馬韞娟韋振勛陳飛捷馬淑紅戈峰薛萬新李劍

1,清華大學(xué) 100084；2，新疆公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院 830002；3，新疆氣象服務(wù)中心4，國家發(fā)改委投資研究所 100037

連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)柔性防風(fēng)阻沙柵布設(shè)方案研究

馬韞娟1韋振勛2陳飛捷2馬淑紅3戈峰4薛萬新2李劍2

1,清華大學(xué) 100084；2，新疆公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院 830002；3，新疆氣象服務(wù)中心4，國家發(fā)改委投資研究所 100037

以連霍高速公路三十里風(fēng)區(qū)、百里風(fēng)區(qū)沿線2個多要素5層梯度風(fēng)監(jiān)測資料、1個4要素自動氣象站風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)測資料、百里風(fēng)區(qū)典型橫斷面短期強風(fēng)監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，結(jié)合連霍高速百里風(fēng)區(qū)路基高度、經(jīng)緯度、海拔高度等地理參數(shù)，采用氣象學(xué)、流體力學(xué)、風(fēng)洞試驗、強風(fēng)監(jiān)測技術(shù)、空氣動力學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的方法，計算連霍高速百里風(fēng)區(qū)距路面4.0m高度處最大瞬時風(fēng)速2年一遇設(shè)計值，10min平均最大風(fēng)速30年一遇設(shè)計值。同時參閱了大量國外發(fā)達國家（日本、英國、德國、法國高速鐵路，以及高速公路高路堤橫風(fēng)危害計算模型），特別是日本空氣動力學(xué)專用大型風(fēng)洞研究(橋梁、高路堤、防風(fēng)柵 )組合的風(fēng)洞試驗、高速公路安全運行的管制制度和設(shè)置防風(fēng)柵研究結(jié)果。分析連霍高速百里風(fēng)區(qū)風(fēng)特征，提出連霍高速百里風(fēng)區(qū)防風(fēng)措施采用柔性防風(fēng)阻沙柵，為連霍高速百里風(fēng)區(qū)不同類型汽車安全、高效行車提供技術(shù)保障。

1 、引言

連霍高速公路橫貫中國的東、中、西部。連接江蘇連云港和新疆霍爾果斯，全長4395km，是中國建設(shè)的最長的橫向快速陸上交通通道，最終將成為中國高速公路網(wǎng)的橫向骨干高速公路。連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)位于七角井埡口對應(yīng)的了墩至紅旗坎區(qū)間，長100多km，線路走向由東向西，全年強風(fēng)盛行風(fēng)向與線路走向垂直，屬于風(fēng)害重度危險區(qū)。大風(fēng)曾多次造成汽車翻車、高速公路關(guān)閉，給公路運輸帶來了巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。為了保證高速公路行車安全及大風(fēng)環(huán)境下正常運營，在大風(fēng)區(qū)重點路段典型橫斷面布設(shè)柔性防風(fēng)阻沙柵十分必要。

強橫風(fēng)天氣條件是連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)安全行車的重要危險之一。連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)高路堤和彎道眾多，橫風(fēng)天氣條件對高速公路安全、高效行車影響很大，研究連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)防風(fēng)措施及其對策對新疆高速公路風(fēng)害防控技術(shù)研究具有重要科學(xué)意義和工程價值。

