天津快速路南倉道鐵東路立交橋的照明設計

李文華，楊 坤

（天津市市政工程設計研究院給排水分院，天津市 300051）

1 概述

西北半環是天津快速路系統的重要組成部分，是天津的交通主干道，承載著天津重要的交通運輸。南倉道鐵東路立交橋是西北半環跨鐵東路編組站上的一個重要交通聯接點。

南倉道鐵東路立交橋梁是大型互通式立交，西北半環南倉道方向長度約3850 m；鐵東路方向長度約為1300 m。西北半環南倉道鐵東路立交照明工程為整個橋梁工程范圍內的立交橋照明及其供配電系統設計。本文將對南倉道鐵東路立交橋的照明設計作一個系統的介紹。

2 立交橋的照明設計

2.1 立交橋的照明設計指導思想

2.1.1 照明設計內容

（1）功能照明：主要是解決夜間行車道路、立交橋的照明，開拓視野，引導行車方向，為車輛駕駛人員在夜間行車提供安全、迅速與舒適的視覺條件，從而保障車輛和行人的安全，提高通行效率。

（2）景觀照明：根據橋梁特點，通過恰當的照明技術的運用，體現出立交橋的雄偉氣勢，從美學的觀點出發表現大橋美麗神韻。當夜幕降臨后，通過燈光的照射突顯整座立交橋的外形輪廓，展示立交橋梁的恢宏氣勢和美麗風采。

2.1.2 設計原則

（1）道路照明設計滿足《城市道路照明設計標準》（CJJ45-2006）的各項要求；（2）景觀照明彰顯立交橋梁的建筑特點與美感；（3）各類燈具的選型與立交橋周邊環境及景觀協調一致。

2.2 功能照明設計

南倉道鐵東路立交橋的功能照明主要分為立交區的高桿燈照明、橋兩側外展部分的道路照明以及跨鐵路段主塔的照明電氣設計。

功能照明設計根據《城市道路照明設計標準》要求，立交橋的照明平均亮度（照度）達到城市快速路的標準。

（1）西北半環南倉道鐵東路立交為三層全互通式立交。橋梁的最高點距地面約為18 m。立交橋中心區道路集中，橋梁上下重疊，縱橫交錯，四周環繞，如果采用在橋上布置普通道路照明設施的手法，將會造成燈桿林立，使人眼花繚亂，上跨橋梁與下穿道路之間燈光互相交叉干擾，容易產生眩光，而且大大增加工程量；其次橋上燈桿位置、燈桿高度應結合橋梁結構及橋墩位置確定，將很難保證照度均勻度；因此本設計采用高桿燈照明。在立交橋中心區設置了5支40 m的高桿燈、5支35 m和7支30 m的高桿燈，負責立交橋中心區主要道路和橋梁照明。每支燈高桿燈燈桿上均配12套燈具，每套燈具的功率1000 W，光源為高壓鈉燈。高桿燈為可升降式。

這種方法可以減少燈桿林立現象，充分利用高桿燈燈桿高照射半徑大的特點，提高照度均勻度，減少工程量，限制眩光。

（2）該橋在西北半環方向上跨鐵路部分為兩幅橋，每幅橋的寬度為18.75 m，兩幅橋間距3 m。功能照明設計采用對稱布燈方式，燈桿安裝在兩幅橋地袱外側上，高度為15 m，間距約為45 m，每支燈桿配套燈具400W。

