城市道路综合杆件设计的初步研究和实践

2022-10-01查文斗

工程与建设 2022年4期

查文斗

(合肥市规划设计研究院，安徽合肥 230041)

0 引言

随着我国经济社会持续快速发展和城市道路的现代化管理和发展需要，城市道路上的照明、监控、交通指示等杆塔等也随之增多，各种设备设施都各自独立安装，造成城市道路杆件林立、零乱，整体效果不佳，严重影响城市景观，过多地占用了有限的城市路面资源，增加了资金投入，造成资源浪费，甚至影响交通出行。

1 研究背景

目前，国内发达省份，如上海、杭州已先后在“多杆合一”方面做了很多有益尝试，取得了不错的效果，进一步提升了区域整体景观环境,契合城市精细化管理的要求。

安徽省内各地关于推进综合杆件工作的呼声很高，尤其是一些高起点、高标准建设的新区，如合肥新桥科技创新示范区(原名空港示范区)、合庐产业新城等，但是相应的设计成果严重滞后，已影响到综合杆件的实施进度。由于缺少统一的设计图集，各设计单位关于综合杆件的设计也五花八门，难以实现规模化、模块化、工业化、标准化生产，杆件功能也不尽相同，相关场景要求也不统一，不便于后期管理及远期设施搭载。故各地建设单位迫切需要一套标准化杆件，以指导设计、施工及后期管理。

2 预期效益

由于原来需分头建设的各类杆件实现了“合杆”设置，杆件材料和施工成本大大节约，使得总体造价大幅度下降。经测算，“合杆”后的杆件造价仅为“合杆”前的70%～85%，经济效益非常显著。“合杆”可在建设阶段大幅度减少能源消耗和原材料消耗，搭载智慧路灯后还可进一步减少使用阶段的能源消耗。经综合测算，全生命周期内，综合杆件可减少碳排放25%左右，实现了“减碳设计”。

综合杆件整合了道路沿途所有交通、照明、治安、信息、通信杆件，实现了资源节约、材料节约、空间节约，还能为当前热点的智慧路灯、智能交通提供应用条件，为未来5G设施搭载创造条件，大幅度提高道路景观效果，提升街区建设品质，社会效益显著。

综合杆件与七大新基建领域中的5G基站、大数据中心和车联网等领域紧密关联，与中央提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”五大新发展理念高度契合，是各级政府智慧城市建设的具体实践。未来，可利用综合杆件构建城市物联感知神经节点，真正把智慧根植于城市的每个角落，为智慧城市、未来城市、绿色城市奠定坚实的基础。

3 项目实践

2021年6月，合肥新桥科技创新示范区机场东路、机场北路等7个项目首次完全按安徽省地方标准《城市道路杆件综合设置技术标准》要求，采用了综合杆件设计，共包含4条城市主干路及2条城市次干路，道路总长约9 km，全线采用综合杆件，共设置交通综合杆157根，其余为路灯综合杆。

2021年8月，合庐产业新城乐桥路等8条路采用了综合杆件设计，包含2条主干路及6条次干路，道路总长约27.6 km。作为首批建设道路，新颖的设计理念及集约化建设思路为园区搭建了骨架体系，后续道路建设将延续综合杆设计风格。

4 标准设计图集的编制构想

4.1 适用范围

本图集适用于安徽省新建、改扩建和杆件专项整治的城市地面道路。居住区、场站、公园、风景区以及公路城镇段等可参照执行。

4.2 综合杆件分类

综合杆件又分为路灯综合杆和交通综合杆两大类。

4.2.1 路灯综合杆

路灯综合杆又称智慧路灯杆，是用于保障照明主体功能并集成监控、无线通信、智能感知等多种智能设备的综合杆件，可搭载路灯和其他小型设施、设备。根据所处位置和功能，路灯综合杆又可分为交叉口路灯综合杆和路段路灯综合杆，如图1所示。交叉口路灯综合杆主要指中、高杆投光灯。