對于高速公路遭遇橫風(fēng)天氣的流場分析，目前國內(nèi)外比較通用的是流體模擬、風(fēng)洞試驗、現(xiàn)場風(fēng)監(jiān)測技術(shù)。本報告充分借鑒了日本、德國、法國和英國等發(fā)達國家的研究成果，采用氣象學(xué)、風(fēng)沙物理學(xué)、流體力學(xué)、強風(fēng)監(jiān)測技術(shù)、空氣動力學(xué)及概率論等相結(jié)合的方法。特別借鑒了日本高速鐵路和高速公路空氣動力學(xué)專用大型風(fēng)洞研究（圖1）和流體模擬；構(gòu)造物(橋梁、路堤等) 組合的風(fēng)洞試驗研究成果及小尺度模型在自然風(fēng)環(huán)境下的測試結(jié)果；保障汽車安全運行的管制制度和設(shè)置防風(fēng)柵（圖2）。日本高速鐵路和高速公路空氣動力學(xué)專用大型風(fēng)洞和流體模擬柔性防風(fēng)柵防風(fēng)效果表明：強側(cè)風(fēng)路段高路堤、大橋防風(fēng)柵設(shè)置后最大瞬時風(fēng)速降低5.0m·s-1以上；強橫風(fēng)路段高路堤、大橋防風(fēng)柵設(shè)置后最大瞬時風(fēng)速降低10.0 m·s-1左右。在借鑒國外研究成果同時，本文結(jié)合連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)強風(fēng)天氣的特殊環(huán)境，研究和提出了適合連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)橫風(fēng)天氣條件下安全、高效行車的技術(shù)保障措施及其對策。

2 、連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)野外考察

201 0年04 月新疆公路勘測設(shè)計研究院、新疆維吾爾自治區(qū)氣象科學(xué)服務(wù)中心、北京大學(xué)組織綜合考察隊，對連霍高速公路沿線具有代表性的氣象站進行科學(xué)考察。并以烏魯木齊市氣象局為出發(fā)點，對風(fēng)向風(fēng)速、溫濕度觀測儀、地形地勢、風(fēng)場特征等進行了科學(xué)考察。

在連霍高速公路三十里風(fēng)區(qū)、百里風(fēng)區(qū)風(fēng)害防控技術(shù)研究野外考察和資料分析基礎(chǔ)上，將三十里風(fēng)區(qū)中部DK4031、百里風(fēng)區(qū)紅山口DK3781+100路段，最大瞬時2年一遇設(shè)計值達到35.0 m·s-1以上重度危險路段，選定為公路風(fēng)害防控技術(shù)研究的6要素5層梯度風(fēng)自動氣象站站址。連霍高速公路三十里風(fēng)區(qū)6要素（氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量）5層（0.15m、0.5m、1.0m、2.0m、4.0m）梯度風(fēng)自動氣象站地理參數(shù)為43°04′07.2″N,88°38′19.0″E，海拔高度395m（圖3.a）。同時在百里風(fēng)區(qū)紅山口DK3781+100路段建立高速公路大風(fēng)監(jiān)測站，地理參數(shù)為43°20′57.3″N,91°25′20.1″E，海拔高度為1260m，見圖片3.b。連霍高速公路三十里風(fēng)區(qū)6要素5層梯度風(fēng)自動氣象站、百里風(fēng)區(qū)大風(fēng)監(jiān)測站太陽能供電，無線傳輸，風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、相對濕度、雨量、氣壓采集速率和計算按照中華人民共和國氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QX/T 61—2007[1]中的技術(shù)要求進行。

連霍高速公路三十里風(fēng)區(qū)6要素5層梯度風(fēng)自動氣象站、百里風(fēng)區(qū)大風(fēng)監(jiān)測站的建立同時，建議柔性防風(fēng)阻沙柵設(shè)置在百里風(fēng)區(qū)紅山口路段，見圖片3.c。該防風(fēng)柵設(shè)置可以為連霍高速公路安全、高效行車提供科學(xué)依據(jù)。

3 、霍高速公路百里風(fēng)區(qū)沿線風(fēng)害概述

3.1 大風(fēng)成因

連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)為內(nèi)陸寒潮性大風(fēng)，受地形地貌埡口增速效應(yīng)及氣壓梯度力的影響所致，百里風(fēng)區(qū)的形成與地理位置和天山有著很直接的關(guān)系。天山橫亙新疆，每當(dāng)冷空氣侵入，都是天山阻擋住冷空氣的去路，當(dāng)冷空氣突破天山北坡山口防線達到七角井鎮(zhèn)，以300～400k m·s-1速度到達十三間房，埡口增速和氣壓差增加，導(dǎo)致風(fēng)速加大。

