高架桥智慧路灯改造设计

刘培雷

（深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司，广东深圳 518057）

近年来，随着智慧交通的快速发展，智慧路灯在城市的新建及改造道路工程中被广泛应用。智慧路灯的荷载比常规路灯大，智慧管线较常规功能性管线多，因此，针对高架桥的智慧改造，合理将智慧路灯、智慧管线与现状桥梁相结合的措施较为关键。本文结合实际工程项目，对高架桥智慧路灯的改造设计进行分析，并提出了合理可靠的设计方案。

1 工程概况

该项目为国内某快速路智慧工程改造项目，总长约为13.3 km，需进行智慧路灯改造的高架桥总长约6.3 km。

1.1 现状桥梁描述

现状高架桥采用双幅桥，上部结构类型主要为现浇连续箱梁及先简支后连续小箱梁。防撞护栏采用带花槽式混凝土现浇护栏。现状路灯布置在桥梁外侧护栏上，灯高13 m，重约450 kg，间距35 m。

护栏内预埋3根Ф80 mm主管，路灯处预埋2根Ф32 mm接线钢管，路灯基础法兰尺寸为450 mm×450 mm，采用4根M24地脚螺栓。

1.2 现状桥梁检测主要结果

根据桥梁定期检测报告，该项目桥梁总体评定2类，桥梁状况良好，部分桥跨出现较大病害。

（1）常规病害。

部分梁体底板出现混凝土破损、麻面、刮痕并伴有锈迹等病害；部分小箱梁湿接缝处出现较多的横向裂缝；部分梁体底板出现纵向裂缝、局部出现露筋。

（2）较大病害。

某跨小箱梁左腹板底开裂，缝长0.2 m，缝宽0.6 mm；某跨小箱梁桥墩盖梁顶负弯矩区出现自上而下竖向裂缝，长370 mm，宽0.2 mm。

1.3 智慧路灯改造内容

本智慧工程改造项目主要内容包括智慧照明、多功能智能杆、智能公交站台、路口及路段智能交通监控、相应配套附属设施等。涉及高架桥段的改造内容为拆除现状灯杆，新建智慧路灯、智慧管线敷设[1]。

人的本质是趋利的，对“路灯”的追捧不过是一端罢了。我们很少想及一点：一个人处在什么位置不是永远不变的，有的可能现在风光无限，未来栽一个跟斗就什么也不是；有的可能目前寂寂无名，未来也许灿若星辰。有平常心，不趋奉“路灯”，不冷落“屋灯”，才是正确的为人处事之道。

新建智慧灯杆高为12 m，智慧模块总重约800 kg，灯杆间距为35～40 m；因功能需要，桥上需敷设8根Ф50 mm主线管道，路灯处需敷设4根Ф32 mm接线管。

2 改造原则

根据桥梁检测报告，分析部分桥跨出现的较大病害，对桥梁的病害处理不在本项目施工范畴内，提出相应的改造原则。

（1）针对出现较大病害的桥梁，为了便于后期桥梁的加固处理，本次智慧改造只更换灯杆，不更新智慧模块，智慧管线沿桥梁两端落地过桥，待桥梁病害处理完毕后，增加相关智慧模块。

（2）针对出现常规病害的桥梁，鉴于现状桥梁技术状况良好，可先实施智慧改造，后期相关单位应及时根据检测报告对桥梁进行养护。

（3）本项目路灯改造主要影响桥梁的护栏、梁体的悬臂板，现有的定期检测报告未对该部位进行详细检测，后期实际应用过程中，应对全线桥梁的护栏、梁体的悬臂板进行专项检测，检测内容主要包括护栏混凝土的强度、钢筋分布、开裂情况、桥面悬臂板开裂情况。检测工作与智慧工程改造施工应同步进行，若检测发现影响护栏改造的重大病害，应对改造方案进行论证、变更。