图1 交叉口和路段路灯综合杆示意

4.2.2 交通综合杆

交通综合杆是用于保障交通指引和交通控制主体功能并集成路灯综合杆全部或部分功能的综合杆件。交通综合杆又可分为A、B、C、D四类，如图2、图3所示。

图2 A类和B类交通综合杆示意

图3 C类和D类交通综合杆示意

(1) A类交通综合杆：主要搭载交通信号灯，可搭载路灯；基杆和悬臂杆预留接口，其他设施可根据需要搭载。根据悬臂杆长度(3 m、6 m、10 m)的不同，分为A-1、A-2、A-3交通综合杆。

(2) B类交通综合杆：主要搭载交通监控，可搭载路灯；基杆和悬臂杆预留接口，其他设施可根据需要搭载。根据悬臂杆长度(3.5 m、5.5 m、7 m、9 m、12 m、15 m)的不同，分为B-1、B-2、B-3、B-4、B-5交通综合杆。

(4) D类交通综合杆：主要搭载小型交通标志，可搭载路灯，其他设施可根据需要搭载。

基杆可根据需要分为多仓，原则上各类设施供电线缆分仓布设，弱电线路可同仓集束布设。接口和管孔应与分仓布线相适应，滑槽不应对接口和管孔形成遮挡。副杆顶部法兰也可不设出线孔，形成防水封闭端。

杆件整体风格应与道路景观相协调，采用热浸镀锌，镀锌后喷塑，颜色为8度灰。

4.3 主要技术标准

设计使用年限：25年。

设计安全等级：二级。

设计荷载：百年一遇基本风压为0.4 kN/m2；百年一遇基本雪压为0.7 kN/m2；钢结构容重为78.5 kN/m3，混凝土容重为25 kN/m3。施工或检修集中荷载标准值：1.00 kN。各种搭载设施的自重，并视后期杆件功能扩充的需要，预留足够的相应荷载。

环境类别：二b。

悬臂杆搭载设施设备的下缘净空高度：6 m。

“输血出的事儿都是大事儿，我们力争全程安全。”乐爱平在电话中告诉记者，2015年年初，科室闭环管理相关项目获得了国家创新奖，核心竞争力在于输血指标。“临床医生审核通过要求输血，不作为唯一指令。每位患者24小时内需用血800毫升以下的，要主治医师申请，副主任或以上医师签字；800毫升至1600毫升，主治医师申请，科室主任签字；超过1600毫升，主治医师申请，科主任和医务处均要审核签字。”环环相扣，有理有据，方为各环节授予并执行指令的标杆。

抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.10 g，设计地震分组为第一组。

4.4 主要材料

钢材：钢材采用Q355C或Q420C级。

混凝土：基础采用C30混凝土。基础法兰下的二次浇灌层采用C40微膨胀细石混凝土。基础顶包封和底垫层混凝土均采用C20素混凝土。

钢筋：钢筋采用HRB400。

4.5 结构计算及构造要点

钢结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。

设计安全等级为二级，设计使用年限为25年。

主要计算参数：

结构重要性系数：γ0=1.0；

宽厚比等级：S1级；

恒载分项系数：1.3；

活载分项系数：1.5；

塑性发展系数γx1: 1.15；

塑性发展系数γx2: 1.15；

基础地基承载力特征值：150 kPa。

限载要求：A类和B类交通综合杆悬臂杆的搭载重量限值0.2 kN/m；C-1、C-2和C-3交通综合杆的交通标志重量限值0.08 kN/m2，版面大小限值分别为2 m2、11.25 m2和20 m2；C-4交通综合杆的交通诱导屏重量限值0.55 kN/m2，版面大小限值13.5 m2。其他类型杆件仅可搭载路灯和小型设施、设备。

竖杆(基杆、副杆)验算：采用12边形截面的钢构件，按照压弯构件验算强度、刚度和稳定性。

悬臂杆验算：采用12边形截面的钢构件，按照受弯构件验算强度、刚度和整体稳定。

基础验算：杆件基础一般采用钢筋混凝土矩形扩大基础，在地质条件较差或地下管网复杂路段可考虑桩基础等。基础需验算强度、地基承载力和抗倾覆稳定性。

连接件验算：法兰需验算法兰板的厚度和加劲肋的强度。焊缝连接需验算强度。高强度螺栓摩擦型连接需验算受剪和受拉承载力。卡槽需验算角部受拉的抗弯承载力。