山区高速公路交通设施杆件合建方案设计研究

王永鹏

（中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司，上海 200135）

0 引言

山区高速公路因受地形约束，新建高速搭接枢纽处公路桥隧比例高，交通基础设施可用路基较少。随着公路网密度增加，公路信息基础设施的发展，枢纽、互通间距缩短，大量的交通标志、情报板、ETC 门架等交通设施密集地布设于公路上，造成交通设施杆件密度大、占用位置多，相互之间存在遮挡等现象。

近年来，公路交通杆件合建是研究的热点，尤其是城市交叉口处，信号设施与指示标志合建已较为成熟，然而高速公路由于杆件结构跨度大、信息多，多杆合一的应用相对较少。李怀在市政工程中采用了多杆合一技术进行杆件整合，减少杆件在设置中的交叉重复、布局混乱等现象[1]；詹鹏宇以智慧路灯为硬件载体，集合信号灯、交通标志牌、5G 微基站等路侧设备实现对道路设备设施的集约化管理[2]；李勇等人提出了标志、可变情报板和ETC 系统的一体化设计方法，实现各个设备的优化布局和协同运行[3]。针对山区高速公路的特点，在满足杆件设置的科学性、规范性的要求下，如何合理优化杆件布设，减少建设成本，降低行车干扰，便是笔者在本文要讨论的重点。

1 工程概况

贵州桐梓至新蒲高速公路全路段起于桐梓县西南的金家冈，与金仁桐高速公路顺接，路线全长73.1km，桥隧比为62.97%，设计速度100km/h，全线共设互通式立交6 处。根据设计资料，该项目主线交通标志526块，机电情报板、信号灯灯杆设施226 处，其中门架型标志、情报板类占比为35%。由于路基段落较少，设置位置有限，交通工程设施设置间距较短，互通立交出口处甚至不得以调整至桥梁、隧道路段，基础安装成本大，视认效果较差，驾驶舒适性降低。以桐新高速桑木坝枢纽为例，其交通杆件布设情况如图1、图2所示。

图1 交通标志布设图

图2 机电外场设施布置图

根据设计资料，桑木坝枢纽位置有限，交通工程设S14 桐新高速公路与S81 务遵高速公路交叉，枢纽立交交叉点位于桐新高速公路舒家岩隧道出口，隧道出口至减速车道起点约600m。按杆件分布情况可知，该段路基段桐新高速主线上指路标志分别按间距500m、0km 单向2 级预告门架、限速门架1 套，机电设置ETC门架1 处、情报板1 处，单方向门架型杆件共计4 处，悬臂型标志、摄像机、悬臂灯杆共10 处，杆件较为密集，由于设置位置有限，部分门架、悬臂杆件存在间距较小，对行车视认存在一定干扰，辨识难度大。

2 合杆点位设置研究

杆件合建设计是一个系统工程，并非简单附着或并杆设计，而是要满足功能需求，还要保证结构和设备设施安全及维护方便，分布合理等因素。因此合杆点位的选择是首先要研究的工作。

对于一般枢纽互通，指路标志的布设，要按现行规范要求在“基准点”前后按一定间距布设预告标志，ETC 门架、门架型情报板等也有一定的分布规律，不同类型交通杆件分布及间距见表1。典型合杆点位示意图如图3、图4所示。

表1 不同类型交通杆件分布及间距

图3 500m预告标志于ETC门架合建点位

图4 隧道名称标志与机电设施合建点位

由表1 分析可知，交通杆件从使用功能上可分为数据采集类和告示、提醒类，不同类型的杆件在立交、互通处布设存在一定的分布规律，如ETC 与指示标志、限速标志均可设置于基准点前500m 处，隧道入口处告示标志与摄像机、情报板位置可保持一致，该类杆件设施存在合建的可行性。同时，摄像机、路灯、车检器等数据采集类功能杆件，无需驾驶员视认和辨别，该类杆件可附着设置指路标志、情报板等门架上，对其使用功能无明显影响，且可有效减少杆件的数量。

综上分析，合杆点位选择应优先以告示、提醒类门架为主，数据采集类杆件就近合建，达到既不影响具体功能发挥，又遵循功能集成、设备集约的原则，减少遮挡现象。

3 多杆合建结构设计

根据交通杆件的分布和原有的杆件类型，按合杆点位选择情况，通过对道路两侧设施进行梳理，采用一体化合杆设计方案，在保证功能的前提下，减少杆件数量，充分释放道路空间。

3.1 门架型合建

门架型合建标志适用于大型门架指示标志与ETC门架、门架型情报板合并设置，综合考虑ETC 车道抓拍摄像的距离及标志视认高度，采用五横杆桁架式结构，具体设计如图5所示。

图5 门架型标志合建组合结构设计

门架合杆设计将2 组门架合并为一组，节约门架基础个数及占地，兼顾标志与机电设施的功能性，标志地名信息视认高度最大提高至9m，仍处于驾驶员竖向最佳视认区间内。

3.2 门架与小型设施合建

门架杆件跨度大，高度高，通常增设小型竖杆、吊挂横杆件等，附着高清摄像机、车道指示器等小型设施，以隧道入口处情报板为例，结构设计如图6 所示。该组合式门架结构中，摄像机、车道指示器及情报板可共用一套供配电及数据传输设施，通过合理布置可节约50%的电缆线路和电源配置。

图6 门架型情报板与小型设施合建

3.3 悬臂构件附着小型设备

一般悬臂杆件低缘高度在5.5m以上，可增设横、竖杆等方式，自由挂载全景摄像机、抓拍摄像机、检测器等小型设施，结构设计如图7所示。

图7 悬臂型杆件与小型设施合建

高速公路中悬臂杆件数量最多，位置分布零散，设置于路侧位置自由。一般悬臂型杆件基础较小，实施安装条件较为便利，可通过合理优化悬臂型杆件进行组合设计，悬臂型杆件采取“应合则合”原则，对减少路侧杆件的数量最为明显。此外，隧道出入口段还需布设引道路灯，设计方案时，悬臂杆件可根据路灯点位前后移动，选择合适的路灯杆进行组合。

4 结束语

综上所述，得出如下结论：

（1）山区高速公路因地形限制，交通设施杆件布设条件有限，通过对杆件设施进行整理和分类，提出了多杆合一布设原则和点位，能有效节约杆件成本，合理利用空间资源。

（2）短间距内过多的门架、悬臂杆件设施会影响高速公路行车视线，对驾驶员造成一定的干扰，合理的合杆设计能够避免信息过载，根据使用功能，结合杆件特点，兼顾交通设施的使用性和服务功能，对杆件结构进行合并设计，能提高整合效率。