呼和浩特呼伦贝尔南路与大学西街交叉口标志与信号灯设计.docx

本科毕业设计说明书

呼和浩特呼伦贝尔南路与大学西街交叉口标志与信号灯设计

学 院：能源与交通工程学院 专 业：交通工程
姓 名：
学 号：060511046
指导教师：
职 称：副教授

论文提交日期：二0 一一年六月

设 计 概 况

目 录

1、概 述 1
1.1 背景资料 1
1.2 设计概述 1
2、技术标准、规范 1
3、城市道路交通标志 1
3.1 交通标志基本概念 1
3.2 城市道路交通标志设施原则和特点 3
3.3 城市道路标志的设置 4
3.4 城市道路标志相关资料的采集与分析 4
3.5 城市道路标志设计要求 5
3.6 交通标志的尺寸 5
3.7 城市道路交通标志设置方式 9
3.8 交通标志结构与材料 10
3.9 交通标志荷载的计算 11
3.10 呼伦贝尔南路与大学西街交叉口标志设计 14
4、城市道路交通信号灯 16
4.1 交通信号灯分类 16
4.2 信号灯的安装方式 17
4.3 信号灯设置条件 20
4.4 信号灯排列顺序 21
4.5 信号灯安装数量和位置 22
4.6 信号灯安装高度 23
4.7 交通信号灯荷载计算 23
4.8 呼伦贝尔南路与大学西街交叉口信号灯设计 24
5、结束语与展望 25
5.1 结束语 25
5.2 展 望 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1、概 述
1.1 背景资料
1.2 设计概述
2、技术标准、规范
3、城市道路交通标志
3.1 交通标志基本概念
3.1.1 交通标志的分类：
3.1.2 交通标志的形状
3.1.3 交通标志的颜色
3.1.4 交通图形符号

ü
ü

ü

3.2 城市道路交通标志设施原则和特点
3.3 城市道路标志的设置
3.3.1 城市道路交通标志的设置原则
3.3.2 设置依据
3.3.3 相关因素
3.4 城市道路标志相关资料的采集与分析
3.5 城市道路标志设计要求
3.6 交通标志的尺寸
1、警告标志
警告标志用来向道路使用者提供道路沿线存在的危险或应该注意的路段，提高警觉并准备防范措施。
警告标志的颜色为黄底、黑边、黑图案；形状为顶角朝上的正三角形，其尺寸代号如图3.1所示，三角形边长、黄色边框宽度的最小值及其他细部尺寸应视路的设计速度
而定，可按表3.2选取。

设计速度（km/h）
100-120
71-79
40-70
<40
三角形边长A/cm
130
110
90
70
黑边宽度B/cm
9
8
6.5
5
黑边圆角半径R/cm
6
5
4
3
衬底边宽度C/cm
1.0
0.8
0.6
0.4
警告标志与危险地点之间的距离，应根据设计速度确定，可参见表3.3.

设计速度（km/h）
100~120
71~79
40~70
<40
标志到危险地点的距离/m
200~250
100~200
50~100
20~50
2、指示标志
指示标志是用来指示道路使用者行进的信息，常设于行车道的入口处。
指示标志的颜色为蓝底、白图案，其形状分为圆形、长方形和正方形，指示标志的尺寸代号如图3.2所示，其各部尺寸的最小值应视道路设计速度而定，可按表3.4选取。

设计速度/（km/h）
100~120
71~79
40~70
<40
圆形（直径）D/cm
120
100
80
60
正方形（边长）A/cm
120
100
80
60
长方形（边长）A×B/cm
190×140
160×120
140×100
—
单行线标志（长方形）A×B/cm
120×60
100×50
80×40
60×30
会车先行标志（正方形）A/cm
—
—
—
60
衬底边宽度C/cm
1.0
0.8
0.6
0.4
3、禁令标志
禁令标志用来向道路使用者表示交通之“禁行” 、“禁止” 、“限制”等规定，必须严格遵守。禁令标志的颜色，除个别外，为白底、红圈。红杠、黑图案，图案压杠。禁令标志形状为圆形、八角形、顶角向下的等边三角形，其尺寸代号如图3.3所示，各部尺寸的最小值应视道路设计速度而定，可按表3.5选取。

4、指路标志
指路标志用来向道路使用者提供沿线道路经由的地名、方向和距离，或与之相交道路的编号、名胜古迹、游乐休息或服务区等。
指路标志的颜色，除个别标志外，为蓝底、白图案，高速公路为绿底、白图案。指路标志的形状，除地点识别标志、里程碑、分合流标志外，为长方形和正方形。
指路标志的汉字采用标准黑体（简体）。汉字高度应符合表3.6的规定，字宽与字高相等。指路标志中的阿拉伯数字、拼音字、拉丁字或少数民族文字的高度应根据汉字高度确定，与汉字高度的关系应符合表3.7的规定。指路标志的汉字或其他文字的间隔、行距等应符合表3.8的规定。指路标志外边框和衬底边的尺寸如图3.4所示。

