２０１３年１２月第１２期 城市道桥与防洪 管理施工 １０９ 城市高架桥满堂支架通行孔交通安全措施研究 王威 （上海城建市政工程（集团）有限公司，上海市２０００６５） 摘 要：在城市高架桥梁施工过程中，为满足社会车辆从施工区域通行的要求，需要在施工区域设置支架通行孔，由此带来了道 路交通安全问题。通过整理国内外对于道路施工安全的一些研究成果和国家标准、行业规范，结合高架桥结构的设计施工特点及 具体工程案例，提出了保证交通安全的一些措施，供类似工程施工参考。 关键词：高架桥；通行孔；交通安全 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码： 文章编号：１００９—７７１６（２０１３）１２—０１０９—０５ １城市高架桥满堂支架通行孔交通安全问 题简述 近年来，由于我国城镇化步伐的加快，人民生 活水平的提高，大中型城市的机动车数量快速增 长，给城市交通带来了巨大压力。为了疏解交通拥 堵，许多城市纷纷兴建市内高架桥快速路。高架桥 常采用现浇钢筋混凝土箱梁的结构形式，在施工 环境许可的条件下，一般采用落地满堂支架的施 工工艺，见图１。 图１满堂支架通行孔 在市区进行高架桥施工，往往会与现状通行道 路交叉，而施工期间又不能中断交通，因此，必须 考虑通过科学的理论指导，针对城市高架桥满堂 在满堂支架搭设时预留现状道路的通行孔（或称 支架通行孔的交通安全采取相应的措施。 “门洞”），以保证施工期间车辆和行人的正常通行。 ２国内外研究成果 在原有道路上搭设支架通行孔，不可避免地 会带来交通拥堵，甚至安全事故等负面影响。为缓 国外关于道路施工的安全分析及研究较早， 解交通压力和降低施工期间的交通安全负面影 取得了不少成果，对我国有十分重要的借鉴意义。 响，同时也为了防止因交通事故引起支架受损，应 １９８８年Ｓｔａｍｍｅｒ研究了美国公路作业区每年 的事故死亡人数，由１９８２年的５００人增至１９８７年 收稿日期：２０１３—０７—２６ 的７００人，州内公路作业区的死亡人数在这５年 作者简介：王威（１９７９一），男，黑龙江哈尔滨人，工程师，从事 内增长了１倍。１９７９年Ｄｕｄｅｋ和Ｒｉｅｈａｒｄｓ就开展 市政工程施工项目技术管理工作。 了对高速公路养护施工管理策略的研究【ｌ１。１９８１年 为了实现精确控制主梁线形的目的，首先要 的精度非常高。虽然由于梁上临时施工荷载的存 准确预测梁段的立模标高。在合拢前对每跨合拢 在及其大小和作用位置的随机性，以及各梁段混 段两侧梁段的底面标高进行了测试。结果表明，合 凝土重量的施工误差、混凝土收缩徐变和温度等 拢段两端的标高差异扣除桥面纵向坡度影响值后 因素的影响，使这些受控变量的量值在某一施工 一般在３—６ ｍｍ之间，合拢段两端的标高差异扣 阶段可能与理论值不完全一致，但总的来说这种 除桥面纵向坡度影响值后为８ ｍ。最大差值不超过 不一致是小的和个别的，最终的控制效果是令人 ２ ｃｍｏ 十分满意的。 ４结论 参考文献 从整个施工过程及主桥全部施工完成后对受 【ｌ】邬晓光，邵新鹏，万振江，等＿公路桥梁设计丛书刚架桥［Ｍ】．北 控变量（标高和线形）的实测结果可以看出，兰州 京：人民交通出版社，２００１． 天水路黄河大桥主桥的主梁应力及主梁线形控制 ［２１徐君兰．大跨度桥梁施工控制【Ｍ】・北京．