3.2 大風(fēng)特征

連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)具有風(fēng)速大、風(fēng)期長、季節(jié)性強、風(fēng)向穩(wěn)定、起風(fēng)速度快的特點，實測瞬間最大風(fēng)速達60.0m/s以上，是全球內(nèi)陸風(fēng)力最為強勁的地區(qū)之一。連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)全年大風(fēng)日數(shù)在152～161天[2]，屬于風(fēng)害重度危險區(qū)。

全球氣候變化，導(dǎo)致連霍高速百里風(fēng)區(qū)戈壁路段大風(fēng)強度和變化趨勢呈現(xiàn)增加趨勢，變化率b＝20.0/10a，這主要由于全球氣候變暖，戈壁地帶溫度增高，氣壓梯度增大所致。

3.3 百里風(fēng)區(qū)強風(fēng)盛行風(fēng)向特征

全年強風(fēng)盛行風(fēng)向玫瑰圖分析結(jié)果表明：連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)全年強風(fēng)盛行風(fēng)向N，頻率為60%，次盛行風(fēng)向NNW,頻率為33.0%(圖4)。該線路走向是E─W,線路與強風(fēng)盛行風(fēng)向夾角在75°～90゜之間，高速公路不同類型汽車安全行車主要受到橫風(fēng)影響[3]。

圖4 連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)全年強風(fēng)風(fēng)向玫瑰圖

3.4 、基本風(fēng)速分布特征

基本風(fēng)速定義為開闊平坦地貌條件下，距地面以上10m高度處，30年重現(xiàn)期的10min平均年最大風(fēng)速，針對高速鐵路防風(fēng)基本風(fēng)速定義為開闊平坦地貌條件下，距軌面4.0m高度處，30年重現(xiàn)期的10min平均年最大風(fēng)速達到臨界風(fēng)速為防風(fēng)柵布設(shè)設(shè)計風(fēng)速。以連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)線路每間距100m距路面4.0高度（m）參數(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合沿線七角井、十三間房國家基本站近40年（1971～2009年）每場最大瞬時風(fēng)速≥10.8m·s-1強風(fēng)風(fēng)速和風(fēng)向資料，建立連霍高速公路百里沿線最大風(fēng)速序列。應(yīng)用極值Ⅰ型分布概率模式：

式(1)中u為分布的位置參數(shù)，即分布的眾數(shù),α為分布的尺度參數(shù)，最大風(fēng)速極值Ⅰ分布的重現(xiàn)期計算公式如下：

依據(jù)連霍高速公路百里沿線氣象站近40年（1971～2008）10m高度10min平均最大風(fēng)速資料，應(yīng)用（2）式，結(jié)合連霍高速百里風(fēng)區(qū)區(qū)間路基高度和地形地貌特征以及基本站與沿線大風(fēng)監(jiān)測站最大風(fēng)速比值，進行高度訂正、地形訂正、時距訂正計算出連霍高速公路百里沿線每100m距路面4.0m高度處10min平均最大風(fēng)速30年一遇設(shè)計值、連霍高速公路百里沿線每100m距路面4.0m高度瞬時最大風(fēng)速2年一遇設(shè)計值。并且通過最大風(fēng)速極值Ⅰ分布檢驗。

連霍高速百里風(fēng)區(qū)最大瞬時風(fēng)速水平分布特征，由中部向東西遞增，并且隨地形地勢以及路堤、路塹高度變化呈現(xiàn)獨特特征。連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)橫風(fēng)下最大瞬時風(fēng)速對不同類型汽車安全行車影響很大，當(dāng)瞬時風(fēng)速達到15.0 m·s-1，小客車傾覆翻車；當(dāng)瞬時風(fēng)速達到20.0 m·s-1～25.0 m·s-1貨車和大客運進入警戒，這與日本高速道路強橫風(fēng)運行管制規(guī)則一致。

