一种用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法技术

本发明专利技术提供一种用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法，通过对碰撞试验成果进行总结的基础上，提出了在人行道和车行道之间设置设施带，在设施带内设置以混凝土防撞墙和隔离护栏组成的安全隔离设施的方案，通过隧道安全隔离设施的碰撞试验要求确定所述安全隔离设施为混凝土材料制备的防护栏，根据碰撞力作用下的所述防护栏的材料允许应力确定所述防护栏的计算厚度，根据施工要求和所述计算厚度确定所述防护栏的实际施工厚度，本发明专利技术对防护栏的设计参数进行了创新计算，能够保证防护栏具备足够的减震吸能效果、结构强度高、稳定可靠，进而保证行人安全。进而保证行人安全。进而保证行人安全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法


[0001]本专利技术涉及隧道与地下工程
，尤其涉及一种用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法。

技术介绍

[0002]随着城市的发展和扩大，市域核心区的人流、车流将逐渐密集，道路将逐渐拥堵，尤其是早晚高峰时段更为明显。由于大部分城市道路的路网结构在发展初期均采用地面平面交叉的方式组织两条相交道路的交通流，其通行能力相对有限，在城市从小到大的发展过程中，需要将一部分平面交叉改为立体交叉。其中一种立体交叉的方式是采用隧道来实现，如果隧道是主干路或次干路的一部分，则需要考虑设置人行道。
[0003]在城市隧道长度大于1000m时，其CO和NO
x
等洞内污染物的浓度经常超标，这些有害气体会对人体造成伤害，故1km以上的隧道不能设置人行道。而长度为1000m以下的中短隧道一般情况下需要考虑设置人行道，便于行人穿过障碍物。为节约工程投资，很多情况下需在隧道的同一孔内在行车道一侧或两侧布置人行道，为节约工程投资，目前大部分的人行道都是单侧布置。
[0004]然而，隧道内一般情况下行车视线差，尤其是进出隧道洞口时驾驶员对前方物体的辨识存在障碍，为保证行人安全，需要在人行道边缘设置安全隔离设施，现行的规范和标准仅提出需要设置安全隔离设施，对隔离设施的形式、标准、原则等均未做规定，不便于技术人员识别和采用，难以保证行人的安全。
[0005]鉴于此，有必要提出一种用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法以解决上述问题。