人民交通出版社，２０００． ｌｌ０ 管理施工 城市道桥与防洪 ２０１３年ｌ２月第１２期 Ｐａｉｎ等进行了关于作业区车辆运行速度的详细研 究，得到作业区的车速取决于交通量、封闭车道的 位置、交通控制方式和作业区地点。１９９９年 ＶｉｒｇｉｎｉａＰ．ｓｉｓｉｏＰｉｋｕ和Ｒｉｃｈａｒｄｗ．Ｌｙｌｅｓ研究了公路作 业区的车速特性，分析了施工作业区的车速分布， 以及通车车道数、车道关闭形式和施工人员对车 速的影响，发现在作业区车辆的运行车速通常要 高于限速值，并与通车的车道数有关。作业区事故 和车速的研究为作业区安全改善研究提供了基 础。１９８７年ＭｃＣｏｖ和Ｐｅｔｅｒｓｏｎ进行了四车道分隔 公路不同作业区长度的安全性研究，发现作业区 长度和事故率及车速分布参数（如标准差或距）不 存在相关关系。１９８７年Ｊａｎｓｏｎ等提出了各种减轻 作业区影响的管控措施，包括优化作业区的交通 组织，合理的交通控制方法，合理的车道封闭位置 及合理的作业区长度等 。 国内对道路施工交通组织的研究主要集中在 高速公路路段施工期交通组织、城市干道施工交 通组织、地铁施工以及高速公路互通施工期交通 组织等方面，提出了交通分流、交通管制以及施工 组织等方法措施，对于施工期间交通组织具有良 好的指导作用。 ２００２年，吴晓宇提出高架桥施工作业控制区 中的警告区、缓冲区、工作区、过渡区和终止区长 度的计算方法ｌ ３ｌ。２００４年，熊辉、史其信通过公路作 业区前警告标志的设置对车速的影响情况进行了 分析，同时对离作业区不同距离标志的前后车速 进行检测，计算车速的平均值和标准差。结果表 明，在作业区前１００ ｍ设置警告标志可有效地降 低车速，标志离作业区越远车速值越离散，对车速 控制的效果越不明显。２００５年，何小洲、过秀成等 在大量交通调查的基础上，对作业区行车道、超车 道和合流车道的车头时距分布，各控制区的地点 车速的频率分布和空问分布，车道占有率以及车 辆汇入特征进行了分析，为作业区的交通安全研 究和管理提供了一定的依据『ｌＩ。 国内相关的标准规范主要有交通部颁发的 《公路沥青路面养护技术规范》（ＪＴＪ ０７３．２—２００１） 以及各省及所属地方部门制定的施工路段管理办 法。此外，《道路交通标志和标线》（ＧＢ ５７６８— ２００９）对施Ｔ路段安全标志种类及设置作了相应 的规定。公安部发布的《道路作业交通安全标志》 （ＧＡ １８２—１９９８）对《道路交通标志和标线》补充了 道路作业人员的着装和作业车的标记。上海市市 政工程管理处于２００６年组织编写了《城市道路养 护维修作业安全技术规程》。该规程对占道施工区 域的交通组织进行了系统的阐述。 ３满堂支架通行子Ｌ的结构形式与特点 高架桥现浇箱梁施工过程中，梁体自重和施工 荷载通过满堂支架传递至地基。通行孔处必须预 留空间以便车辆和行人通行，荷载的传力路线为： 模板一支架一过梁一立柱一基础。常用的过梁形 式有贝雷桁架片、槽钢、Ｈ型钢、工字钢等，立柱可 以采用 ６０９钢管或密搭钢管支架等。 通行孔的横截面通常为矩形，宽度一般为双车 道或单车道，高度与高架桥设计净空高度、通行孑Ｌ 宽度、道路限高３个因素有关。通行孔的长度与地 面道路和高架桥的相对平面位置关系有关。简而 言之，可将通行孔看作穿过桥下满堂支架的一条 图２通行子Ｌ立面图 通行孑Ｌ部位的交通安全有５个特点。 （１）有限高要求。某些通行孔的高度受桥下净 空、过梁高度和必要的工作净空及预留一定的安 全高度影响，不能达到《城市道路丁程设计规范》 （ＣＪＪ ３７—２Ｏ１２）中要求的市内道路隧道４．５ ｍ净 空高度要求，因此必须考虑相应的警示和限高措 施。限高值Ｌ＝Ｈ１－－Ｈ２－－Ｈ３－－Ｈ４－－Ｈ５，其中，Ｈ１为 高架桥通行孔位置梁底最低点标高；Ｈ２为路面标 高；Ｈ３为通行孔过梁高度；日４为过梁顶模板支架 高度；Ｈ５为预留安全距离（３０ ｃｍ）。 （２）对行车道宽度有限制。某些道路通行孑Ｌ由 于客观条件所限，不能达到单车道３．７５ ｍ的标准 车道宽度，而为了防止超宽车辆刮擦碰撞，需要限 制通过的车辆宽度。 （３）占路时间相对较长。现浇钢筋混凝土箱梁 从搭设满堂支架算起至完成支架的拆除，通常需 要７０～９０ ｄ，而一般的路面维护、敷设管道施丁等 占路时间不超过３０ ｄ。 （４）视野受到限制。由于通行孔两侧支架密布， 驾驶员的视野被阻断，不能良好观察路面的交通 状况。 ２０１３年１２月第１２期 城市道桥与防洪 管理施工１１１ （５）有照明要求。目前国内的城市高架道路主 线桥一般都为双向６车道，桥宽２５ ｍ左右，桥下 通行孑Ｌ如果呈斜交，其长度往往会达到３０～４０ ｍ， 如不设照明，对交通安全有不利影响。 ４城市道路施工范围交通区域划分 根据国内外专家学者的研究成果，道路施工 区域应由预警区、过渡区、活动区、终止区４个部 分组成 。 （１）预警区：其目的是通过特定的预警标志告 知驾驶人前方道路正在进行施工，促使驾驶人做 好应对道路条件发生改变的相关驾驶操作。其长 度与道路条件、车速、驾驶人的知觉一反应特性等 有关。 （２）过渡区：此区域是为了引导驾驶人从正常 行驶的道路过渡到道路相关条件发生改变的施工 区路段。其长度的确定与车速、道路条件有关，需 要有足够的长度保证驾驶人可以顺利减速并准备 实现合流。 （３）活动区：进行实际道路施工、养护、维修作 业的区域，包括施工作业区、交通区、缓冲区等功 能区域。 （４）终止区：设置于活动区末端下游，用于调 整车辆行驶路线的区域。 ５城市道路施工范围交通事故特点 （１）活动区 事故最多。 在任何类型的道路上，活动区的事故总数和 重伤事故数都最多，而终止区的事故数量最少。 （２）事故类型与功能区域有关。 预警区的大部分事故是追尾事故。当车辆从 预警区进入过渡区后，同向车辆问的刮擦事故增 加而成为数量仅次于追尾的事故类型。当车辆经 过与活动区并列的交通区时，追尾和同向刮擦的 事故数量减少，而与路外固定物体相撞和成角度 碰撞的事故数量增加。 （３）引发事故的主要因素是速度差。 即降低速度多样性差异，使车辆保持大致相 近的速度行驶对策，可极大地提高施工区的安全 性，但这并不必然意味着降低施工区的车速限制， 因为降低速度限制并不一定降低速度差。 ６通行孑Ｌ限速 通行孔限制车速可以保证交通安全，但过低 的速度往往会降低作业区的道路利用率，降低施 工区的通行能力，在施工区前方易形成较大的速 度方差和交通拥挤或堵塞，引起驾驶员的急躁情 绪和争道抢行行为，这样反而会降低施工区的运 行效率和安全性。因此确定施工区的限速值时要 考虑通行能力、驾驶人处理信息的能力等制约因 素。