通過計算，每幅橋的平均照度為：

Eav＝（48000×0.42×0.7）/（9.375×45）=31.86 lx，功率密度值為：

LPD=400×1.15/9.375/45=1.09W/m2，滿足節能標準的要求。

（3）立交橋與地面路交叉部分采用橋下裝設隧道燈的方式，用于局部照明，隧道燈選用2×36 W燈具。

2.3 橋梁索塔的電氣設計

2.3.1 橋梁斜塔內維修用照明設計

南倉道鐵東路立交橋的主塔高為110m，塔臺在26.7m處,塔內空腔有800 cm的維護空間,見圖1。

因塔內空間高而回轉空間小，所以塔內照明設計采用36 V安全電壓，塔內照明線路的電纜敷設采用穿保護鋼管，沿塔內維護爬梯一側墻壁明敷。供電系統見圖2。

2.3.2 橋梁主塔上的航空障礙燈的設計

該橋梁在跨鐵路段有兩座110 m高的主塔，呈鏡像對稱分布，遠觀非常宏偉。遵循航空部門的相關規定，設計中在主塔上設置了航空障礙燈，其中：中光強A型航空障礙燈10套，在塔頂安裝；中光強B型航空障礙燈12套，在塔側安裝,見圖3。

（1）航空障礙燈的設置：在每座橋塔頂部安裝一套航空障礙燈，在高程+45 m處、高程+68.7 m處、及高程+109.2 m處（即：距橋塔塔尖1.5 m處）的橋塔混凝土柱的四角外側各安裝一套航空障礙燈，共計18套航空障礙燈。

（2）橋塔的航空障礙燈的電源電壓為220V，塔內航空障礙燈的電力控制電纜穿保護鋼管明敷，因航空障礙燈的電源電壓等級高于塔內照明電源等級，其電纜敷設應在遠離塔內維護爬梯的另一側墻壁上明敷，同時還應注意與照明電纜敷設的路由保持一定的距離。

（3）航空障礙燈、障礙燈聯閃集中控制箱、光控探頭，及其它用于航空障礙燈系統有關的安裝附件、安裝支架等均是同一航空障礙燈專業廠家的產品，這樣有益于系統調試及運行維護。同時在塔內設置2套小型不間斷電源現場柜（落地式），電源等級：220 V，容量為：1 kV·A，8 h。通過此柜向航空障礙燈系統供電。

（4）塔內電纜穿保護管敷設，電纜敷設完成后，所有的預留洞兩端均需用油浸黃麻嚴密封堵。

橋梁主塔的航空障礙燈的設置圖，及塔上航空障礙燈安裝示意見圖4、圖5。

2.4 立交橋梁的景觀照明設計

城市的夜景可以體現一座城市的風貌，而立交橋的夜景更能顯示出城市發展的步伐。南倉道鐵東路立交結構復雜，車道上下起伏，曲折蜿蜒，相互穿行，給人凝重厚實的感覺。

因此在景觀照明設計上既要突出它的特點，并且還要和整個快速路系統形成統一的風格。景觀照明上采用了多種照明設計手法，對橋體、橋墩、護欄進行精心的照明設計。

（1）在立交橋梁側面采用勾畫輪廓照明可以顯示出整座立交橋的外形，將整個橋面弧線輪廓勾勒出來既是保證大橋景觀照明的完整，又是整體展示立交橋梁的恢宏氣勢。為了襯托大橋主線的輪廓，沿著橋外兩側每隔2 m（欄桿立柱間隔2 m）距離裝設一個點狀光源，安裝于護欄鋼柱上它既能勾畫出護欄的輪廓，又能給人生動活潑的感覺。

（2）在橋區范圍內做一些雕塑小品，用燈光加以裝飾；在橋頭做一些標志燈。

夜間，行駛在立交橋上功能照明加之景觀照明將會給人帶來心情舒暢的感覺。護攔燈點亮，顯示出了橋梁優美的外姿，也使津城的夜晚更加亮麗。

3 橋梁照明的配電設計

3.1 配電系統

（1）在本立交橋范圍內，根據負荷區域劃分，設10 kV/0.4 kV箱式變電站三座，內各設一臺變壓器，變壓器容量為200 kV·A、200 kV·A和160 kV·A。分別負責相應區域的功能照明及景觀照明用電。1#箱式變電站設在南倉道分離式跨線橋下中部，2#箱式變電站設在立交橋中心區南倉道以北的綠地內，3#箱式變電站設在立交橋中心區南倉道以南的綠地內。