（4）改造过程中会对原结构造成损伤，应在满足智慧功能需求下，避免对原结构的影响。

（5）改造方案应兼顾桥梁整体景观、管线防盗、后期桥梁检测及养护等环节，便于施工同时考虑成本经济性[2-3]。

3 方案比选

根据功能需求，桥梁上需要敷设8根Ф50 mm主线管道、4根Ф32 mm接线管；现状护栏内预埋的主管、路灯接线管的规格应满足智慧主管、支管的需求，可利用现状2根主管、2根支管，并预留1根现状主管备用。

对新建过桥管线的敷设方式进行方案比选。

方案四需破坏现状花槽内种植土、勒杜鹃，需协调绿化管养单位并征其同意后，方可实施，施工较为复杂、工期长，不予采用。

方案三与现状护栏洗墙灯位置冲突，影响桥梁外观，管线存在被盗风险，不予采用。

方案二与翼缘下现状排水管位置冲突，且仅适用于翼缘较长的桥，不予采用。

方案一增加了桥上护栏的高度，且全线桥梁均采用此方法，不影响行车安全、感受，护栏花槽里的勒杜鹃对其进行遮挡，从桥梁外侧无法看到增加的管线盒，不影响道路的美观性[4-5]。

结合本项目工期紧，考虑对现状桥梁的影响较小、便于施工、造价低、后期管线养护方便等，推荐采用方案一。

过桥管线敷设方案详情如表1所示。

表1 过桥管线敷设方案 单位：万元/km

4 改造设计

4.1 桥上路灯基础设计

本项目智慧路灯基础利用现状，施工前应对现状路灯基础进行复核，针对基础螺栓出现锈蚀、松动导致无法使用的情况，应破除现状基础重新进行操作。其余基础应对每根螺栓进行拉拔力检测试验，要求拉拔力大于35 kN，试验时应采取相应措施，避免破坏螺栓拉丝。每根螺栓的抗拉承载力均满足基础要求后，可直接利用现状基础与螺栓，安装M16化学锚栓后，再安装路灯。

M16锚栓采用特殊倒锥形胶黏型锚栓，有效锚固长度须不小于125 mm。锚栓钻孔前应进行钢筋探测，确认无误后方可钻孔，若螺栓孔与防撞墙钢筋冲突，可适当调整钻孔位置。M16锚栓性能等级为8.8级，单根锚栓受拉承载力设计值为20 kN，每根螺栓或锚栓应采用双螺帽、其他可有效防止螺帽松动的措施。

4.2 管线过桥设计

过桥管线做法立面如图1所示。

图1 过桥管线做法立面图（单位：mm）

2根主管利用现状护栏预留管道，在护栏设管线盒共安设6根Ф50PVC管。管线盒采用2 mm厚Q235B钢板，总高度为120 mm，总宽度180 mm，管线盒由U形钢板和顶盖组成。U形钢板通过双排M10后扩底锚栓固定护栏顶部，锚栓间距为400 mm。

管线盒两侧板中部开设10 mm×20 mm通气孔，靠近车道侧底部开设10 mm×20 mm排水孔，通气孔与排水孔顺桥向间距3 m。桥梁伸缩缝处管线盒断开并增端板，Ф50PVC管断开并套Ф55PVC，确保桥梁能够正常的伸缩变形[6-7]。

在灯杆处设路灯盒，高度为240 mm，长度为1 100 mm，宽度同护栏顶总宽为600 mm，路灯盒采用2 mm厚Q235B钢板，由两块L形钢板、端板、顶盖组成，L形钢板通过单排M10后扩底锚栓固定护栏顶部。管线盒及路灯盒连接处做密封处理。路灯盒范围内护栏花槽回填C30素混凝土，在路灯盒内设2根Ф32 mmPVC支管及接线箱连接主管及路灯。

5 结语

综上所述，结合现状桥梁的特点及智慧路灯功能需求，合理选择改造方案。智慧路灯基础采用利旧方案，过桥管线采用利旧+护栏顶走管方案，施工工艺简单，工程造价低，对现状桥梁影响小，且对城市桥梁景观影响小。