目前还没有针对通行孔限速的相关规范或研 究成果，建议按表１进行限速。限速应保持一定的 连续性，并且施工区段前后的限速差也不宜过大。 表１通行子Ｌ限速表（单位：ｋｍ，ｈ） ７通行孔交通安全区域设计 通行孔交通安全保证措施的设计总思路为 “科学划分交通区域，合理配置交通设施”。 ７．１预警区最小长度及交通设施 预警区的作用是提醒驾驶员前方施工，告知限 速、限高等信息。《道路交通标志和标线》（ｃＢ ５７６８— ２００９）３．１０．１中表９给出了警告标志前置距离，可 据此确定预警区的长度，见表２。 应安装的交通警示标志见图３。 对于有限高要求的通行孔，在预警区应设立 警告式限高门架。该门架由立杆和横杆组成，与普 通限高门架的区别在于横杆下悬挂若干条由索链 和硬质重物（钢筋外包橡胶皮）组成的警告物体， 若超高车辆经过，车顶会撞击警告物，起到提醒超 高车辆绕行的作用。 设计限高的高度时必须考虑通行孔地面道路 的纵坡横坡。如果坡度过大，汽车行驶时重心偏移， 可能会造成车辆局部抬高。比如一部大客车在经 过纵坡为４％的下匝道时，尾部会抬高１５～２０ ｃｍ。 另外在通行孔使用过程中，如果路面需要修补，也 不能超过原来的高度。 此外，在预警区前方的路口还应设立交通导 行路线图，帮助受限车辆选择其他路线绕行。 ７．２过渡区长度及交通设施 车辆进人过渡区以后，经过渐变段合流进入 活动区。 《道路交通标志和标线》（ＧＢ ５７６８．３—２００９）第 ６．２．２节给出了渐变段长度计算公式： Ｌ＝Ｖ Ｗ／１５５（Ｖ≤６０ ｋｍ／ｈ） Ｌ＝０．６２５×Ｖ・ （Ｖ＞６０ ｋｍ／ｈ） 式中： 为渐变段长度，ｍ；Ｖ为设计速度，ｋｍ／ｈ；Ｗ 为变化宽度，ｍ。 据此可以计算出变化宽度为１根车道（３．７５ ｍ） １１２ 管理施工 城市道桥与防洪 ２０１３年１２月第１２期 ▲囝囝＠ 施工警告 限宽 限高 限速 图３应安装的交通警示标志 和２根车道（７．５ ｍ）时不同设计车速所需的渐变段 长度，见表３。 表３渐变段长度 设计速度 ／（ｋｍ／ｈ） ３．７５ 变化宽度 ，ｍ ７．５ 过渡区应起到保护施工活动区的作用，其设置 的交通设施包括第二道强制限高限宽门架（如需 要限高）、路面橡胶减速带、渠化交通护栏等。同时 在路面上应设置相应的交通标线。如果无照明灯 光可利用，还应设置临时路灯夜间照明。 与第一道警告式限高门架不同，强制限高门架 应与路面橡胶减速带共同作用，起到拦停超高车 辆的作用，门架设计时应做成“强柱弱梁”的结构 体系，横梁不宜过重过强，以免被撞落后，砸中下 方车辆，造成车毁人亡。横梁一般采用钢桁架或加 强的钢管。图４为限高门架立面图。 ７．３活动区交通安全措施 图４限高门架立面图 面道路上的正投影以外，还应在两侧增加高空作 业可能坠落范围，并采取相应措施做好防护，以免 高空坠物伤人。 《高处作业分级》（ＧＢ ３６０８－－２００８）规范对高 处作业可能坠落范围半径做了规定，见表４。 由于高架桥施＿Ｔ的主要作业面在满堂承重支 架顶端，属高空作业。活动区的面积除高架桥在地 防高空坠落棚可参考房建项目常用的形式，采 用钢管扣件搭设支架，顶部设置硬质防护，整体应 能承受１０ ｋＰａ的均布静荷载。可采用５ ｅｍ厚模板 假设或采用双层竹胶板，上下层间距６０ Ｃｌｑｆｌ。防护 棚顶部周边设封闭式护栏，以免坠物滚落。 