设计速度/（km/h）
100~120
71~79
40~70
<40

圆形
标志
标志外径D/cm
120
100
80
60
红边宽度A/cm
12
10
8
6
红杠宽度B/cm
9
7.5
6
4.5
衬边宽度C/cm
1.0
0.8
0.6
0.4

三角行
标志
三角形边长A/cm
—
—
90
70
红杠宽度B/cm
—
—
9
7
衬边宽度C/cm
—
—
0.6
0.4

八角形
标志
标志外径D/cm
—
—
80
60
白边宽度B/cm
—
—
3.0
2.0
衬边宽度C/cm
—
—
0.6
0.4

设计速度/（km/h）
100~120
71~79
40~70
<40
汉字高度/cm
60~70
50~60
40~50
25~30

其 他 文 字
与汉字高度（h）关系
拼音字、拉丁字
或少数民族字
大写
1/2h
小写
1/3h

阿拉伯数字
字高
h
字宽
0.6h
笔画粗
1/6h
公里符号
k
1/2h
m
1/3h

文字设置
与汉字高度（h）关系
字间隔
1/10h以上
笔画粗
1/10h
字行距
1/3h
距标志边缘最小距离
2/5h
5、旅游区标志
为吸引和指示人们从高速公路或其他道路上前往邻近旅游区，应在通往旅游景点的交叉口设置一系列旅游标志，使旅游者能方便的识别通往旅游区的方向和距离，了解旅游项目的类别。
旅游标志的颜色为棕色底、白色字符。旅游指引标志为矩形，其尺寸应根据速度确定字高，再根据字数和图案确定板面大小。旅游符号为正方形，尺寸一般采用60cm×60cm，也可根据需要放大或缩小。
6、道路施工安全标志
7、辅助标志
在主标志无法完整表达或指示其规定时，为维护行车安全与交通畅通之需要，应设置辅助标志。
8、可变信息标志
3.7 城市道路交通标志设置方式
（1）柱式
可分为单柱式和双柱式单柱式适用于警告、禁令、指示
等标志。双柱式适用于长方形的指示或指路标志。a）标志安装在单柱、双柱或悬臂式标杆立柱上时，安装高度为200cm～250cm，但安装在隔离带、绿化带等非行人通行的地点时，安装高度不低于100cm。标志板外缘距路面侧石线不应小于25cm（见图3.5）

