設置位置有限，交通工程設施設置間距較短，互通立交出口處甚至不得以調整至橋梁、隧道路段，基礎安裝成本大，視認效果較差，駕駛舒適性降低。以桐新高速桑木壩樞紐為例，其交通桿件布設情況如圖1、圖2所示。

圖1 交通標志布設圖

圖2 機電外場設施布置圖

根據設計資料，桑木壩樞紐位置有限，交通工程設S14 桐新高速公路與S81 務遵高速公路交叉，樞紐立交交叉點位于桐新高速公路舒家巖隧道出口，隧道出口至減速車道起點約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志分別按間距500m、0km 單向2 級預告門架、限速門架1 套，機電設置ETC門架1 處、情報板1 處，單方向門架型桿件共計4 處，懸臂型標志、攝像機、懸臂燈桿共10 處，桿件較為密集，由于設置位置有限，部分門架、懸臂桿件存在間距較小，對行車視認存在一定干擾，辨識難度大。

2 合桿點位設置研究

桿件合建設計是一個系統工程，并非簡單附著或并桿設計，而是要滿足功能需求，還要保證結構和設備設施安全及維護方便，分布合理等因素。因此合桿點位的選擇是首先要研究的工作。

對于一般樞紐互通，指路標志的布設，要按現行規范要求在“基準點”前后按一定間距布設預告標志，ETC 門架、門架型情報板等也有一定的分布規律，不同類型交通桿件分布及間距見表1。典型合桿點位示意圖如圖3、圖4所示。

表1 不同類型交通桿件分布及間距

圖3 500m預告標志于ETC門架合建點位

圖4 隧道名稱標志與機電設施合建點位

由表1 分析可知，交通桿件從使用功能上可分為數據采集類和告示、提醒類，不同類型的桿件在立交、互通處布設存在一定的分布規律，如ETC 與指示標志、限速標志均可設置于基準點前500m 處，隧道入口處告示標志與攝像機、情報板位置可保持一致，該類桿件設施存在合建的可行性。同時，攝像機、路燈、車檢器等數據采集類功能桿件，無需駕駛員視認和辨別，該類桿件可附著設置指路標志、情報板等門架上，對其使用功能無明顯影響，且可有效減少桿件的數量。

綜上分析，合桿點位選擇應優先以告示、提醒類門架為主，數據采集類桿件就近合建，達到既不影響具體功能發揮，又遵循功能集成、設備集約的原則，減少遮擋現象。

3 多桿合建結構設計

根據交通桿件的分布和原有的桿件類型，按合桿點位選擇情況，通過對道路兩側設施進行梳理，采用一體化合桿設計方案，在保證功能的前提下，減少桿件數量，充分釋放道路空間。

3.1 門架型合建

門架型合建標志適用于大型門架指示標志與ETC門架、門架型情報板合并設置，綜合考慮ETC 車道抓拍攝像的距離及標志視認高度，采用五橫桿桁架式結構，具體設計如圖5所示。

圖5 門架型標志合建組合結構設計

門架合桿設計將2 組門架合并為一組，節約門架基礎個數及占地，兼顧標志與機電設施的功能性，標志地名信息視認高度最大提高至9m，仍處于駕駛員豎向最佳視認區間內。

3.2 門架與小型設施合建

門架桿件跨度大，高度高，通常增設小型豎桿、吊掛橫桿件等，附著高清攝像機、車道指示器等小型設施，以隧道入口處情報板為例，結構設計如圖6 所示。該組合式門架結構中，攝像機、車道指示器及情報板可共用一套供配電及數據傳輸設施，通過合理布置可節約50%的電纜線路和電源配置。

圖6 門架型情報板與小型設施合建

3.3 懸臂構件附著小型設備

一般懸臂桿件低緣高度在5.5m以上，可增設橫、豎桿等方式，自由掛載全景攝像機、抓拍攝像機、檢測器等小型設施，結構設計如圖7所示。

圖7 懸臂型桿件與小型設施合建

高速公路中懸臂桿件數量最多，位置分布零散，設置于路側位置自由。一般懸臂型桿件基礎較小，實施安裝條件較為便利，可通過合理優化懸臂型桿件進行組合設計，懸臂型桿件采取“應合則合”原則，對減少路側桿件的數量最為明顯。此外，隧道出入口段還需布設引道路燈，設計方案時，懸臂桿件可根據路燈點位前后移動，選擇合適的路燈桿進行組合。

4 結束語

綜上所述，得出如下結論：

（1）山區高速公路因地形限制，交通設施桿件布設條件有限，通過對桿件設施進行整理和分類，提出了多桿合一布設原則和點位，能有效節約桿件成本，合理利用空間資源。

（2）短間距內過多的門架、懸臂桿件設施會影響高速公路行車視線，對駕駛員造成一定的干擾，合理的合桿設計能夠避免信息過載，根據使用功能，結合桿件特點，兼顧交通設施的使用性和服務功能，對桿件結構進行合并設計，能提高整合效率。