基于智慧城市建設(shè)的城市綜合桿設(shè)計與應(yīng)用思考

陳 希

上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院（集團）有限公司（上海 200125）

0 引言

隨著城市化進程的不斷加快，廣大人民群眾對美好生活的向往和追求，以及城市管理需求的不斷增長，城市道路特別是交叉口的桿件林立、箱子林立、架空線像蜘蛛網(wǎng)一樣遮蓋著交叉口的天空，國內(nèi)很多大中城市都面臨類似“窘境”。

在產(chǎn)權(quán)和管理權(quán)上，外場的設(shè)施及其桿件和箱子涉及路燈所、交警、公安、城管等多個部門，甚至在不同階段涉及的管理部門、建設(shè)養(yǎng)護公司都不一樣[1]。在規(guī)劃設(shè)計階段，涉及道路照明、智能交通、交通安全和結(jié)構(gòu)等多個專業(yè)，同時又存在設(shè)計專業(yè)交叉和協(xié)同作業(yè)的問題。

在道路建設(shè)時序上，給水、排水、再生水、熱力、燃氣等管線的鋪設(shè)往往會與電纜埋地敷設(shè)同步實施，道路照明的管線及路燈設(shè)置也會同步實施。但是，智能交通、通信管線和電力管線經(jīng)常會出現(xiàn)沒有同步施工的情況。此外，根據(jù)管理需求，智能交通在道路建設(shè)的同時只能實現(xiàn)信號控制（含交通流量檢測）、交叉口監(jiān)控攝像機、闖紅燈電子警察等基本功能；停車誘導(dǎo)、交通誘導(dǎo)、可變車道、治安監(jiān)控等都需要等到周邊地塊成形、交通流特性顯著、治安需求明確后，才能分階段分批實施。

因此，從智慧城市建設(shè)的總體戰(zhàn)略角度，充分考慮多桿合一、多箱合一、多線合一（主要指強弱電的管線）十分重要和迫切。

1 基于智慧城市建設(shè)的城市綜合桿概述

2020年3月21日，國家發(fā)展改革委員會在國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機制召開新聞發(fā)布會上強調(diào)：“對于新型基礎(chǔ)設(shè)施，要加快推動高質(zhì)量發(fā)展；主要以新型基礎(chǔ)設(shè)施為牽引，推動傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化服務(wù)和提升效能，未來將統(tǒng)籌推進更多智能交通、智能電網(wǎng)、智慧城市等項目建設(shè)。”基于當前智慧城市建設(shè)的大背景，國內(nèi)很多大中城市都在積極推動“城市綜合桿”工程。

“城市綜合桿”工程狹義上指道路上的外場設(shè)施桿件進行多桿合一措施，廣義上指道路上的外場設(shè)施進行多桿合一、多箱合一、多線合一等措施。美國、日本等發(fā)達國家城市的“城市綜合桿工程”早已實施完畢，美國城市綜合桿現(xiàn)狀圖如圖1所示。

圖1 美國城市綜合桿現(xiàn)狀圖

國內(nèi)一些城市在2015年前后陸續(xù)開展過城市道路交叉口的整治方案研究，初步測算1個交叉口整治費用為1×106～8×106元。受財力、政策保障等因素影響，當時都沒有實質(zhì)性推動。國內(nèi)的主流照明廠家在同期選擇了國內(nèi)大城市的典型路段進行試點，由于實施過程中牽涉的部門諸多、協(xié)調(diào)難度過大，并沒有大面積推廣和應(yīng)用。上海在2018年開始了中心城區(qū)100 km綜合桿工程，至此上海乃至全國范圍開始了“城市綜合桿”工程較大規(guī)模的推廣。

2 設(shè)計思路

2.1 設(shè)計目標

首先，通過采取多桿合一、多箱合一、多線合一等措施，確保完善和提升城市的市容、市貌。其次，盡量滿足原有各類外場設(shè)施的功能和需求，包括點位、設(shè)施高度、管道容量等。最后，通過優(yōu)化設(shè)計，合理控制總投資，便于后期的現(xiàn)場實施、管理和運維等。

2.2 設(shè)計依據(jù)

設(shè)計依據(jù)主要從道路照明、智能交通、交通安全多個專業(yè)角度，以及點位、桿件、基礎(chǔ)、管線要求等角度，梳理對應(yīng)的主要國家標準、行業(yè)標準及上海市技術(shù)要求等。