4 、柔性防風(fēng)阻沙柵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

4.1 柔性防風(fēng)阻沙柵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

日本高速公路、高速鐵路防風(fēng)防雪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：空曠平坦的地面上距地10m高度處30年一遇10min平均最大風(fēng)速達到25.0 m·s-1～35.0 m·s-1之間。即最大風(fēng)速重現(xiàn)期30年, 防風(fēng)設(shè)計風(fēng)速25 m·s-1～35.0 m·s-1。防風(fēng)柵抗風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計風(fēng)速60.0 m·s-1, 設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期100年。

蘭新鐵路防風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：空曠平坦的地面上距地10m高度處30年一遇10min平均最大風(fēng)速達到32.0 m·s-1，即最大風(fēng)速重現(xiàn)期30年, 防風(fēng)設(shè)計風(fēng)速32 m·s-1。擋風(fēng)墻抗風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計風(fēng)速60.0 m·s-1, 設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期100年。

連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)強橫風(fēng)路段柔性防風(fēng)阻沙柵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)防風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：距路面4.0高度處30年一遇10min平均最大風(fēng)速達到25.0 m·s-1～30.0 m·s-1之間。即最大風(fēng)速重現(xiàn)期30年, 防風(fēng)設(shè)計風(fēng)速25 m·s-1～30 m·s-1。防風(fēng)柵抗風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計風(fēng)速60.0 m·s-1, 設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期100年。

4.2 防風(fēng)區(qū)段的確定

表1 連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)DK7180+100～DK3781+300擬建區(qū)間防風(fēng)柵設(shè)置

4.3 防風(fēng)種類

連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)強橫風(fēng)路段防風(fēng)種類不同于護墻板100%的防風(fēng)壁以及不足100%防風(fēng)功能的防風(fēng)柵欄。防風(fēng)對策基于機能效果，以H鋼等材料為主體，由有孔折板和金剛等鋼板組成。鋼板包括鋼材、丙烯板、樹脂網(wǎng)、GRS網(wǎng)片與磚的連接等。其中充實率：充實率即為防風(fēng)設(shè)備的全面遮風(fēng)效果。完全沒有縫隙像墻壁一樣的防風(fēng)設(shè)備的充實率為100%。例如開孔率（空隙率）為40%～52%的情況下充實率為60%～48%。高度是指與橋梁或土堆等類似，這里指鋼材的欄桿高度。長度是指防風(fēng)對策設(shè)置的支柱之間的距離。這與日本防風(fēng)對策的種類基本一致。

5 、柔性防風(fēng)阻沙柵布設(shè)方案

5.1 柔性防風(fēng)阻沙柵原理

柔性防風(fēng)阻沙柵原理利用空氣動力學(xué)原理,按照連霍高速百里風(fēng)區(qū)典型路段橫斷面強風(fēng)監(jiān)測，結(jié)合流體模擬結(jié)果加工成一定幾何形狀的柔性阻沙柵,并根據(jù)現(xiàn)場條件將防風(fēng)阻沙板組合成防風(fēng)阻沙柵，使強風(fēng)從外通過墻體時，在柵體內(nèi)側(cè)形成上、下干擾的氣流以達到外側(cè)強風(fēng)，內(nèi)側(cè)弱風(fēng)；外側(cè)小風(fēng)，內(nèi)側(cè)無風(fēng)的效果，從而防止沙粒的飛揚，極大的損失來流風(fēng)的動能；減少風(fēng)的湍流度，消除來流風(fēng)的渦流。柔性防風(fēng)阻沙柵的防風(fēng)阻沙效果取決于擋風(fēng)尾流區(qū)的特征長度和風(fēng)速。

