高速公路小半径螺旋隧道内停车视距确定方法及隧道断面加宽方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110061827.X

申请日:

2011.03.15

公开号:

CN102345462A

公开日:

2012.02.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):E21D 9/14变更事项:专利权人变更前:湖南省交通规划勘察设计院变更后:湖南省交通规划勘察设计院有限公司变更事项:地址变更前:410008 湖南省长沙市芙蓉北路二段158号变更后:410008 湖南省长沙市芙蓉北路二段158号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21D 9/14申请日:20110315|||公开

IPC分类号:

E21D9/14

主分类号:

E21D9/14

申请人:

湖南省交通规划勘察设计院

发明人:

彭立; 蒋武军; 傅立新; 任会; 蒋正华

地址:

410008 湖南省长沙市芙蓉北路二段158号

优先权:

专利代理机构:

长沙正奇专利事务所有限责任公司 43113

代理人:

卢宏

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内容摘要

本发明涉及一种确定平曲线小半径隧道内停车视距及满足安全停车视距的隧道断面加宽方法,尤其是确定山区平曲线小半径螺旋隧道内停车视距及隧道断面加宽的一种方法。本发明是通过修正现有的确定隧道内停车视距的方法,提高行车安全性,同时提出依据此方法确定的停车视距下,如何对隧道断面进行加宽,从而获得满足要求的停车视距。

权利要求书

1: 高速公路小半径螺旋隧道内停车视距确定方法 : (1) 当 影 响 行 车 视 线 的 遮 挡 物 为 弯 道 内 侧 隧 道 侧 墙 时, 检修道高度 H 须满足 则可得隧道内停车视距 S 为: (2) 当影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道检修道侧壁时, 检修道高度 H 须满足 则可得隧道内停车视距 S 为: 式中 : h- 目高 ; H- 检修道高 ; Ec- 视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距 ; Ej- 视点轨迹线 与隧道检修道侧墙之间的横净距 ; J- 检修道宽 ; i% - 路面横坡 ; Rc- 隧道弯道内侧墙平曲线 半径 ; Rj- 隧道弯道内侧检修道侧壁平曲线半径。
2: 隧道断面加宽方法, 其包括如下步骤 : 第-步: 检修道高度的确定 为避免检修道侧墙对停车视距的影响, 检修道高度 H 须满足 : 即: 第二步 : 加宽值计算 加宽后视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距为 Ec+W, 隧道弯道内侧墙平曲线半径为 : Rc-W ; 令加宽后的停车视距为 S1, 按规范取值安全停车视距为 S2, 则由视距公式 (1) 得 : 当隧道断面加宽后的停车视距满足 S1 ≥ S2 时, 才能满足汽车在车道的前进中心线上行 驶时, 驾驶人员自看到前方 0.1m 高障碍物时起, 至 0.1m 障碍物前能安全停车 ; 则加宽值 W 须满足 即: 式中 : Ec- 加宽前视点位置距隧道内侧壁的横净距 ; W- 加宽值 ; Rc- 加宽前弯道内侧壁 平曲线半径 ; S1- 加宽后停车视距, S2- 安全停车视距 ( 具体数值见规范 ) ; i% - 路面横坡 ; J- 检修道宽。