通行孔人口处应设置防撞墩，通行孔两侧的基 ２０１３年１２月第１２期 城市道桥与防洪 管理施工１１３ 表４高处作业可能坠落范围 础、支架应画警示标线，贴反光标记。为提高夜间 行车安全，可在通行孔入口处布置ＬＥＤ闪烁灯带， 勾勒出通行孔的轮廓。对于较长且内部光线昏暗 的通行孔，应考虑在通道内设置隧道灯。安装位置 应避开行车道，以免车辆刮擦。灯具的亮度参考 《公路隧道通风照明设计规范》（ＪＴＪ ０２６．１～ｌ９９９） ４．２中间段照明，见表５。 表５中间段亮度Ｌｍ 计算行车速￣ｒ／（ｋｍ／ｈ） 垂量 吾囊蠹 蠹曩 蓥蠹 吾 ７．４终止区交通安全措施 终止区应通过合理设置交通标志标线，引导 车辆迅速合流或分流，进入前方道路。如果是双向 道路，终止区的长度宜为对面方向的预警区和过 渡区之和。 ８工程实例 ８．１背景资料 宁波机场路南延工程是一条城市快速路，为 现浇钢筋混凝土箱梁结构的高架桥，主线桥横跨 ￥３４省道，与省道斜交。梁底与路面的净空高度为 ６．２～６．８ ｍ，采用满堂支架法施工。￥３４省道为双向 ６车道的城市主干路，限速６０ ｋｍ／ｈ，施工期间需保 证双向４车道通行，为此选择了搭设通行孔过路 的施工方案。 ８．２通行孔设计 ８．２．１通行孔结构形式 由于梁底净空高度较小，如采用贝雷片做过 梁，梁高和梁顶支架模板的总高度将超过２．３ ｍ， 则通行孑Ｌ的净高小于４．５ ｍ，无法满足社会车辆通 行需要。因此通行孔的宽度定为单车道，过梁为跨 径４．５ １ＴＩ．的２８号双拼槽钢。 ８＿２＿２通行孔主要设计参数 （１）限高：４．８ ｍ，限宽：３．７５ｍ，限速：３０ ｋｒＪｈ； （２）机动车道通行孑Ｌ：４个，非机动车道通行孑Ｌ： ２个； （３）单方向预警区长度：５０ ｍ； （４）单方向过渡区长度：１４０．６ ｍ； （５）单方向活动区：４２．５ ｍ（投影长度３４．５ ｍ＋ 两侧防高空坠落长度各４ ｍ）； （６）单方向终止区：２３３．１ ｍ。 ８．２．３交通安全设施 （１）超限车辆绕路导行牌：２块； （２）前方施工警告牌、限高、限宽、限速、防高 坠警告牌各２块； （３）警告式限高架、阻拦式限高架各２个； （４）１０ Ｉｎ长橡胶减速带４条； （５）组合式道路交通专用ＰＥ防撞墩６个。 ８．３通行孔平面布置 通行孔平面布置见图５。 警 图５通行孔平面布置图 ９进一步研究的方向 本文根据一些专家学者的研究成果并结合我 国相关规范条文，对高架桥满堂支架通行孔的交 通安全问题及解决措施进行了讨论研究，但由于 作者水平有限，加上我国地区差异较大，桥梁施工 的各种工艺工法也在不断发展，本文还有很多不 足之处，在此提出进一步研究的建议： （１）对施工区限速的设计过于公式化、简单化。 市政工程周边往往还有许多道路交叉口、企业出 入口、居民区，应如何考虑这些因素给交通安全带 来的影响，今后还需进一步探讨； （２）智能化交通（ＩＴＳ）是交通发展的方向，是否 能在通行孔交通安全措施中应用相关成果，是以 后需要研究的问题。 参考文献 ［１］陈瑜．高速公路作业区安全分析及交通组织管理方法研究［Ｄ】 哈尔滨：哈尔滨工业大学，２００６． ［２］陈剑华．城市道路施工的交通安全分析与对策研究【Ｄ］．济南： 山东大学，２００９． ［３】吴晓宇．高架道路维护作业安全技术研究【Ｄ】．上海：同济大学， ２００２．