（2）照明箱變采用10 kV三相環網供電，電源引自就近的10 kV配電線路，箱式變電站包括高壓進線及配電裝置、變壓器、低壓配電裝置、電能計量裝置等。箱式變電站最遠供電距離約為700 m。箱變內所有低壓出線回路均采用380 V/220 V三相供電方式。

景觀照明與功能照明分回路控制，功能照明又分全、半夜回路等配電功能。

3.2 燈具的技術要求

（1）電器路燈配套電器采用同一品牌，并使用節能型電感鎮流器和符合標準的優質電容補償器，一體化設計，布局合理。

（2）所有使用于室外的照明燈具和電氣設備，必須保證人身安全和設備運行安全的要求。采取可靠的接地保護、漏電保護等措施，使得系統的安全性得到保障。

（3）燈具的防護等級要求不低于IP66,做到防塵、防水、防腐和防撞擊。在安裝方式上，將燈具裝在所有車輛不能自然接觸的地方。橋梁上的燈桿安裝護欄外的防撞基礎上，所有電氣設備均裝于橋面下。

高桿燈安裝于匝道上，除控制眩光外，也保護了電氣設備免遭撞擊。

4 照明控制

（1）功能照明控制采用低壓集中控制，在箱式變電站內設智能照明控制器可以根據設備使用地的經度、緯度，準確地自動計算每天日升日落時間，控制線路的開閉時間，照明控制器預留通訊接口，可以實現上級對路燈及景觀照明的管理和整個城市照明系統的聯網控制。

（2）景觀照明設專用景觀照明控制箱，內設定時器，控制景觀照明電源的開停。

5 照明的節能措施及方法

根據國家對城市照明加強管理，節約用電，倡導城市綠色照明、節能減排的精神。本設計采取了以下的節能措施：

（1）照明控制節能方法：該立交橋梁照明系統已納入天津路燈管理處的中央監控系統，平時只開路燈，并且將雙光源路燈設置成全夜燈和半夜燈，半夜后熄滅一半照明燈具。

景觀燈設置獨立的控制箱，景觀燈的開燈時間，可以根據節假日、市里重大活動日等需要進行控制。

（2）照明配電采用的變壓器為銅繞組、節能型，減少損耗，同時變壓器的負載率控制在經濟運行段上。

（3）對電路進行無功補償，采用單燈補償和集中補償兩種方式；即：照明系統設單燈無功補償，每套燈具均裝有無功補償電容器，使路燈的功率因數達到0.85以上；箱式變電站處低壓側設自動無功補償裝置，降低系統的無功損耗

6 結語

城市立交橋是為解決城市道路路口處交通緊張而修建的，它的修建不僅解決了交通問題，而且增添了城市的景觀。隨著城市建設的快速發展，城市立交橋正在逐步成為城市景觀中重要的組成部分。

照明好似是城市夜空美麗有神的“眼睛”，它不僅可以為車輛駕駛人員以及行人創造良好的視覺環境，保障交通安全，提高交通運輸效率，同時又是國家技術水平的綜合反映，是城市美化的重要方面，是展示城市形象的重要載體，是現代化水平的重要標志。

如果說西北半環宛如一幅優美的飄帶降落在快速路的西北部，那么南倉道鐵東路立交橋就宛如一顆熠熠閃爍的璀燦明珠點綴在這優美彩帶上，在天津城區道路已形成了又一道新的人文景觀。

[1]北京照明學會照明設計專業委員會.照明設計手冊[M].北京:中國電力出版社,1998.

[2]俞麗華,朱桐城.電氣照明[M].上海:同濟大學出版社,1990.

[3]CJJ45-2006,城市道路照明設計標準[S].北京:中國建筑科學研究院,2006.