（2）悬臂式
标志牌安装于悬臂上。标志下缘离地面的高度，至少按该道路规定的净空高度设置。悬臂式适用于柱式安装有空难、道路较宽、交通量较大、外侧车道大型车辆阻挡内侧车道小型车辆视线、视距受限制及景观上有要求的场合。另外，信息量多、导向沿线重要地点的指路标志也应采用悬臂式。如图3.6为路侧式悬臂式。
（3）门式
标志牌安装在门架上。标志下缘距离路面的高度，至少按该道路规定的净空高度设置。
（4）附着式
附着式标志将标志板安装在上跨桥和附近构造物上。
本设计为呼和浩特市呼伦贝尔南路与大学西街交叉口标志的设计，采用路侧式标志设计。
3.8 交通标志结构与材料
1、标志底板
标志底板可采用铝合金板、合成树脂类板材材料制作。铝合金板材的抗拉强度应不小于289.3Mpa，屈服点不小于241.2Mpa，延伸率不小于4%~10%。应采用牌号为2024，T4状态的硬铝合金板。
2、标志立柱
交通标志立柱可选用H型钢、槽钢、钢管及钢筋混凝土管等材料制作，临时性标志立柱的可用木柱。钢制立柱、横梁、法兰盘及各种连接件，可采用热浸镀锌。立柱、横梁发拉潘的镀锌量为550g/m²，紧固件为350 g/m².
3、标志板和立柱的连接
标志板和立柱的连接方式应根据板面大小确定，在设计连续部件时，应遵循安装方便、连接牢固、板面平整的原则。
4、立柱埋设深度
各种标志立柱的埋设深度，决定于板面承受力的大小及地基的承载力。一般应浇筑混凝土基础。立柱的金属预埋件应进行防腐处理。
3.9 交通标志荷载的计算
交通标志所受的荷载包括永久荷载和可变荷载，其中，永久荷载即交通标志结构的自重，可变荷载主要为风载。
（1）标志板所受的风载
Fwb = γoγq [（ρCν²）（Wbi ×Hbi）] / 1000
式中： Fwb—— 标志板所受的风载，kN；
γo —— 结构重要性系数，取1.0；
γq —— 可变荷载（主要为风载）分项系数，采用1.4；
ρ —— 空气密度，一般取1.2258 N·s²/m⁴；
C —— 风力系数，对于标志板C = 1.2；
ν —— 风速，应选用当地比较空旷平坦的地面上离地10m高出统计所得
30年一遇10min 平均最大风速，v值不得小于20m/s，当无风速记录时，可查阅《全国
基本风压分布图》的基本风压ω0（kPa）来代替式中的 ρCν² / 1000；
n —— 标志板的数量；
Wbi —— 第i块标志板的宽度，m；
Hbi —— 第i块标志板的高度，m。
（2）立柱与横梁所受的风载
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
式中 Fwp —— 单根立柱（横梁）所受的风载，kN；
C —— 风力系数，圆管形立柱C = 0.8，薄壁矩形立柱C = 1.4，其他型钢及组合型立柱C = 1.3；
n —— 标志板的数量；
Wp —— 立柱或横梁的迎风面宽度，m;
Hpn —— 立柱或横梁的迎风面高度，应扣除被标志板遮挡的部分，m；
计算1：本设计中该路段所使用到的分道指示牌宽度为4m，高度为2m；立柱的迎风面高度为7m，迎风面宽度为0.27m；横梁的迎风面高度为0.5m，迎风面宽度为0.16m。该设计所处位置的风速为50m/s。并且个该路段标志牌设计个数都为1，横梁设置2根。
根据上述数据计算
Fwb = γoγq [（ρCν²）（Wbi ×Hbi）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×1.2×50²）×（4×2）]/1000
=20.59344 kN =20.593 kN
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×0.8×50²）×（7×0.27）]/1000
=2.6428248kN （立柱）= 2.643 kN
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×0.8×50²）×（0.8×0.16×2）]/1000
=0.30203712 kN（横梁）=0.302 kN
计算2：本设计中该路段所使用到的道路标志牌宽度为4.8m，高度为2.7m；立柱的迎风面高度为7m，迎风面宽度为0.27m；横梁的迎风面高度为0.5m，迎风面宽度为0.16m。该设计所处位置的风速为50m/s。并且个该路段标志牌设计个数都为1，横梁设置2根。
Fwb = γoγq [（ρCν²）（Wbi ×Hbi）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×1.2×50²）×（4.8×2.7）]/1000
=41.701716kN =41.702kN
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×0.8×50²）×（7×0.27）]/1000
=2.6428248 kN （立柱）= 2.643 kN
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×0.8×50²）×（0.8×0.16×2）]/1000
=0.30203712 kN（横梁）=0.302 kN
（3）单悬臂式标志的立柱设计与计算
单悬臂式标志的立柱根部受到两个力和三个力矩的作用。
风力为
Fw = Fwb + Fwp + Fwhp×nbeam （3.10）
重力为
G = γoγG[（Wbi×Hbi×Tbi×μbi）+Hhp×nbeam×μh + Hp×μp]（3.11）
由风载引起的弯矩为
Mumax = Fwb×[Hp—（Hbi）/2] + Fwp×Hp/2 （3.12）
由风载引起的扭矩（大小等于所有横梁根部承受的弯矩）为
Mtmax= Fwb×[Hhp—（ Wbi）/2] + Fwhp×[Hhp—（ Wbi）/2] （3.13）
由横梁和标志板自重引起的弯矩为
Mgmax=γoγG{[ Wbi×Hbi×Tbi×μbi ×（Hhp—Hbi）/2]+ Hhp×μh ×Hhp /2×nbeam }
（3.14）
式中 Fwhp —— 单根横梁所受的风载，KN；
nbeam —— 横梁的数目；
nw —— 沿横梁长度方向的标志板的数量；
Tbi —— 第i块标志板的厚度，m；
μbi —— 第i块标志板的比重，KN/m³；
Hhp —— 单根横梁的长度，m；
Hp —— 立柱的高度，m；
μh、μp —— 横梁、立柱单位长度的质量，KN/m；
nh —— 沿立柱高度方向的标志板数量；
γG —— 永久荷载（结构重量）分项系数，γG = 1.2；
因此，单悬臂型标志结构立柱的强度验算分为两部分，一部分按横力弯的方法进行计算，另一部分按照约束扭转的薄壁杆理论进行计算（圆管型立柱除外），然后将结果进行叠加。
经计算校核，该设计的立柱与横梁均符合要求。
3.10 呼伦贝尔南路与大学西街交叉口标志设计
1、 道路标志牌的设置
道路标志牌设计尺寸如图3.7所示