5.2 柔性防風(fēng)阻沙柵布設(shè)方案

連霍高速百里風(fēng)區(qū)距路面4.0m高度處10min平均最大風(fēng)速30年一遇設(shè)計值V4_30max（m·s-1）與連霍高速百里風(fēng)區(qū)距路面4.0m高度處最大瞬時風(fēng)速2年一遇設(shè)計值V4_2max（m·s-1）分布特征相一致。因此，在連霍高速百里風(fēng)區(qū)防風(fēng)柵布設(shè)中采用連霍高速百里風(fēng)區(qū)距路面4.0m高度處最大瞬時風(fēng)速2年一遇設(shè)計值V4_2max（m·s-1）作為設(shè)計風(fēng)速。以高速公路里程中DK+L或+H或+0分別為單側(cè)設(shè)置防風(fēng)柵、雙側(cè)設(shè)置防風(fēng)柵、不設(shè)置防風(fēng)柵。 連霍高速百里風(fēng)區(qū)強橫風(fēng)路段柔性防風(fēng)阻沙柵設(shè)計方案如圖7所示。

圖7 連霍高速百里風(fēng)區(qū)強橫風(fēng)路段柔性防風(fēng)阻沙柵布設(shè)方案

5.3 柔性防風(fēng)阻沙柵主要結(jié)構(gòu)

新型的柔性防風(fēng)阻沙柵主要包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，承力柱結(jié)構(gòu)，傳力柔性網(wǎng)，消風(fēng)抑石磚，抵御瞬時增大強度的減力結(jié)構(gòu)以及專用連接結(jié)構(gòu)。

下面將逐一介紹新型的柔性防風(fēng)阻沙柵各部分的結(jié)構(gòu)：

5.3.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

為了保證防風(fēng)阻沙柵柵體在突受外力下不被損壞，結(jié)合現(xiàn)場缺水、地質(zhì)的實際情況，可采用預(yù)埋構(gòu)件和錨桿（巖石基礎(chǔ)）結(jié)合的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來維持穩(wěn)定行。剛性結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是極為嚴格的不僅受到拉拔力的影響，最主要要承受很大的彎矩影響，預(yù)埋構(gòu)件和錨桿（巖石基礎(chǔ)）結(jié)合的基礎(chǔ)采用絞合連接的形式，將彎矩的影響降低到最小的程度,見圖8.a～8.b。

圖8 柔性防風(fēng)阻沙柵基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和單元結(jié)構(gòu)的形式

5.3.2 承力柱結(jié)構(gòu)

承力柱結(jié)構(gòu)：選用C字鋼與工字鋼結(jié)合，底部采用鉸接方式與基礎(chǔ)預(yù)埋件連接到一起。通過柔性鋼繩鏈接到基礎(chǔ)。C字鋼不僅有強度，而且可以為面磚提供嵌入的溝槽，而且連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)強橫風(fēng)路段每100m路堤高度、路基特征、地形地貌特征、距軌面4.0高度處30年一遇10min平均最大風(fēng)速設(shè)計值、每100m距軌面4.0m高度處最大瞬時風(fēng)速2年一遇設(shè)計值等（表1）綜合分析表明：連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)強橫風(fēng)路段主要受天山山口影響，特別是DK3780+100～DK3781+300路段最大瞬時風(fēng)速隨路堤高度增加風(fēng)速呈現(xiàn)增加獨特特征，建議在該區(qū)間迎風(fēng)側(cè)單側(cè)設(shè)置防風(fēng)柵,防風(fēng)柵高度為距路肩高度2.0～3.0 m。這與日本道路和高速道路強橫風(fēng)路段防風(fēng)柵設(shè)置高度一致，見圖5～6。選用C字鋼是因為我們可以將整個結(jié)構(gòu)相對的單元化，在承受外力不均勻的情況下，不同單元會相應(yīng)的有不同的形變，不會影響到整體。通常狀況下，每個相對獨立的單元長度在4到8米，在計算的時候只計算單元的受力即可(見圖7)。型材的技術(shù)指標(biāo)：長：6m，寬0.22m，槽深0.05m。

5.3.3 傳力柔性網(wǎng)