说明书


高速公路小半径螺旋隧道内停车视距确定方法及隧道断面 加宽方法

    技术领域 本发明涉及一种确定平曲线小半径隧道内停车视距及满足安全停车视距的隧道 断面加宽方法, 尤其是确定山区平曲线小半径螺旋隧道内停车视距及隧道断面加宽的一种 方法。
     背景技术 当山区高速公路路线受到限制, 需要在某处或多处集中提高或降低某一高度才能 充分利用前后有利地形时, 路线可以用一个或多个螺旋隧道形式以同一转向 ( 顺时针或逆 时针 ) 连续盘旋, 以延展距离, 克服高差。此时隧道内设置小半径平曲线往往不可避免。考 虑到司乘人员在隧道内的墙效应, 相对于隧道外行车视距受到了较大限制。传统的小半径 隧道内停车视距仅考虑了隧道侧墙对停车视距的墙效应, 并未考虑路面横坡及隧道两侧检 修道对行车视距的影响。这给司乘人员带来了安全隐患。
     本申请中, 有关术语的定义如下 :
     安全停车视距 : 据 “公路工程技术标准” JTGB01-2003 第 3.0.12 条文说明, 停车视 距是指小客车在车道的前进中心线上行驶时, 当目高为 1.2m, 物高为 0.1m 时, 驾驶人员自 看到前方障碍物时起, 至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离, 即为小客车停车视距。 载重货车在车道的前进中心线上行驶时, 当目高为 2.0m, 物高为 0.1m 时, 驾驶人员自看到 前方障碍物时起, 至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离, 即为货车停车视距。
     停车视距 : 据工况实际计算出的停车视距。该停车视距在实际施工中与安全停车 视距存在差异, 往往由于隧道地形条件的限制, 使得该停车视距小于安全停车视距。
     横净距 : 在弯道各点的横断面上, 视点轨迹线与视线之间的距离。
     螺旋隧道 : 隧道以同一转向 ( 顺时针或逆时针 ) 连续盘旋且起讫点夹角大于等于 180°的隧道。
     发明内容
     本发明的目的是通过修正现有的确定隧道内停车视距的方法, 提高行车安全性, 同时提出依据此方法确定的停车视距下, 如何对隧道断面进行加宽, 从而获得满足要求的 停车视距。
     本发明提供的确定高速公路平曲线小半径螺旋隧道内停车视距的方法是 :
     (1) 当影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道侧墙时, 即检修道高度 H 满足 时, 隧道内停车视距 S 为 :
     (2) 当影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道检修道侧壁时, 即检修道高度 H 满足
     时, 隧道内停车视距 S为:本发明综合考虑隧道侧墙、 路面超高及两侧检修道对行车视距的影响, 提出了上 述螺旋隧道内停车视距的确定方法。该方法比现有方法更准确地反映了隧道内的真实状 况。
     当螺旋隧道受地形限制, 小于停车视距要求的小半径隧道不可避免时, 可对隧道 断面进行加宽处理以满足安全停车视距要求。具体方法是 :
     第一步 : 检修道高度的确定
     为避免检修道侧墙对停车视距的影响, 检修道高度 H 须满足 :
     即:第二步 : 隧道加宽值 W 计算
     加宽后视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距为 Ec+W, 隧道弯道内侧墙平曲线半 径为 : Rc-W。令加宽后的停车视距为 S1, 安全停车视距为 S2( 按规范取值 ), 则由视距 公式 得:
     当隧道断面加宽后的停车视距满足 S1 ≥ S2 时, 才能满足汽车在车道的前进中心线 上行驶时, 驾驶人员自看到前方 0.1m 高障碍物时起, 至 0.1m 障碍物前能安全停车。 即当 时, 加宽值 W 须满足 :
     即:本发明中涉及的计算公式中各参数如下 :
