高速公路隧道行车安全中遮光棚的种类分析

黄欣

摘 要：遮光棚在高速公路的遮光设计中具有重要的作用，能够减少驾驶员在行车的过程中光线明暗交替冲击，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：隧道；遮光棚；类型

Abstract: Sunshades plays an important role in the highway shading design, it can reduce the pilot light in the process of driving the alternating light and dark impact, and the formation of an optical transition zone, to improve the driving environment, and to ensure road safety; set sunshades can reduce saving during the tunnel operation.Key words: tunnel; sunshades; type

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

遮光棚在高速公路的建设中具有重要的作用，随着山区高速公路隧道的大量出现，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，如何控制隧道出入口的光照强度，改善隧道行车环境，成为高速公路隧道建设的核心问题。特别是公路隧道群的出现，要求光线的强度不能影响司机的视觉，主要原因是车辆突然驶入明暗交替的地区，如果用强光的照射，司机在短时间内难以适应，这样容易造成交通事故。

1、设置遮光棚的作用

在出洞口和入洞口的适当范围内驾驶员视线范围内亮度变化因遮光棚的设计较为均匀缓和,能够让驾驶员在较短的时间内适应出洞的光线变化，可以达到遮光效果，保证行车的稳定性和安全性。

1.1 缓和光线的直接照射。由于隧道内外光线的差别，设置遮光棚能够减少光线的直射，降低洞内外光线亮度差别，具有防眩晕的功能，同时也能够让驾驶员适应隧道内外光线的变化，保证行车安全。

1.2 保护环境的功效。遮光棚的封闭设计，在一定程度上能够降低行车时高速公路景观区及沿线附近居民区的噪音，同时也能缓和高速进入隧道时的心理紧张感，并且能够做到与洞门周边的景观协调。遮光棚采用封闭式的设计，能够有效阻止雨雪直接落至行车道路面，保护隧道的路面清洁，有利用提高行车安全性，减少日常养护维修工作量。

1.3 对隧道的保护功能。作为隧道的洞门，它是隧道唯一外露的部分，在隧道洞口周围地形平缓、周围边仰坡稳定、不需要防碎石坠落的地方，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；在隧道洞口周围地形陡峻、需要设置防碎石坠落的地方，可以采用钢筋混凝土结构遮光棚作为隧道洞门。

1.4 遮光棚的节能效果。隧道之间设置遮光棚，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，减少隧道出入口的阳光直射，降低隧道出入口的亮度，为驾驶人员提供视觉调整时间，从而降低事故发生率,同时减少隧道长期运营的能耗。

2、隧道施工遮光棚方案的选择

洞口减光建筑的型式多种多样，有遮光棚、遮阳棚和遮光板等。遮阳棚的顶棚一般为透光构造，不允许阳光直射到路面上，是为了减弱自然光亮度而修建的棚状构造物；遮光棚虽然也是一种减光措施，但它允许太阳光直射路面上，这是遮光棚和遮阳棚的本质区别；而遮光板则是一种以防眩功能为主的构造物，通过遮挡主视野范围内太阳耀眼的强光来起到防眩的作用，每种遮光方案各有利弊。

2.1 隧道出口若采用遮阳棚，其封闭式透光构造遮阳减光效果很好,既可以降低雨雪引起的车辆滑移,也能减少雨雪对路面基层侵蚀,延长使用寿命；但遮阳棚对雨雪与环境污染会造成减光效果不稳定,增加工程投资,同时运营期间维护工作量大，也不利于隧道内通风，这就需要增加风机数量。特别是隧道处于植被不发育的黄土高原边缘时，较大的风沙将造成隧道运营一段时间后遮阳棚会淤积大量沙尘，其减光效果大打折扣，也增大了维护的费用，对隧道而言遮阳棚实用性不大。

2.2 隧道出口为正西方向，采用遮阳板能有效地减轻太阳光直射入驾驶员视线范围或者减小太阳直射角度，但遮光板的面积较大，受力很不均匀，在风载较大的情况下，存在较大的安全隐患，若要通过加强结构强度的方法来保证结构安全,又将造成结构尺寸增大或者配筋量加大且外型臃肿缺乏美感。

2.3 采用遮阳棚和遮光板来处理隧道出口减光各有利弊，而遮光棚作为一种透光构造物可以弥补遮阳棚受环境因素影响较大的缺点，运营期间维护工作量小又有利于隧道通风，可减少风机数量,降低运营成本。隧道洞口设计在解决减光过渡问题的同时，还应该吸取遮光棚的优点以达到减光和防眩的效果。

3、遮光棚的结构分类及其工程适用性

遮光棚设计的主要目的主要是为了保证较好的减光和防眩效果。在施工时，为了取材方便、降低施工难度，可以根据需要选择遮光棚，遮光棚主要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。

3.1 钢筋混凝土结构遮光棚

钢筋混凝土结构遮光棚主要适用于隧道洞口地形较陡峻，需要防碎石坠落的地段，可以减少施工的工程量和维护。设置主要考虑的是遮光棚的防眩功能,增加在明亮环境中的无太阳直接照射的行驶距离和减小太阳直射光进入驾驶员视野的角度, 在驾驶员视觉上适应了亮度变化的时候让阳光进入视野。通常,导致驾驶员产生眩光的仰角为20°,只要保证遮光棚拱肋的位置在驾驶员视野20°范围内能遮挡太阳光即可防止驾驶员产生眩光。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；主要以遮挡太阳眩光，降低亮度的变化率，达到减光防眩的目标，且视觉效果良好。

3.2 钢结构型式遮光棚

钢结构型式遮光棚能够在满足防眩效果的同时,通过调整构造物的规模就能基本达到减光的目的。适用于隧道洞口间地形较为开阔，不需要进行防碎石坠落的地段。由于目前遮光板材的正常使用寿命为5～10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；运营期间要定期对钢构件进行防锈、除锈维护，后期维修养护工作量大。该结构的遮光棚挡雨、阻雪能力强，能够减少风、雪、雨水对隧道的干扰，保证遮光棚段及隧道内空气流动；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；并且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。

3.3 钢筋混凝土框架与钢拱架组合型式的遮光棚

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，需要跨越沟谷且不需要进行防碎石坠落的地段。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，能够与周围的环境相匹配，能够增强隧道的透气性能，适合跨度大的地段进行遮光设计，能够保持较大的空间，透光性能较好，紧急情况下，逃生、救援方便。但是这种结构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，不需要进行防碎石坠落，雨水充沛、四季常青的地段。这种遮光棚设计思想巧妙，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，结构外侧种植藤本植物，利用天然植被进行减光、遮光，充分体现了高速公路隧道节能、减排的设计理念，实现了人与自然和谐相处的绿色环保理念，减少了对公路周围环境的影响与破坏；但是它的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洞外环境条件影响大；紧急情况下，逃生、救援困难。

4、小 结

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

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[3] 金伟良，赵羽习．混凝土结构耐久性EM3．北京：科学出版社，2002．