（1）點位：道路照明專業(yè)主要參考《城市道路照明設(shè)計標準》（CJJ 45—2015）[2]和《道路照明工程建設(shè)技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ 08-2214—2016）[3]；智能交通專業(yè)主要參考《城市道路交通設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（GB 50688—2011）（2019年版）[4]、《闖紅燈自動記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》（GA/T 496—2014）[5]和《道路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》（GA/T 497—2016）[6]；交通安全專業(yè)主要參考《道路交通信號燈設(shè)置與安裝規(guī)范》（GB 14886—2016）[7]和《道路交通標志和標線》（GB 5768.1-8—2018）[8]。（2）桿件：智能交通和交通安全專業(yè)主要參考《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）[9]和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50017—2017）[10]，道路照明專業(yè)主要參考《道路照明燈桿技術(shù)條件》（CJ/T 527—2018）[11]。（3）基礎(chǔ)：主要參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2011）[12]，智能交通專業(yè)還可以參考《公安交通管理外場設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施施工通用要求》（GA/T 652—2017）[13]。（4）管線：主要參考《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—2016）[14]，照明專業(yè)還可以參考《電力工程電纜設(shè)計標準》（GB 50217—2018）[15]，智能交通可以參考《通信管道與通道工程設(shè)計標準》（GB 50373—2019）[16]。此外，上海的地方技術(shù)要求涵蓋了綜合桿的桿件、基礎(chǔ)及綜合電源箱等，可作為輔助參考。對應(yīng)的主要專業(yè)及其標準和規(guī)范引用表如表1所示。

表1 對應(yīng)的主要專業(yè)及其標準和規(guī)范引用表

2.3 設(shè)計流程

前置專業(yè)交接的內(nèi)容包括交通安全專業(yè)提交的交通標志標線平面圖紙和道路專業(yè)提交的橫斷面圖紙。具體的設(shè)計流程如下：（1）繪制道路照明路燈平面圖，設(shè)置工程量動態(tài)Excel表格。（2）在道路照明路燈平面圖上標識A類綜合桿，更新工程量表格A類綜合桿數(shù)量。以道路照明專業(yè)為主，智能交通專業(yè)為輔。（3）在道路照明路燈平面圖上標識B類綜合桿，更新工程量表格B類綜合桿數(shù)量，以智能交通專業(yè)為主。（4）在道路照明路燈平面圖上標識C、D類綜合桿，更新工程量表格C、D類綜合桿數(shù)量，以交通安全專業(yè)為主。（5）在道路照明路燈平面圖上標識E類綜合桿，更新工程量表格E類綜合桿數(shù)量，以智能交通、交通安全專業(yè)為主。（6）依據(jù)道路專業(yè)提交的橫斷面圖紙計算路燈功率，更新工程量表格的路燈技術(shù)參數(shù)，以道路照明專業(yè)為主。（7）在道路照明路燈平面圖上標識綜合箱、箱變，更新工程量表格綜合箱、箱變數(shù)量，以道路照明專業(yè)為主。（8）復(fù)核和修正業(yè)主、廠家等所提供的綜合桿桿件圖紙，并計算和繪制綜合桿的基礎(chǔ)圖紙，以結(jié)構(gòu)專業(yè)為主。（9）結(jié)合上述步驟中的工程量統(tǒng)計，工程量動態(tài)Excel表格應(yīng)自動生成其他各項工程量數(shù)值，極個別數(shù)值無法自動生成的可以通過圖紙統(tǒng)計計入。

3 設(shè)計內(nèi)容與要點

3.1 各專業(yè)點位要求

結(jié)合設(shè)計目標和設(shè)計依據(jù)，參考上述設(shè)計流程，“城市綜合桿”工程設(shè)計工作涉及道路照明、交通監(jiān)控、交通安全、結(jié)構(gòu)等多個專業(yè)。

（1）道路照明專業(yè)點位要求。道路照明點位參考《城市道路照明設(shè)計標準》（CJJ 45—2015）[2]中的表5.1.3“燈具的配光類型、布置方式與燈具的安裝高度、間距的關(guān)系”表格，推薦采用30 m等間距布設(shè)。

（2）智能交通專業(yè)點位要求。智能交通點位，參考《城市道路交通設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（GB 50688—2011）（2019年版）[4]和設(shè)備布設(shè)要求，闖紅燈電子警察一般布設(shè)在停車線后18～25 m，監(jiān)控攝像機可以布設(shè)在交叉口或依附信號燈、闖紅燈電子警察桿件布設(shè)；治安攝像機主要集中在公交站、小區(qū)門口等。

