高架橋智慧路燈改造設(shè)計

劉培雷

（深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計研究中心股份有限公司，廣東深圳 518057）

近年來，隨著智慧交通的快速發(fā)展，智慧路燈在城市的新建及改造道路工程中被廣泛應(yīng)用。智慧路燈的荷載比常規(guī)路燈大，智慧管線較常規(guī)功能性管線多，因此，針對高架橋的智慧改造，合理將智慧路燈、智慧管線與現(xiàn)狀橋梁相結(jié)合的措施較為關(guān)鍵。本文結(jié)合實際工程項目，對高架橋智慧路燈的改造設(shè)計進(jìn)行分析，并提出了合理可靠的設(shè)計方案。

1 工程概況

該項目為國內(nèi)某快速路智慧工程改造項目，總長約為13.3 km，需進(jìn)行智慧路燈改造的高架橋總長約6.3 km。

1.1 現(xiàn)狀橋梁描述

現(xiàn)狀高架橋采用雙幅橋，上部結(jié)構(gòu)類型主要為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁及先簡支后連續(xù)小箱梁。防撞護(hù)欄采用帶花槽式混凝土現(xiàn)澆護(hù)欄。現(xiàn)狀路燈布置在橋梁外側(cè)護(hù)欄上，燈高13 m，重約450 kg，間距35 m。

護(hù)欄內(nèi)預(yù)埋3根Ф80 mm主管，路燈處預(yù)埋2根Ф32 mm接線鋼管，路燈基礎(chǔ)法蘭尺寸為450 mm×450 mm，采用4根M24地腳螺栓。

1.2 現(xiàn)狀橋梁檢測主要結(jié)果

根據(jù)橋梁定期檢測報告，該項目橋梁總體評定2類，橋梁狀況良好，部分橋跨出現(xiàn)較大病害。

（1）常規(guī)病害。

部分梁體底板出現(xiàn)混凝土破損、麻面、刮痕并伴有銹跡等病害；部分小箱梁濕接縫處出現(xiàn)較多的橫向裂縫；部分梁體底板出現(xiàn)縱向裂縫、局部出現(xiàn)露筋。

（2）較大病害。

某跨小箱梁左腹板底開裂，縫長0.2 m，縫寬0.6 mm；某跨小箱梁橋墩蓋梁頂負(fù)彎矩區(qū)出現(xiàn)自上而下豎向裂縫，長370 mm，寬0.2 mm。

1.3 智慧路燈改造內(nèi)容

本智慧工程改造項目主要內(nèi)容包括智慧照明、多功能智能桿、智能公交站臺、路口及路段智能交通監(jiān)控、相應(yīng)配套附屬設(shè)施等。涉及高架橋段的改造內(nèi)容為拆除現(xiàn)狀燈桿，新建智慧路燈、智慧管線敷設(shè)[1]。

人的本質(zhì)是趨利的，對“路燈”的追捧不過是一端罷了。我們很少想及一點：一個人處在什么位置不是永遠(yuǎn)不變的，有的可能現(xiàn)在風(fēng)光無限，未來栽一個跟斗就什么也不是；有的可能目前寂寂無名，未來也許燦若星辰。有平常心，不趨奉“路燈”，不冷落“屋燈”，才是正確的為人處事之道。

新建智慧燈桿高為12 m，智慧模塊總重約800 kg，燈桿間距為35～40 m；因功能需要，橋上需敷設(shè)8根Ф50 mm主線管道，路燈處需敷設(shè)4根Ф32 mm接線管。

2 改造原則

根據(jù)橋梁檢測報告，分析部分橋跨出現(xiàn)的較大病害，對橋梁的病害處理不在本項目施工范疇內(nèi)，提出相應(yīng)的改造原則。

（1）針對出現(xiàn)較大病害的橋梁，為了便于后期橋梁的加固處理，本次智慧改造只更換燈桿，不更新智慧模塊，智慧管線沿橋梁兩端落地過橋，待橋梁病害處理完畢后，增加相關(guān)智慧模塊。

（2）針對出現(xiàn)常規(guī)病害的橋梁，鑒于現(xiàn)狀橋梁技術(shù)狀況良好，可先實施智慧改造，后期相關(guān)單位應(yīng)及時根據(jù)檢測報告對橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（3）本項目路燈改造主要影響橋梁的護(hù)欄、梁體的懸臂板，現(xiàn)有的定期檢測報告未對該部位進(jìn)行詳細(xì)檢測，后期實際應(yīng)用過程中，應(yīng)對全線橋梁的護(hù)欄、梁體的懸臂板進(jìn)行專項檢測，檢測內(nèi)容主要包括護(hù)欄混凝土的強度、鋼筋分布、開裂情況、橋面懸臂板開裂情況。檢測工作與智慧工程改造施工應(yīng)同步進(jìn)行，若檢測發(fā)現(xiàn)影響護(hù)欄改造的重大病害，應(yīng)對改造方案進(jìn)行論證、變更。

（4）改造過程中會對原結(jié)構(gòu)造成損傷，應(yīng)在滿足智慧功能需求下，避免對原結(jié)構(gòu)的影響。

（5）改造方案應(yīng)兼顧橋梁整體景觀、管線防盜、后期橋梁檢測及養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，便于施工同時考慮成本經(jīng)濟(jì)性[2-3]。