     h- 目高 ; H- 检修道高 ; Ec- 视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距 ; Ej- 视点轨迹线 与隧道检修道侧墙之间的横净距 ; J- 检修道宽 ; i% - 路面横坡 ; Rc- 隧道弯道内侧墙平曲线 半径 ; Rj- 隧道弯道内侧检修道侧壁平曲线半径 ; W- 加宽值 ; S- 停车视距 ; S1- 加宽后停车视 距, S2- 安全停车视距 ( 具体数值见规范 ) ; i% - 路面横坡 ; J- 检修道宽。
     本方法充分考虑了隧道侧墙及检修道侧墙对行车视距的影响, 同时也考虑了超高 对行车视距的影响, 并提出了具体的断面加宽方式解决停车视距问题。本发明的方法更好 地反映了隧道内的实际情况, 并依据此提供解决停车视距符合规范的方法。附图说明
     图 1 停车视距平面图 ; 图 2 停车视距平面图 ; 图 3 隧道断面加宽示意图 ; 图 4 隧道限界及内轮廓图。具体实施方式
     实施例
     某高速公路螺旋隧道设计时速为 100km/h, 隧道处于纵坡为 3% ( 下坡段 )、 左弯 且隧道弯道内侧侧墙平曲线半径 R = 1200m 的曲线上, 路面超高值为 4%, 隧道建筑限界及 内轮廓如图 4, 其中余宽为 0.25m ; 左侧向宽度为 0.5m ; 右侧向宽度为 1.0m ; 左侧检修道宽 0.75m ; 右侧检修道宽度为 1.0m ; 检修道高 0.6m。
     据公路工程技术标准 JTG B01-2003 第 3.0.12 条, 查标准中表 3-1 知小客车安全 停车视距 S = 160m, 查标准中表 3-3 知货车安全停车视距 S = 190m。
     由图 4 可知 :
     Rj = 1200+0.75 = 1200.75 传统方法 : 行车视距 不满足货车停车视距。 解决方法是增大隧道弯道内侧墙曲线半径, 半径满足下式 :即 本方法 : 对于小客车, 目高 h = 1.2m, 检修道高 J = 0.75m, 则有 : 检 修 道高 影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道检修道侧壁, 小客车行车视距为 :
     不满足小客车的停车视距。 对于载重货车, 目高 h = 2.0m, 检修道高 J = 0.75m, 则有 : 检 修 道 高 影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道侧墙, 载重货车行车视距为 :
     不满足货车的停车视距。 可见, 对于小客车, 影响行车视距的遮挡物为检修道侧墙, 对于载重货车, 影响行车视距的遮挡物为隧道内侧墙, 且均不满足规范要求。
     解决方法 1 : 增大弯道内侧隧道侧墙曲线半径
     对于小客车, 弯道内侧检修道侧墙半径满足下式
     则 Rc = Rj+J = 1347+0.75 = 1347.5 对于载重货车, 弯道内侧隧道侧墙半径满足下式因此, 当弯道内侧墙曲线半径 Rc = max(1347.75, 1444) = 1444m 时能满足小客车 及载重货车的停车视距。
     解决方法 2 : 增大弯道内侧检修道宽度
     第一步 : 检修道高度的确定
     为避免检修道侧墙对停车视距的影响, 检修道高度 H 须满足 :
     即将检修道高度由原来的 0.6m 降低至 0.48m 以下时, 可避免检修道侧墙对停车视距的影响。
     第二步 : 加宽值计算 对于小客车, 加宽值 W 须满足 :对于载重货车有, 加宽值 W 须满足 :由上可得 : 加 宽 值 W = max(-0.46, 0.64) = 0.64m, 则加宽后检修道宽度 J = 0.75+0.64 = 1.39m。
     综上所述, 解决本隧道行车视距问题的方法之一是加大弯道内侧隧道侧墙曲线半 径为 1440m ; 方法二是加宽隧道断面的形式解决, 将弯道内侧检修道宽度由 0.75m 加宽至 1.39m, 同时将将弯道内侧检修道高度降低至 0.48m 以内。
     由上例子可以看出 : 传统方法虽然提出了加大弯道内侧侧墙曲线半径的方式, 但 未考虑检修道侧墙及超高对行车视距的影响, 同时受到地质条件的影响, 实际中不一定能 采用加大弯道内侧侧墙曲线半径的方式。
     本方法充分考虑了隧道侧墙及检修道侧墙对行车视距的影响, 同时也考虑了超高 对行车视距的影响, 并提出了具体的断面加宽方式解决停车视距问题。
    

