對道路井蓋的安全性設計研究

趙 娟 （河北科技學院 071000）

對道路井蓋的安全性設計研究

趙 娟 （河北科技學院 071000）

為滿足生活需求，城市道路井下管道日益增多，在道路上鋪設的井蓋也逐漸增加。近幾年來，道路井蓋出現的事故頻頻發生，逐漸成為行人所關注的焦點。我國為此頒發出一些條令和相關措施，但是并沒有從根本上解決問題。另外，從識別系統角度來看，作為城市識別系統規劃的一部分。從井蓋標注方式到城市CIS視覺識別系統等方面有待提高。所以根據目前現狀，重點將井蓋外飾面和安全防護支架為主要設計內容。

道路；井蓋；安全性設計

一、井蓋的發展及現狀

關于“井蓋”在文獻中描述很少。最早可通過古詩和漢書中看到是作為名詞“井”字出現。在春秋戰國時期，作為水井、泉水、墓穴之意。但并沒有描述上面的“井蓋”。明朝時期，高啟在《雨中曉臥》一詩中有所提及：“井桁烏啼破曙煙，輕寒薄被落花天”。看來“井”字作為當時作名詞使用，被稱為“井桁”，是作為水井旁邊護欄之意。在當時作為保護行人，并起到與井蓋同等作用。至到清朝康乾時期，井蓋稱為“龍眼”出現在街道上。清末時期，德國侵占青島，在此長久居住時期，修建了許多方便維修可供人鉆入的地下排水管道。并為路面上的井口鑄造出一批與井口大小相等的井蓋，起名“古力”。

根據資料分析，先是有井出現，為了起到安全遮擋的作用，便出現井蓋。隨著人們生活水平的提高，線路和管道越來越多，有些電纜線路使用地下鋪設管道進行輸送。這時井蓋數目逐漸增多，井內任務和功能也隨之加大。為了方便維修識別，在井蓋上面逐一鑄造字樣作出標示。從我國八十年代至今，對井蓋標注的名稱式樣越來越多，反而為辨認帶來不少麻煩。

八十年代年代初期，我國鑄鐵型井蓋在市面上得到廣泛的使用。但是從材料和結構方面來看，并沒有發揮出很好的效果。在市面上出現一些為貪圖蠅頭小利，將井蓋偷盜后便賣廢鐵，導致路人掉陷井中喪命。為此國家還制定了一系列法規條例，制止此項事件再次發生。另一種被稱為“城市黑洞”現象。主要原因是由于使用環境和材質本身的緣故，對受損后的井蓋沒有得到及時搶修和維護，為行人帶來了財產和生命危害。

在此情況下，國家支持研制新型耐用的復合型材料，替代以往鑄鐵型井蓋，為使行人減少損害。從材質特有的屬性衡量，一方面可以有效地降低回收價值，減少被盜的機率。另一方面降低制造成本，方便城市大規模的使用。但是，任然在被損壞的井蓋面前，行人無法清楚辨別井蓋負責部門，使得被損壞或將要壞掉的井蓋不能得到及時修理。所以，在多雨的季節里，導致行人被漏掉在井中的事件頻頻發生。

二、井蓋安全支架設計

通過考查，被損壞的井蓋多數是由于長期使用過程中受力不均，導致變形、開裂等現象。又因為沒有得到及時維修，所以在長期不被監管維護的使用過程中出現嚴重損壞。本項設計方案是在日常使用的環境下，對抗壓窨井添加一個安全防護支架，使得能夠提高井蓋的承載力，并且在雨水淹沒的馬路上，防護行人和車輛陷到井中的危險。

本項設計方案是在窨井井蓋1的中部下方固定支撐體2，支撐體2的底部設有與窨井蓋1上表面相平行的支撐平面3，支撐平面3小于窨井蓋1上表面。支撐平面3為圓面。抗壓窨井蓋外形輪廓為圓臺體。支撐體2內豎向設有至少一個重量減輕孔4。抗壓窨井蓋支架整體部分，包括框形底座5，在框形底座5的中部上方通過支撐柱6固定連接框形井蓋支撐座7，（傳載的重力分布到六個支柱上，再由支柱分別傳遞給最下面的圓環底座上，最終將重力分散在井壁上。）框形底座5所在平面與框形井蓋支撐座7所在平面相平行，框形井蓋支撐座7與抗壓窨井蓋支承平面3位置及大小相適配。框形底座5和框形井蓋支撐座7均為圓環體。框形井蓋支撐座7上方設有環形支承平面。支撐柱2為六個圓柱體，均布于框形底座5與框形井蓋支撐座7之間。（如圖2-1）抗壓窨井支架的結構示意圖：

在附圖中：2、支撐柱3、支撐底面4、減輕孔；5、框形底座；6、支撐柱；7、框形井蓋支撐座；8、環形支承平面；9、橡膠墊。

通過材質具有的特性，將安全支架選用球墨鑄鐵型材質。由于，球墨鑄鐵屬于一種復合金屬，里面主要含有：鎂合金，稀土合金，生鐵，低碳硅鐵，低碳錳鐵，經過高溫溶解后鍛煉出球墨鑄鐵復合金屬。該復合金屬具有韌性強，承重力度大，耐腐蝕，不易碎等特點，能夠承載較大的壓力。

在井蓋與安全支架之間設計一款環形撐座，撐座內外直徑與井蓋支架的上端直徑相等。用來減少井蓋對支架帶來的沖擊力和碰撞時產生的噪音，防止井蓋與支架之間產生彈、跳等破壞性作用。

