对道路井盖的安全性设计研究

赵 娟 （河北科技学院 071000）

对道路井盖的安全性设计研究

赵 娟 （河北科技学院 071000）

为满足生活需求，城市道路井下管道日益增多，在道路上铺设的井盖也逐渐增加。近几年来，道路井盖出现的事故频频发生，逐渐成为行人所关注的焦点。我国为此颁发出一些条令和相关措施，但是并没有从根本上解决问题。另外，从识别系统角度来看，作为城市识别系统规划的一部分。从井盖标注方式到城市CIS视觉识别系统等方面有待提高。所以根据目前现状，重点将井盖外饰面和安全防护支架为主要设计内容。

道路；井盖；安全性设计

一、井盖的发展及现状

关于“井盖”在文献中描述很少。最早可通过古诗和汉书中看到是作为名词“井”字出现。在春秋战国时期，作为水井、泉水、墓穴之意。但并没有描述上面的“井盖”。明朝时期，高启在《雨中晓卧》一诗中有所提及：“井桁乌啼破曙烟，轻寒薄被落花天”。看来“井”字作为当时作名词使用，被称为“井桁”，是作为水井旁边护栏之意。在当时作为保护行人，并起到与井盖同等作用。至到清朝康乾时期，井盖称为“龙眼”出现在街道上。清末时期，德国侵占青岛，在此长久居住时期，修建了许多方便维修可供人钻入的地下排水管道。并为路面上的井口铸造出一批与井口大小相等的井盖，起名“古力”。

根据资料分析，先是有井出现，为了起到安全遮挡的作用，便出现井盖。随着人们生活水平的提高，线路和管道越来越多，有些电缆线路使用地下铺设管道进行输送。这时井盖数目逐渐增多，井内任务和功能也随之加大。为了方便维修识别，在井盖上面逐一铸造字样作出标示。从我国八十年代至今，对井盖标注的名称式样越来越多，反而为辨认带来不少麻烦。

八十年代年代初期，我国铸铁型井盖在市面上得到广泛的使用。但是从材料和结构方面来看，并没有发挥出很好的效果。在市面上出现一些为贪图蝇头小利，将井盖偷盗后便卖废铁，导致路人掉陷井中丧命。为此国家还制定了一系列法规条例，制止此项事件再次发生。另一种被称为“城市黑洞”现象。主要原因是由于使用环境和材质本身的缘故，对受损后的井盖没有得到及时抢修和维护，为行人带来了财产和生命危害。

在此情况下，国家支持研制新型耐用的复合型材料，替代以往铸铁型井盖，为使行人减少损害。从材质特有的属性衡量，一方面可以有效地降低回收价值，减少被盗的机率。另一方面降低制造成本，方便城市大规模的使用。但是，任然在被损坏的井盖面前，行人无法清楚辨别井盖负责部门，使得被损坏或将要坏掉的井盖不能得到及时修理。所以，在多雨的季节里，导致行人被漏掉在井中的事件频频发生。

二、井盖安全支架设计

通过考查，被损坏的井盖多数是由于长期使用过程中受力不均，导致变形、开裂等现象。又因为没有得到及时维修，所以在长期不被监管维护的使用过程中出现严重损坏。本项设计方案是在日常使用的环境下，对抗压窨井添加一个安全防护支架，使得能够提高井盖的承载力，并且在雨水淹没的马路上，防护行人和车辆陷到井中的危险。

本项设计方案是在窨井井盖1的中部下方固定支撑体2，支撑体2的底部设有与窨井盖1上表面相平行的支撑平面3，支撑平面3小于窨井盖1上表面。支撑平面3为圆面。抗压窨井盖外形轮廓为圆台体。支撑体2内竖向设有至少一个重量减轻孔4。抗压窨井盖支架整体部分，包括框形底座5，在框形底座5的中部上方通过支撑柱6固定连接框形井盖支撑座7，（传载的重力分布到六个支柱上，再由支柱分别传递给最下面的圆环底座上，最终将重力分散在井壁上。）框形底座5所在平面与框形井盖支撑座7所在平面相平行，框形井盖支撑座7与抗压窨井盖支承平面3位置及大小相适配。框形底座5和框形井盖支撑座7均为圆环体。框形井盖支撑座7上方设有环形支承平面。支撑柱2为六个圆柱体，均布于框形底座5与框形井盖支撑座7之间。（如图2-1）抗压窨井支架的结构示意图：

在附图中：2、支撑柱3、支撑底面4、减轻孔；5、框形底座；6、支撑柱；7、框形井盖支撑座；8、环形支承平面；9、橡胶垫。

通过材质具有的特性，将安全支架选用球墨铸铁型材质。由于，球墨铸铁属于一种复合金属，里面主要含有：镁合金，稀土合金，生铁，低碳硅铁，低碳锰铁，经过高温溶解后锻炼出球墨铸铁复合金属。该复合金属具有韧性强，承重力度大，耐腐蚀，不易碎等特点，能够承载较大的压力。

在井盖与安全支架之间设计一款环形撑座，撑座内外直径与井盖支架的上端直径相等。用来减少井盖对支架带来的冲击力和碰撞时产生的噪音，防止井盖与支架之间产生弹、跳等破坏性作用。