傳力柔性網(wǎng)：采用高抗腐GRS網(wǎng)片，網(wǎng)片整體抗拉強度大于38KN/m，采用雙絞編織，本身具有極強的抵抗能力，將檔風(fēng)抑石磚提供載體，將墻體面受力均勻分布傳遞到承力柱以及鋼絲繩索。檔風(fēng)抑石磚：產(chǎn)品結(jié)合檔風(fēng)、導(dǎo)風(fēng)、防風(fēng)、抑石、阻沙于一體，采用先進的制磚技術(shù)與制磚材料，具有相當(dāng)?shù)膹姸?。減力結(jié)構(gòu)：減力結(jié)構(gòu)是整體結(jié)構(gòu)在受到外力突然增大的情況下，通過自身的形變，延長外力對結(jié)構(gòu)的作用時間，從而保證結(jié)構(gòu)有足夠的時間來微調(diào)，到達最佳的防護效果。專用連接結(jié)構(gòu)：是一系列的輔助構(gòu)成，包括網(wǎng)片與承力柱的連接，GRS網(wǎng)片與磚的連接，通過巧妙而且多元的組合可以達到亦柔亦剛的結(jié)構(gòu)（圖9）。連接結(jié)構(gòu)的選取和方式是整個結(jié)構(gòu)能否發(fā)揮最大效果的關(guān)鍵。

圖9 GRS網(wǎng)片示意圖

5.3.4 消風(fēng)抑石磚采用陶粒磚的制作工藝

消風(fēng)抑石磚采用陶粒磚的制作工藝，同時結(jié)合增強磚體力學(xué)性能的材料制作而成，結(jié)合檔風(fēng)、導(dǎo)風(fēng)、防風(fēng)、抑石、導(dǎo)沙于一體（圖10）。參考陶粒磚技術(shù)指標(biāo)：抗壓程度 1.5～2.86 MPa，容量 420～650 kg/m3，材料密度 1420 kg/m3，空心率 44～52 % ，吸水率10.16 % 1小時，抗折強度 0.99 MPa，抗凍性凍融15次強度無損失 。

圖10 磚體結(jié)構(gòu)和磚體導(dǎo)風(fēng)示意圖

5.3.5 減力結(jié)構(gòu)采用環(huán)狀的減力環(huán)

減力結(jié)構(gòu)采用環(huán)狀的減力環(huán)（圖11），是整體結(jié)構(gòu)在受到外力突然增大的情況下，通過自身的形變，延長外力對結(jié)構(gòu)的作用時間，從而保證結(jié)構(gòu)有足夠的時間來微調(diào)，到達最佳的防護效果。減力環(huán)的技術(shù)指標(biāo)：⑴、吸收能量大于110KJ；⑵、啟動力47KN，破壞力142KN。為了配合數(shù)據(jù)的采集和現(xiàn)場情況的判斷，可以安裝集報警監(jiān)測于一體的電子監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過與減力環(huán)的配合，能夠準(zhǔn)確記錄該點的受力情況，為以后的產(chǎn)品能夠更適合該區(qū)域提出更好的改進方法。

圖11 減力環(huán)示意圖

5.3.6 專用連接結(jié)構(gòu)

專用連接結(jié)構(gòu)(圖12)是一系列的輔助構(gòu)成，包括網(wǎng)片與承力柱的連接，網(wǎng)片與磚的連接，通過巧妙而且多元的組合可以達到亦柔亦剛的結(jié)構(gòu)。連接結(jié)構(gòu)的選取和方式是整個結(jié)構(gòu)能否發(fā)揮最大效果的關(guān)鍵。

圖12 專用連接結(jié)構(gòu)