在距路口100～150米处应设置交叉路口指路标志。
2、 车行道道标志牌的设置
道路分道指示牌设计尺寸如图3.8所示

在距路口50～100米处应设置车行道标志。
3、 标志单悬臂杆的设置
单悬臂杆设计尺寸如图3.9所示

4、 设计交叉口标志
1、设计交叉口所用的标志尺寸如图3.10所示

该标志安装在信号灯灯杆上。
4、城市道路交通信号灯
4.1 交通信号灯分类
1、机动车信号灯
由红色、黄色、绿色三个几何位置分立的无图案圆形单元组成的一组信号灯，指导机动车通行。
2、非机动车信号灯
由红色、黄色、绿色三个几何位置分立的内有自行车图案的圆形单元组成的一组信号灯，指导非机动车通行。
3、人行横道信号灯
由几何位置分立的内有红色行人站立图案的单元和内有绿色行人行走图案的单元组成的一组信号灯，指导行人通行。
4、方向指示信号灯
由红色、黄色、绿色三个几何位置分立的内有同向箭头图案的圆形单元组成的一组信号灯，用于指导某一方向上机动车通行。箭头方向向左、向上和向右分别代表左转、直行和右转。绿色箭头：表示车辆允许沿箭头所指的方向通行；红色或黄色箭头：表示仅对箭头所指方向起红灯或黄灯的作用。
5、车道信号灯
由一个红色交叉形图案单元和一个绿色向下箭头图案单元组成的信号灯。红色交叉形表示本车道不准车辆通行；绿色向下箭头表示本车道准许车辆通行。
6、闪光警告信号灯
由一个黄色无图案圆形单元构成的信号灯。工作状态闪烁，表示车辆、行人通行时应注意暸望，在确保安全后通过。
7、道口信号灯
由两个或一个红色无图案圆形单元构成的信号灯。两个红灯交替闪烁或者一个红灯亮时，表示禁止车辆、行人通行；红灯熄灭时，表示允许车辆、行人通行。
4.2 信号灯的安装方式
信号灯安装方式种类如下
1、悬臂式 如图4.1所示

2、柱式 如图4.2所示

3、门式 如图4.3所示

4、附着式 如图4.4所示

4.3 信号灯设置条件
4.3.1 信号灯设置条件总则
（1）信号灯设置时应考虑路口、路段和道口三种情况。
（2）应根据路口形状、交通流量和交通事故状况等条件，确定路口信号灯的设置。
（3）可设置专用于指导公共交通车辆通行的信号灯及相应配套设施。
（4）应根据路段交通流量和交通事故状况等条件，确定路段信号灯的设置。
4.3.2 路口信号灯设置
路口按形状主要可分为：十字形、斜交、T形、Y形、错位T形、错位Y形、多路、环形路口。
1、十字形路口、斜交路口、T形路口、Y形路口
当相交的两条道路均为干路时，应设置信号灯。
当相交的两条道路中有一条为支路时，应根据交通流量和交通事故状况等条件，确定是否设置信号灯。
2、错位T形路口
错位间距小于50米时，可视为一个十字路口或斜交路口设置信号灯。
错位间距大于50米时，可视为两个T形路口设置信号灯。
3、错位Y形路口、多路路口
应进行合理交通渠化后，根据交通流量和交通事故状况等条件确定信号灯的设置。
4、环形路口
应根据环形路口通行能力、交通流量和交通事故状况等条件确定信号灯的设置。
4.3.3 路口非机动车信号灯设置
对于机动车单行线上的交叉口，在与机动车交通流相对的进口应设置非机动车信号灯。
非机动车驾驶人在路口距停车线25m范围内不能清晰视认用于指导机动车通行的信号灯的显示状态时，应设置非机动车信号灯。
其它特殊情况下，如通过交通组织仍不能解决机动车与非机动车冲突，宜设置非机动车信号灯。
4.3.4 路口人行横道信号灯设置
4.3.5 路口方向指示信号灯设置原则4.3.6 车道信号灯设置
4.3.7 闪光警告信号灯设置
4.3.8 路口信号灯设置的交通事故条件
4.4 信号灯排列顺序
4.4.1机动车信号灯和方向指示信号灯排列顺序