每一款材质都独具自身的特性，将其安置在适合的位置，发挥最大的作用。对井盖下的撑座材料选用钢丝和橡胶混合体。首先，橡胶具有耐腐蚀，耐油、耐燃、耐氧化、密度大等综合性能，对坚硬物体之间具有保护作用。在橡胶中填充钢丝，将橡胶和钢丝做混合型材料。用来增加橡胶撑座密度。利用钢丝和橡胶做减震，具有耐磨，耐穿透等功能，降低损害系数和减低噪音分贝。在使用的环境中，能够承受较宽泛的温度差不易走形。缓冲了井盖与支架之间的碰撞，有效的保护井盖。

三、井盖视觉识别设计

通过考查分析，在日常使用中多数井盖标注的功能不够明确，相关负责部门没有定时维护或监管。由于标注不够明确，一旦出现问题，不能及时与直接负责人员取得联系，很可能造成严重的后果。

针对目前道路上所铺设的井盖进行改造设计。首先，应该对井盖的功能和负责单位等内容做出详细文字标注，再者利用井盖上的装饰题材与外部造型标示其功能。例如日本井盖，部分外形具有明确的标示作用。消防栓窨井井盖大多使用矩形，上面注有消防字样和图饰。即便是在距离较远处，从外形上也能够很容易的与其它功能井盖相区别开，起到一目了然的效果。另外，井盖上面的图案不仅仅是一种装饰，还是一种语言，具有一定的功能识别作用。通过装饰纹样告知行人该城市的特产、民俗文化、旅游景点、方向坐标、井下功能等信息。日本在井盖上面将此设计形式发挥到极致，例如运用该城市具有代表性的建筑、植物、动物、自然风景等内容做为装饰主题，分别体现出该地区的文化建设要素。美国同样也是为此做出一些优秀的设计，能够表明该井盖下面是何功能，提示行人注意安全等等。德国运用材料和结构，以及日常维护施工和管理等方面，为我们展现出值得借鉴的方方面面。

面对各国成功的设计案例，我国也需要对此作出改进和发展。在确保行人基本安全的前提下，还应具有标示性、文化性和装饰性。目前，我国窨井井盖几乎是千人一面，从远处望去全是黑色一片一片的盖子。而且从井盖的上面望去，绝大多数的井盖基本上是利用简单的十字浮雕作为防滑功能，在下面边缘处标注制造的日期，中间部分偶尔还会出现功能简易的名称如，污、雨、水、暖、宽带，再进一步的功能分类中，像电缆、电力等名称标注基本上是统一概括“电”字之类，不明确的标注。这种情况有可能导致行人发现被损坏的井盖不容易辨别出负责的部门，所以得不到及时的维修，为出行安全带来极大的隐患。

在城市道路中，根据井下的功能不同，可以设计出与功能相关的井盖雕塑作为装饰。 对重要功能的井盖做出特殊式样的造型设计，以便在远处能够清楚地知道井下功能。向具有消防、供电、给水等功能的井盖。在步行街、小区人行道、公园、广场等环境中，考虑到该场地人密度较高，一旦出现紧急情况会造成严重的损失，需要在最短暂的时间内处理紧急情况，为了方便识别，可以将井盖造型进行特殊形状处理。如矩形、五星、三角形等外形。另一种方法，可以在井盖上面做出装饰雕塑，该装饰雕塑与井盖能够完全分离，方便应用或检修时打开井盖，完成井下作业。例如消防作用的井盖可设计一款消防栓的雕塑，给水功能可以做中国传统的辘轳井式样雕塑等，总之让人一目了然，即便是出现紧急情况时也能清楚的知道应该去找具有那种功能的井。

如果在城市商业步行街区，井盖上面还可以采取具有功能性的雕塑。如雕塑一个长椅，为行人提供一个暂歇的位置。若是在一座旅游城市可以在井盖上面雕塑该城市特有植物、动物、景点、方向标示等内容。不仅起到提示作用，还起到宣传和指示功能，同时为城市旅游人群带来方便。对具有悠久历史的古城，以该城市的人文主题作为设计方向，表现该城市的地域文化特色。

另外，根据色彩知识和视觉范围，对窨井井盖进行设计。行人在道路上行走时，通常水平视觉范围是150°，垂直范围是120°，其中注意力集中在水平与垂直的五分之一处范围内，正常视觉长度范围在5-10米之间。通过视觉距离间距对井盖外表面做色彩图案装饰。再运用色彩面积、纯度、明度对井盖上面做出装饰，吸引行人注意力，起到提示警觉作用。利用色彩对的视觉穿透力和色彩心理学，将井盖装饰颜色选取为红、黄、蓝三原色。红色，首先想到的是欢快热烈和消防相关内容。蓝色，给人冷静的同时联想到海水。通过普遍色彩心理感受，将蓝色作为给水井盖的装饰色，红色作为消防井盖的装饰色。通过大面积使用以便起到醒目和易识别作用。

发展城市文化建设，满足居民情感和生活安全保障需求。所以设计在满足基本功能需求和安全保障的基础上，还需要与城市环境和城市文化建设协同发展。本项设计是针对城市道路井盖在日常使用中，频发的安全隐患问题，城市识别系统的统一性和城市文化建设等环境下，做出一系列有关井盖的设计。从具有提示功能的装饰设计到安全防护支架造型设计。目的是在做好安全出行工作的同时，还应注意提升生活环境以及城市文化建设水平，创建理想的高水平生活环境服务于人民。

赵娟，河北科技学院教师，河北大学设计学专业硕士研究生。