6 、強橫風(fēng)路段防風(fēng)措施及其對策

連霍高速百里風(fēng)區(qū)強橫風(fēng)區(qū)間不同類型汽車在強風(fēng)天氣下安全行車可以通過以下對策來保證：

6.1 、按照強風(fēng)天氣下不同類型汽車行車規(guī)則降低車速

首先依據(jù)連霍高速百里風(fēng)區(qū)橫強風(fēng)區(qū)間氣象站40多年（1971～2009年）最大風(fēng)速資料，結(jié)合氣象站最大風(fēng)速與高速公路沿線最大風(fēng)速比值系數(shù)k，通過數(shù)理統(tǒng)計與概率論相結(jié)合方法進行風(fēng)險評估，確定連霍高速百里風(fēng)區(qū)為重度危險路段。按照布點原則建立大風(fēng)監(jiān)測站及強風(fēng)報警系統(tǒng)，繪制連霍高速百里風(fēng)區(qū)橫強風(fēng)路段不同類型汽車安全行車運行規(guī)則曲線圖，當(dāng)風(fēng)速達到不同類型汽車傾覆翻車臨界風(fēng)速，按照強風(fēng)天氣下不同類型汽車行車規(guī)則降低車速或停車。

6.2 、設(shè)置防風(fēng)阻沙柵降低強橫風(fēng)強度

降低強橫風(fēng)強度對策就是在強橫風(fēng)區(qū)間布設(shè)防風(fēng)阻沙柵，目的在于減弱強橫風(fēng)風(fēng)速，以保證不同類型汽車安全、高效行車。

7 、結(jié)語

如何盡快建立適合我國高速公路強橫風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)和大風(fēng)警報系統(tǒng)及防風(fēng)阻沙柵設(shè)置，保證高速公路不同類型汽車按照大風(fēng)天氣下運行規(guī)則安全行車，是高速公路強橫風(fēng)區(qū)間急需解決問題。

連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)具有風(fēng)速大、風(fēng)期長、季節(jié)性強、風(fēng)向穩(wěn)定、起風(fēng)速度快，實測瞬間最大風(fēng)速達60.0m/s以上，是全球內(nèi)陸風(fēng)力最為強勁的地區(qū)。主要由于埡口增速效應(yīng)及氣壓梯度力的影響所致。

連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)強側(cè)風(fēng)和強橫風(fēng)區(qū)間防風(fēng)阻沙柵設(shè)計防風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：距路面4.0高度處30年一遇最大風(fēng)速達到25.0 m·s-1～30.0 m·s-1（距路面4.0高度處2年一遇最大瞬時風(fēng)速達到25.0 m·s-1～30.0 m·s-1）頻率＞10%；全年強風(fēng)主風(fēng)向和次風(fēng)向頻率＞10%。即最大風(fēng)速重現(xiàn)期30年, 防風(fēng)設(shè)計風(fēng)速25 m·s-1～30 m·s-1。防風(fēng)柵抗風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計風(fēng)速60.0 m·s-1, 設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期100年。

新型的柔性防風(fēng)阻沙柵主要包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、承力柱結(jié)構(gòu)、傳力柔性網(wǎng)、消風(fēng)抑石磚、抵御瞬時增大強度的減力結(jié)構(gòu)以及專用連接結(jié)構(gòu)。連接結(jié)構(gòu)的選取和方式是整個結(jié)構(gòu)能否發(fā)揮最大防風(fēng)效果的關(guān)鍵。因此，要按照強風(fēng)天氣下不同類型汽車行車規(guī)則降低車速并通過防風(fēng)阻沙柵降低強橫風(fēng)的強度，為連霍高速公路百里風(fēng)區(qū)不同類型汽車的安全以及高效行車提供技術(shù)保障。

[1]QX/T 61—2007.地面氣象觀測規(guī)范.2007年

[2]馬淑紅，陳飛捷，韋振勛，馬韞娟，戈峰，李劍.連霍高速公路哈密─吐魯番強橫風(fēng)對策研究（R）.2010年02月.

[3]陳飛捷，馬淑紅，韋振勛，馬韞娟，戈峰，李劍.連霍高速公路哈密─吐魯番路段防風(fēng)技術(shù)研究（R）.2010年02月.

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.20.004

交通運輸部科技項目，合同書編號：2009318000024

馬韞娟（1983-），女，北京，碩士，研究方向：高速鐵路、高速公路防災(zāi)對策研究。

連霍高速公路；百里風(fēng)區(qū)；強風(fēng)盛行風(fēng)向玫瑰圖；柔性防風(fēng)阻沙柵；布設(shè)方案