每一款材質都獨具自身的特性，將其安置在適合的位置，發揮最大的作用。對井蓋下的撐座材料選用鋼絲和橡膠混合體。首先，橡膠具有耐腐蝕，耐油、耐燃、耐氧化、密度大等綜合性能，對堅硬物體之間具有保護作用。在橡膠中填充鋼絲，將橡膠和鋼絲做混合型材料。用來增加橡膠撐座密度。利用鋼絲和橡膠做減震，具有耐磨，耐穿透等功能，降低損害系數和減低噪音分貝。在使用的環境中，能夠承受較寬泛的溫度差不易走形。緩沖了井蓋與支架之間的碰撞，有效的保護井蓋。

三、井蓋視覺識別設計

通過考查分析，在日常使用中多數井蓋標注的功能不夠明確，相關負責部門沒有定時維護或監管。由于標注不夠明確，一旦出現問題，不能及時與直接負責人員取得聯系，很可能造成嚴重的后果。

針對目前道路上所鋪設的井蓋進行改造設計。首先，應該對井蓋的功能和負責單位等內容做出詳細文字標注，再者利用井蓋上的裝飾題材與外部造型標示其功能。例如日本井蓋，部分外形具有明確的標示作用。消防栓窨井井蓋大多使用矩形，上面注有消防字樣和圖飾。即便是在距離較遠處，從外形上也能夠很容易的與其它功能井蓋相區別開，起到一目了然的效果。另外，井蓋上面的圖案不僅僅是一種裝飾，還是一種語言，具有一定的功能識別作用。通過裝飾紋樣告知行人該城市的特產、民俗文化、旅游景點、方向坐標、井下功能等信息。日本在井蓋上面將此設計形式發揮到極致，例如運用該城市具有代表性的建筑、植物、動物、自然風景等內容做為裝飾主題，分別體現出該地區的文化建設要素。美國同樣也是為此做出一些優秀的設計，能夠表明該井蓋下面是何功能，提示行人注意安全等等。德國運用材料和結構，以及日常維護施工和管理等方面，為我們展現出值得借鑒的方方面面。

面對各國成功的設計案例，我國也需要對此作出改進和發展。在確保行人基本安全的前提下，還應具有標示性、文化性和裝飾性。目前，我國窨井井蓋幾乎是千人一面，從遠處望去全是黑色一片一片的蓋子。而且從井蓋的上面望去，絕大多數的井蓋基本上是利用簡單的十字浮雕作為防滑功能，在下面邊緣處標注制造的日期，中間部分偶爾還會出現功能簡易的名稱如，污、雨、水、暖、寬帶，再進一步的功能分類中，像電纜、電力等名稱標注基本上是統一概括“電”字之類，不明確的標注。這種情況有可能導致行人發現被損壞的井蓋不容易辨別出負責的部門，所以得不到及時的維修，為出行安全帶來極大的隱患。

在城市道路中，根據井下的功能不同，可以設計出與功能相關的井蓋雕塑作為裝飾。 對重要功能的井蓋做出特殊式樣的造型設計，以便在遠處能夠清楚地知道井下功能。向具有消防、供電、給水等功能的井蓋。在步行街、小區人行道、公園、廣場等環境中，考慮到該場地人密度較高，一旦出現緊急情況會造成嚴重的損失，需要在最短暫的時間內處理緊急情況，為了方便識別，可以將井蓋造型進行特殊形狀處理。如矩形、五星、三角形等外形。另一種方法，可以在井蓋上面做出裝飾雕塑，該裝飾雕塑與井蓋能夠完全分離，方便應用或檢修時打開井蓋，完成井下作業。例如消防作用的井蓋可設計一款消防栓的雕塑，給水功能可以做中國傳統的轆轤井式樣雕塑等，總之讓人一目了然，即便是出現緊急情況時也能清楚的知道應該去找具有那種功能的井。

如果在城市商業步行街區，井蓋上面還可以采取具有功能性的雕塑。如雕塑一個長椅，為行人提供一個暫歇的位置。若是在一座旅游城市可以在井蓋上面雕塑該城市特有植物、動物、景點、方向標示等內容。不僅起到提示作用，還起到宣傳和指示功能，同時為城市旅游人群帶來方便。對具有悠久歷史的古城，以該城市的人文主題作為設計方向，表現該城市的地域文化特色。

另外，根據色彩知識和視覺范圍，對窨井井蓋進行設計。行人在道路上行走時，通常水平視覺范圍是150°，垂直范圍是120°，其中注意力集中在水平與垂直的五分之一處范圍內，正常視覺長度范圍在5-10米之間。通過視覺距離間距對井蓋外表面做色彩圖案裝飾。再運用色彩面積、純度、明度對井蓋上面做出裝飾，吸引行人注意力，起到提示警覺作用。利用色彩對的視覺穿透力和色彩心理學，將井蓋裝飾顏色選取為紅、黃、藍三原色。紅色，首先想到的是歡快熱烈和消防相關內容。藍色，給人冷靜的同時聯想到海水。通過普遍色彩心理感受，將藍色作為給水井蓋的裝飾色，紅色作為消防井蓋的裝飾色。通過大面積使用以便起到醒目和易識別作用。

發展城市文化建設，滿足居民情感和生活安全保障需求。所以設計在滿足基本功能需求和安全保障的基礎上，還需要與城市環境和城市文化建設協同發展。本項設計是針對城市道路井蓋在日常使用中，頻發的安全隱患問題，城市識別系統的統一性和城市文化建設等環境下，做出一系列有關井蓋的設計。從具有提示功能的裝飾設計到安全防護支架造型設計。目的是在做好安全出行工作的同時，還應注意提升生活環境以及城市文化建設水平，創建理想的高水平生活環境服務于人民。

趙娟，河北科技學院教師，河北大學設計學專業碩士研究生。