技术实现思路
<br/>[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法，以解决现行的规范和标准仅提出需要设置安全隔离设施，对隔离设施的形式、标准、原则等均未做规定，不便于技术人员识别和采用，难以保证行人的安全的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用用于隧道的人行道安全隔离设施的设计方法，包括步骤：
[0008]S1，根据隧道安全隔离设施的碰撞试验要求确定所述安全隔离设施为混凝土材料制备的防护栏；其中，限界高度≥防护栏高度≥1m；
[0009]S2，根据碰撞力作用下的所述防护栏的材料允许应力确定所述防护栏的计算厚度；
[0010]S3，根据施工要求和所述计算厚度确定所述防护栏的实际施工厚度。
[0011]优选地，所述步骤S2包括：
[0012]S21，根据公式验算在预设标准载荷下的所述防护栏的
沿隧道纵向延伸方向单位长度碰撞防护面的应力；其中，q为载荷标准值，y为碰撞荷载至计算部位的距离，x为防护栏厚度，σ为碰撞防护面的边缘应力，M为截面弯矩，w为抗弯截面系数；
[0013]S22，根据结构出现最大弯矩处碰撞防护面不出现拉应力以控制防护栏底部厚度得σ＝f
t
，并获得x与y之间的关系：其中，f
t
为混凝土的抗拉设计强度；
[0014]S23，根据上述公式得知所述防护栏的最大厚度为所述防护栏的底部厚度，为其中，x
th
为防护栏的底部厚度，h0为防护栏的高度，H3为标准载荷作用位置距离防护栏顶部的距离；
[0015]S24，根据上式获得最不利截面厚度其中，x
lim
为防护栏的最不利截面厚度，H2为最不利截面所处的高度；
[0016]S25，根据公式x
j
＝max(x
th
，x
lim
+d2)获取x
th
和x
lim
+d2中的最大值作为所述防护栏底部厚度的最终计算值x
j
；其中，d2为H2高度处防护栏的碰撞防护面相对于底部收缩进去的水平长度。
[0017]优选地，所述步骤S3包括：
[0018]S31，根据施工要求，所述防护栏底部的实际施工厚度d
s
取150mm的模数；
[0019]S32，计算防护栏底部的所述实际施工厚度d
s
与所述最终计算值x
j
的比值，并判断所述比值是否大于预设比值；
[0020]S33，在所述比值大于所述预设比值时，判定所述防护栏的所述实际施工厚度d
s
满足施工要求；
[0021]S34，在所述比值小于或等于所述预设比值时，按照σ
lim
≥f
t
对所述防护栏的最不利截面的应力σ
lim
进行验算；
[0022]S34，在σ
lim
≥f
t
时，判定在标准载荷碰撞发生时最大应力超过了混凝土的极限抗拉应力，并按照抗弯及抗剪要求进行钢筋配置；其中，最小配筋率≥0.2％。
[0023]优选地，还包括步骤：
[0024]S4，根据工程规模要求，所述防护栏将隧道路面分隔为人行道和行车道；其中，所述防护栏朝向所述行车道的一面为所述碰撞防护面，所述人行道的净宽度至少为2m，所述限界高度至少为2.5m；
[0025]S5，根据人行道设计要求，所述人行道相对于所述行车道的抬起高度为d1，其中，d1≥25cm，所述防护栏至少高于所述人行道0.9m。
[0026]优选地，所述步骤S5包括步骤：
[0027]S51，判断所述防护栏的高度h0与所述抬起高度d1之间的差值是否大于0.9m；
[0028]S52，在所述差值大于0.9m时，判定所述防护栏符合设计要求；
[0029]S53，在所述差值小于或等于0.9m时，在所述防护栏的顶部布置隔离护栏；其中，所述隔离护栏的高度至少为0.9
‑
(h0‑
d1)。
[0030]优选地，所述人行道相对于所述行车道的抬起高度为25cm。
[0031]本专利技术还提供一种用于隧道的人行道安全隔离设施，应用于如上述的用于隧道的人行道安全隔离设施的设计方法，包括设置于隧道内且沿所述隧道延伸的方向延伸的防护栏，所述防护栏将隧道路面分隔成人行道和行车道；其中，所述防护栏包括固定于所述隧道路面的混凝土防撞墙、固定于所述混凝土防撞墙的顶部的隔离护栏；其中，所述隔离护栏包括钢结构底座和固定于所述钢结构底座的顶部的钢管，所述钢结构底座与所述混凝土防撞墙的顶部固定连接。
[0032]优选地，所述人行道与所述行车道之间设置有设施带，所述混凝土防撞墙底部的厚度小于所述设施带的宽度，以使所述混凝土防撞墙设置于所述设施带内。
[0033]优选地，所述钢结构底座和所述钢管为一体成型设置。
[0034]与现有技术相比，本专利技术所提供的用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法具有如下的有益效果：
[0035]本专利技术提供一种用于隧道的人行道安全隔离设施及其设计方法，通过对碰撞试验成果进行总结的基础上，提出了在人行道和车行道之间设置设施带，在设施带内设置以混凝土防撞墙和隔离护栏组成的安全隔离设施的方案，通过隧道安全隔离设施的碰撞试验要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道的人行道安全隔离设施的设计方法，其特征在于，包括步骤：S1，根据隧道安全隔离设施的碰撞试验要求确定所述安全隔离设施为混凝土材料制备的防护栏；其中，限界高度≥防护栏高度≥1m；S2，根据碰撞力作用下的所述防护栏的材料允许应力确定所述防护栏的计算厚度；S3，根据施工要求和所述计算厚度确定所述防护栏的实际施工厚度。2.根据权利要求1所述的用于隧道的人行道安全隔离设施的设计方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21，根据公式验算在预设标准载荷下的所述防护栏的沿隧道纵向延伸方向单位长度碰撞防护面的应力；其中，q为载荷标准值，y为碰撞荷载至计算部位的距离，x为防护栏厚度，σ为碰撞防护面的边缘应力，M为截面弯矩，w为抗弯截面系数；S22，根据结构出现最大弯矩处所述碰撞防护面不出现拉应力以控制防护栏底部厚度得σ＝f
t
，并获得x与y之间的关系：其中，f
t
为混凝土的抗拉设计强度；S23，根据上述公式得知所述防护栏的最大厚度为所述防护栏的底部厚度，为其中，x
th
为防护栏的底部厚度，h0为防护栏的高度，H3为标准载荷作用位置距离防护栏顶部的距离；S24，根据上式获得最不利截面厚度其中，x
lim
为防护栏的最不利截面厚度，H2为最不利截面所处的高度；S25，根据公式x
j
＝max(x
th
，x
lim
+d2)获取x
th
和x
lim
+d2中的最大值作为所述防护栏底部厚度的最终计算值x
j
；其中，d2为H2高度处防护栏的碰撞防护面相对于底部收缩进去的水平长度。3.根据权利要求2所述的用于隧道的人行道安全隔离设施的设计方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31，根据施工要求，所述防护栏底部的实际施工厚度d
s
取150mm的模数；S32，计算防护栏底部的所述实际施工厚度d
s
与所述最终计算值x
j
的比值，并判断所述比值是否大于预设比值；S33，在所述比值大于所述预设比值时，判定所述防护栏的所述实际施工厚度d
s
满足施工要求；S34，在所述比值小于或等于所述预设比值时，按照σ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：任会，刘云付，李瑜，熊建军，胡惠华，王建华，杨雄，王海林，尹俊涛，蔡丽琴，汪敬，胡久羡，黄欣，刘汉宏，王木群，李拼，李金鑫，
申请(专利权)人：湖南省交通规划勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：