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1、10申请公布号CN102345462A43申请公布日20120208CN102345462ACN102345462A21申请号201110061827X22申请日20110315E21D9/1420060171申请人湖南省交通规划勘察设计院地址410008湖南省长沙市芙蓉北路二段158号72发明人彭立蒋武军傅立新任会蒋正华74专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113代理人卢宏54发明名称高速公路小半径螺旋隧道内停车视距确定方法及隧道断面加宽方法57摘要本发明涉及一种确定平曲线小半径隧道内停车视距及满足安全停车视距的隧道断面加宽方法,尤其是确定山区平曲线小半径螺旋隧道内停车视距及隧道。

2、断面加宽的一种方法。本发明是通过修正现有的确定隧道内停车视距的方法,提高行车安全性,同时提出依据此方法确定的停车视距下,如何对隧道断面进行加宽,从而获得满足要求的停车视距。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图4页CN102345482A1/1页21高速公路小半径螺旋隧道内停车视距确定方法1当影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道侧墙时,检修道高度H须满足则可得隧道内停车视距S为2当影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道检修道侧壁时,检修道高度H须满足则可得隧道内停车视距S为式中H目高;H检修道高;EC视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距;EJ视点轨迹线。

3、与隧道检修道侧墙之间的横净距;J检修道宽;I路面横坡;RC隧道弯道内侧墙平曲线半径;RJ隧道弯道内侧检修道侧壁平曲线半径。2隧道断面加宽方法,其包括如下步骤第步检修道高度的确定为避免检修道侧墙对停车视距的影响,检修道高度H须满足即第二步加宽值计算加宽后视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距为ECW,隧道弯道内侧墙平曲线半径为RCW;令加宽后的停车视距为S1,按规范取值安全停车视距为S2,则由视距公式1得当隧道断面加宽后的停车视距满足S1S2时,才能满足汽车在车道的前进中心线上行驶时,驾驶人员自看到前方01M高障碍物时起,至01M障碍物前能安全停车;则加宽值W须满足即式中EC加宽前视点位置距隧道内侧壁。

4、的横净距;W加宽值;RC加宽前弯道内侧壁平曲线半径;S1加宽后停车视距,S2安全停车视距具体数值见规范;I路面横坡;J检修道宽。权利要求书CN102345462ACN102345482A1/4页3高速公路小半径螺旋隧道内停车视距确定方法及隧道断面加宽方法技术领域0001本发明涉及一种确定平曲线小半径隧道内停车视距及满足安全停车视距的隧道断面加宽方法,尤其是确定山区平曲线小半径螺旋隧道内停车视距及隧道断面加宽的一种方法。背景技术0002当山区高速公路路线受到限制,需要在某处或多处集中提高或降低某一高度才能充分利用前后有利地形时,路线可以用一个或多个螺旋隧道形式以同一转向顺时针或逆时针连续盘旋,以。

5、延展距离,克服高差。此时隧道内设置小半径平曲线往往不可避免。考虑到司乘人员在隧道内的墙效应,相对于隧道外行车视距受到了较大限制。传统的小半径隧道内停车视距仅考虑了隧道侧墙对停车视距的墙效应,并未考虑路面横坡及隧道两侧检修道对行车视距的影响。这给司乘人员带来了安全隐患。0003本申请中,有关术语的定义如下0004安全停车视距据“公路工程技术标准”JTGB012003第3012条文说明,停车视距是指小客车在车道的前进中心线上行驶时,当目高为12M,物高为01M时,驾驶人员自看到前方障碍物时起,至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离,即为小客车停车视距。载重货车在车道的前进中心线上行驶时,当目高为2。

6、0M,物高为01M时,驾驶人员自看到前方障碍物时起,至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离,即为货车停车视距。0005停车视距据工况实际计算出的停车视距。该停车视距在实际施工中与安全停车视距存在差异,往往由于隧道地形条件的限制,使得该停车视距小于安全停车视距。0006横净距在弯道各点的横断面上,视点轨迹线与视线之间的距离。0007螺旋隧道隧道以同一转向顺时针或逆时针连续盘旋且起讫点夹角大于等于180的隧道。发明内容0008本发明的目的是通过修正现有的确定隧道内停车视距的方法,提高行车安全性,同时提出依据此方法确定的停车视距下,如何对隧道断面进行加宽,从而获得满足要求的停车视距。0009本发明提。

7、供的确定高速公路平曲线小半径螺旋隧道内停车视距的方法是00101当影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道侧墙时,即检修道高度H满足时,隧道内停车视距S为001100122当影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道检修道侧壁时,即检修道高度H满说明书CN102345462ACN102345482A2/4页4足0013时,隧道内停车视距0014S为0015本发明综合考虑隧道侧墙、路面超高及两侧检修道对行车视距的影响,提出了上述螺旋隧道内停车视距的确定方法。该方法比现有方法更准确地反映了隧道内的真实状况。0016当螺旋隧道受地形限制,小于停车视距要求的小半径隧道不可避免时,可对隧道断面进行加宽处理以满足安全停。

8、车视距要求。具体方法是0017第一步检修道高度的确定0018为避免检修道侧墙对停车视距的影响,检修道高度H须满足00190020即0021第二步隧道加宽值W计算0022加宽后视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距为ECW,隧道弯道内侧墙平曲线半径为RCW。令加宽后的停车视距为S1,安全停车视距为S2按规范取值,则由视距公式得00230024当隧道断面加宽后的停车视距满足S1S2时,才能满足汽车在车道的前进中心线上行驶时,驾驶人员自看到前方01M高障碍物时起,至01M障碍物前能安全停车。0025即当时,加宽值W须满足00260027即0028本发明中涉及的计算公式中各参数如下0029H目高;H检修道高。