（3）交通安全專業(yè)點位要求。交通標志牌的分車道牌一般在標線分流點的上游，指路牌在分車道牌的上游。為了避免遮擋，兩者建議錯開50 m以上。信號燈一般設(shè)置遠燈，布設(shè)在對向出口位置，在對向進口停車線的反向延長線上。如果交叉口大于50 m，再設(shè)置1組近燈，在進口停車線的延長線上。

3.2 綜合桿點位設(shè)計

結(jié)合各專業(yè)的點位要求，建議交叉口第一盞綜合桿布設(shè)在停車線的延長線上，第二盞綜合桿布設(shè)在停車線后25 m，道路另一側(cè)綜合桿與其對稱布設(shè)；之后所有的綜合桿均按照30 m等間距布設(shè)，如遇特殊情況可微調(diào)布設(shè)間距。上海市城市綜合桿實景圖如圖2所示。

圖2 上海市城市綜合桿實景圖

3.3 綜合箱點位設(shè)計

在大型交叉口或特殊交叉口，在對角線各設(shè)置1套綜合箱，共計2套綜合箱；在小型交叉口設(shè)置1套綜合箱。每隔300～500 m，再在道路兩側(cè)各設(shè)置1套綜合箱，并用橫穿管道溝通。綜合箱可以引自專業(yè)箱變。

3.4 綜合管道設(shè)計

縱向管道至少確保1根強電管道、3根弱電管道，交叉口橫向管道至少確保2根強電管道、4根弱電管道。管道內(nèi)徑建議不小于100 mm，弱電管道可采用9-33（9孔33 mm）柵格管，縱向管道材質(zhì)建議選用PE管，橫穿管道建議采用熱鍍鋅鋼管，在潮濕地區(qū)建議采用PVC-O管代替，壁厚建議不小于5 mm。人行道管道埋深度建議不小于0.6 m，車行道管道埋深度不小于0.8 m，在有軌電車處的管道埋深度不小于1.0 m。

3.5 其他

基礎(chǔ)與接線井之間做好預(yù)留管，至少確保有1根內(nèi)徑不小于70 mm和3根內(nèi)徑不小于50 mm的PE管。接線井可以分為三類：交叉口的人井，A、B、F類綜合桿的大型手井，以及其他類型綜合桿的小型手井。

4 應(yīng)用思考

4.1 保障機制

一個城市要推動“城市綜合桿”工程，必須成立“城市綜合桿”領(lǐng)導(dǎo)小組，并任命市長級別的領(lǐng)導(dǎo)為組長，由各相關(guān)行政管理局的局長作為成員，有序、高效地推動該工程的開展和實施。另外，最好建立一個獨立的職能部門，負責運行“城市綜合桿”的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運維和管理等。

4.2 專業(yè)融合

通常由市政行業(yè)、通信行業(yè)、電氣行業(yè)的設(shè)計院開展綜合桿的設(shè)計工作，建議培養(yǎng)全面復(fù)合型電氣人才，使其基本掌握道路照明、智能交通、交通安全等專業(yè)技能，同時具備前期匯報、科研咨詢和工程實施能力，在實際工作中更高效地解決各類問題。

4.3 基礎(chǔ)優(yōu)化

“城市綜合桿”工程通常在市中心、老城區(qū)推廣綜合桿，該區(qū)域地下管線較為復(fù)雜，地下空間資源緊張。結(jié)構(gòu)專業(yè)在設(shè)計基礎(chǔ)時不能循規(guī)蹈矩，更不能做成方方正正的立方體基礎(chǔ)，盡量做成“倒T型”基礎(chǔ)，確保綜合桿工程真正落地。

4.4 管理平臺

在建設(shè)外場設(shè)施的同時，需充分考慮后期的運維工作。所建設(shè)的管理平臺不僅應(yīng)具備全壽命資產(chǎn)管理的功能，更要有各類外場設(shè)施運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集及其報警功能。綜合箱可以作為前端各類外場設(shè)施運行狀態(tài)的“檢測器”，采集各類運行數(shù)據(jù)匯集至管理平臺，為管理部門提供決策支撐。

4.5 給未來發(fā)展預(yù)留空間

在大力推廣“城市綜合桿”工程的同時，不僅要考慮綜合桿的基礎(chǔ)和管道位置，還要為遠期智能交通的外場設(shè)施布設(shè)預(yù)留發(fā)展空間，特別是后期實施的停車誘導(dǎo)、交通誘導(dǎo)、可變車道等智能交通設(shè)施。

5 結(jié)束語

通過系統(tǒng)性梳理和歸納城市綜合桿的設(shè)計和應(yīng)用，為城市綜合桿設(shè)計、實施、管理工作提供實戰(zhàn)經(jīng)驗和工程借鑒。