序号
排列顺序

1
竖向安装，从上向下应为红、黄、绿
2
横向安装，由左至右应为红、黄、绿
3
竖向安装，分为三组。
左边一组为左转方向指示信号灯，从上向下应为红、黄、绿；
中间一组为机动车信号灯，从上向下应为红、黄、绿；
右边一组为右转方向指示信号灯，从上向下应为红、黄、绿
4
竖向安装，分为两组，左边一组为左转方向指示信号灯，从上向下应为红、黄、绿，右边一组为机动车信号灯，从上向下应为红、黄、绿
5
竖向安装，分为两组，左边一组为机动车信号灯，从上向下应为红、黄、绿，右边一组为右转方向指示信号灯，从上向下应为红、黄、绿
6
采用左、直、右三组方向指示信号灯，竖向安装，信号灯排列顺序由上向下应为红、黄、绿
7
采用左、直、右三组方向指示信号灯，横向安装，信号灯排列顺序由左至右应为红、黄、绿
4.4.2 非机动车信号灯的灯色排列顺序
4.4.3 人行横道信号灯的灯色排列顺序
4.5 信号灯安装数量和位置
4.5.1 基本原则

道路设计车速
(km/h)
30
40
50
60
70
80
距停车线
最小距离(m)
50
65
85
110
140
165

4.5.2 信号灯安装数量
发光单元透光面尺寸为φ400mm的信号灯。4.5.3 机动车信号灯和方向指示信号灯安装位置
4.5.4 非机动车信号灯安装位置
4.5.5 人行横道信号灯安装位置
人行横道信号灯应安装在人行横道两端内沿或外沿线的延长线、距路缘的距离为0.8m至2m的人行道上，采取对向灯安装。4.6 信号灯安装高度
4.6.1 机动车信号灯、方向指示信号灯
4.6.2 非机动车道信号灯
安装高度为2.5m至3m，在借用指导机动车通行信号灯灯杆采用悬臂式安装非机动车信号灯情况下，符合非机动车信号灯安装要求。
4.6.3 人行横道信号灯
安装高度为2m至3m。
4.6.4 车道信号灯
安装高度5.5m至7m。
4.6.5 信号灯悬臂长度
1、机动车信号灯、方向指示信号灯、车道信号灯、闪光警告信号灯悬臂长度最长不应超过最内侧车道中心，最短不小于最外侧车道中心。
非机动车信号灯悬臂长度应保证非机动车信号灯位于非机动车道上空。
4.7 交通信号灯荷载计算
立柱与横梁所受的风：
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
式中 ： Fwp —— 单根立柱（横梁）所受的风载，kN；
C —— 风力系数，圆管形立柱C = 0.8，薄壁矩形立柱C = 1.4，其他型钢及组合型立柱C = 1.3；
n —— 信号灯灯具的数量；
Wp —— 立柱或横梁的迎风面宽度，m;
Hpn —— 立柱或横梁的迎风面高度，
本设计中该路段所使用到的立柱的迎风面高度为7m，迎风面宽度为0.35m；横梁的迎风面高度为0.8m，迎风面宽度为0.21m。该设计所处位置的风速为50m/s。并且个该路段标志牌设计个数都为1，横梁设置1根
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×0.8×50²）×（7×0.35）]/1000
=4.204494kN （立柱）= 4.204 kN
Fwp =γoγq[（ρCν²）（Wp×Hpn）] / 1000
=1×1.4×[（×1.2258×0.8×50²）×（0.8×0.21）]/1000
=0.288308kN（横梁）=0.288 kN
4.8 呼伦贝尔南路与大学西街交叉口信号灯设计
4.8.1 交叉口信号灯的设置
5、结束语与展望
5.1 结束语
5.2 展 望

毕业设计是在陈松利导师的细心关怀和精心指导下顺利完成的。从设计题目的确定，设计工作的进行到说明书及图纸的制作及修改的整个过程中，陈松利老师都倾注了极大的心血，特别是他丰富的经验、严谨的工作态度和超强的时间观念使我受益匪浅。在此向陈松利老师的谆谆指导表示衷心的感谢和崇高的敬意！
在毕业设计接近尾声的时候，再次感谢陈松利老师的指导帮助，最后祝老师工作顺利，愿即将走上工作岗位的广大同学前程似锦。
谢谢！

参 考 文 献
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[2]交通部公路交通安全工程研究中心.《道路交通标志》.化学工业出版社，2007，
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[4]泰山学院 远程教育学院,交通信号的结构设置与交通安全.泰山乡镇企业职工大学学报；
[5] 王建军，《道路交通标志设计理论与方法》，科学出版社，2008.10.01；

[7] 周蔚吾，《道路交通标志和标线设置技术手册》，北京知识产权出版社，2007；
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[9] 张谨，道路交通标志标线警示能力研究，硕士学位论文，2005.07；
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