3 方案比選

根據(jù)功能需求，橋梁上需要敷設(shè)8根Ф50 mm主線管道、4根Ф32 mm接線管；現(xiàn)狀護(hù)欄內(nèi)預(yù)埋的主管、路燈接線管的規(guī)格應(yīng)滿足智慧主管、支管的需求，可利用現(xiàn)狀2根主管、2根支管，并預(yù)留1根現(xiàn)狀主管備用。

對新建過橋管線的敷設(shè)方式進(jìn)行方案比選。

方案四需破壞現(xiàn)狀花槽內(nèi)種植土、勒杜鵑，需協(xié)調(diào)綠化管養(yǎng)單位并征其同意后，方可實施，施工較為復(fù)雜、工期長，不予采用。

方案三與現(xiàn)狀護(hù)欄洗墻燈位置沖突，影響橋梁外觀，管線存在被盜風(fēng)險，不予采用。

方案二與翼緣下現(xiàn)狀排水管位置沖突，且僅適用于翼緣較長的橋，不予采用。

方案一增加了橋上護(hù)欄的高度，且全線橋梁均采用此方法，不影響行車安全、感受，護(hù)欄花槽里的勒杜鵑對其進(jìn)行遮擋，從橋梁外側(cè)無法看到增加的管線盒，不影響道路的美觀性[4-5]。

結(jié)合本項目工期緊，考慮對現(xiàn)狀橋梁的影響較小、便于施工、造價低、后期管線養(yǎng)護(hù)方便等，推薦采用方案一。

過橋管線敷設(shè)方案詳情如表1所示。

表1 過橋管線敷設(shè)方案 單位：萬元/km

4 改造設(shè)計

4.1 橋上路燈基礎(chǔ)設(shè)計

本項目智慧路燈基礎(chǔ)利用現(xiàn)狀，施工前應(yīng)對現(xiàn)狀路燈基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)核，針對基礎(chǔ)螺栓出現(xiàn)銹蝕、松動導(dǎo)致無法使用的情況，應(yīng)破除現(xiàn)狀基礎(chǔ)重新進(jìn)行操作。其余基礎(chǔ)應(yīng)對每根螺栓進(jìn)行拉拔力檢測試驗，要求拉拔力大于35 kN，試驗時應(yīng)采取相應(yīng)措施，避免破壞螺栓拉絲。每根螺栓的抗拉承載力均滿足基礎(chǔ)要求后，可直接利用現(xiàn)狀基礎(chǔ)與螺栓，安裝M16化學(xué)錨栓后，再安裝路燈。

M16錨栓采用特殊倒錐形膠黏型錨栓，有效錨固長度須不小于125 mm。錨栓鉆孔前應(yīng)進(jìn)行鋼筋探測，確認(rèn)無誤后方可鉆孔，若螺栓孔與防撞墻鋼筋沖突，可適當(dāng)調(diào)整鉆孔位置。M16錨栓性能等級為8.8級，單根錨栓受拉承載力設(shè)計值為20 kN，每根螺栓或錨栓應(yīng)采用雙螺帽、其他可有效防止螺帽松動的措施。

4.2 管線過橋設(shè)計

過橋管線做法立面如圖1所示。

圖1 過橋管線做法立面圖（單位：mm）

2根主管利用現(xiàn)狀護(hù)欄預(yù)留管道，在護(hù)欄設(shè)管線盒共安設(shè)6根Ф50PVC管。管線盒采用2 mm厚Q235B鋼板，總高度為120 mm，總寬度180 mm，管線盒由U形鋼板和頂蓋組成。U形鋼板通過雙排M10后擴底錨栓固定護(hù)欄頂部，錨栓間距為400 mm。

管線盒兩側(cè)板中部開設(shè)10 mm×20 mm通氣孔，靠近車道側(cè)底部開設(shè)10 mm×20 mm排水孔，通氣孔與排水孔順橋向間距3 m。橋梁伸縮縫處管線盒斷開并增端板，Ф50PVC管斷開并套Ф55PVC，確保橋梁能夠正常的伸縮變形[6-7]。

在燈桿處設(shè)路燈盒，高度為240 mm，長度為1 100 mm，寬度同護(hù)欄頂總寬為600 mm，路燈盒采用2 mm厚Q235B鋼板，由兩塊L形鋼板、端板、頂蓋組成，L形鋼板通過單排M10后擴底錨栓固定護(hù)欄頂部。管線盒及路燈盒連接處做密封處理。路燈盒范圍內(nèi)護(hù)欄花槽回填C30素混凝土，在路燈盒內(nèi)設(shè)2根Ф32 mmPVC支管及接線箱連接主管及路燈。

5 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合現(xiàn)狀橋梁的特點及智慧路燈功能需求，合理選擇改造方案。智慧路燈基礎(chǔ)采用利舊方案，過橋管線采用利舊+護(hù)欄頂走管方案，施工工藝簡單，工程造價低，對現(xiàn)狀橋梁影響小，且對城市橋梁景觀影響小。