9、;EC视点轨迹线与隧道侧墙之间的横净距;EJ视点轨迹线与隧道检修道侧墙之间的横净距;J检修道宽;I路面横坡;RC隧道弯道内侧墙平曲线半径;RJ隧道弯道内侧检修道侧壁平曲线半径;W加宽值;S停车视距;S1加宽后停车视距,S2安全停车视距具体数值见规范;I路面横坡;J检修道宽。0030本方法充分考虑了隧道侧墙及检修道侧墙对行车视距的影响,同时也考虑了超高对行车视距的影响,并提出了具体的断面加宽方式解决停车视距问题。本发明的方法更好地反映了隧道内的实际情况,并依据此提供解决停车视距符合规范的方法。说明书CN102345462ACN102345482A3/4页5附图说明0031图1停车视距平面图;00。

10、32图2停车视距平面图;0033图3隧道断面加宽示意图;0034图4隧道限界及内轮廓图。具体实施方式0035实施例0036某高速公路螺旋隧道设计时速为100KM/H,隧道处于纵坡为3下坡段、左弯且隧道弯道内侧侧墙平曲线半径R1200M的曲线上,路面超高值为4,隧道建筑限界及内轮廓如图4,其中余宽为025M;左侧向宽度为05M;右侧向宽度为10M;左侧检修道宽075M;右侧检修道宽度为10M;检修道高06M。0037据公路工程技术标准JTGB012003第3012条,查标准中表31知小客车安全停车视距S160M,查标准中表33知货车安全停车视距S190M。0038由图4可知0039RJ12000。

11、751200750040传统方法0041行车视距不满足货车停车视距。0042解决方法是增大隧道弯道内侧墙曲线半径,半径满足下式00430044即0045本方法0046对于小客车,目高H12M,检修道高J075M,则有0047检修道高影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道检修道侧壁,小客车行车视距为0048不满足小客车的停车视距。0049对于载重货车,目高H20M,检修道高J075M,则有0050检修道高影响行车视线的遮挡物为弯道内侧隧道侧墙,载重货车行车视距为0051不满足货车的停车视距。0052可见,对于小客车,影响行车视距的遮挡物为检修道侧墙,对于载重货车,影响行说明书CN102345462A。

12、CN102345482A4/4页6车视距的遮挡物为隧道内侧墙,且均不满足规范要求。0053解决方法1增大弯道内侧隧道侧墙曲线半径0054对于小客车,弯道内侧检修道侧墙半径满足下式00550056则RCRJJ1347075134750057对于载重货车,弯道内侧隧道侧墙半径满足下式00580059因此,当弯道内侧墙曲线半径RCMAX134775,14441444M时能满足小客车及载重货车的停车视距。0060解决方法2增大弯道内侧检修道宽度0061第一步检修道高度的确定0062为避免检修道侧墙对停车视距的影响,检修道高度H须满足0063即将检修道高度由原来的06M降低至048M以下时,可避免检修道。

13、侧墙对停车视距的影响。0064第二步加宽值计算0065对于小客车,加宽值W须满足00660067对于载重货车有,加宽值W须满足00680069由上可得加宽值WMAX046,064064M,则加宽后检修道宽度J075064139M。0070综上所述,解决本隧道行车视距问题的方法之一是加大弯道内侧隧道侧墙曲线半径为1440M;方法二是加宽隧道断面的形式解决,将弯道内侧检修道宽度由075M加宽至139M,同时将将弯道内侧检修道高度降低至048M以内。0071由上例子可以看出传统方法虽然提出了加大弯道内侧侧墙曲线半径的方式,但未考虑检修道侧墙及超高对行车视距的影响,同时受到地质条件的影响,实际中不一定能采用加大弯道内侧侧墙曲线半径的方式。0072本方法充分考虑了隧道侧墙及检修道侧墙对行车视距的影响,同时也考虑了超高对行车视距的影响,并提出了具体的断面加宽方式解决停车视距问题。说明书CN102345462ACN102345482A1/4页7图1说明书附图CN102345462ACN102345482A2/4页8图2说明书附图CN102345462ACN102345482A3/4页9图3说明书附图CN102345462ACN102345482A4/4页10图4说明书附图CN102345462A。

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