1引言
桥梁照明,尤其是架通在主干路上的大型桥梁照明,我们一般都是等同于主干道路照明的模式,选用路灯来实现。但有些桥梁照明,或是基于城市景观效果,或是拘于桥梁建设区域内的其他条件约束,无法适用普通路灯实现功能照明,此时就需要进行其他功能照明灯具的选用。以天津西站改造工程复兴路高架立交桥的功能照明为例,我们将介绍桥梁照明的绿色照明方案。
2复兴路高架立交桥的照明特点
2.1问题的提出
复兴路高架立交桥隶属于天津西站改造项目,该立交桥区是高架上跨于西站地区铁路编组站正上方,依据铁路管理部门的要求:该桥梁段部分不允许安装路灯灯杆。因铁路部分的特殊规定,对我们所做的桥梁功能照明设计提出了更高的要求:首先要解决通常立交桥照明所需要解决的夜间交通安全、行车照明、引导行车方向,保障桥面车辆的正常行使;同时,还需要满足铁路部分的相关要求,功能照明的方式不能影响立交桥桥区下方铁路编组站的安全通行。
2.2照明设计依据及原则
2.2.1照明设计依据复兴路为主干路,复兴路高架立交桥梁的照明设计应满足CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》中对主干路照明设计标准的要求。2.2.2照明灯具选择原则基于复兴路立交桥高架上跨天津西站铁路编组站这一特殊地区,其功能照明灯具必须摒弃传统的路灯灯杆照明方式,结合桥梁建造形式,只能在桥梁两侧的水泥挡墙作为灯具的安装位置,即选用低位置照明灯具。
3高架立交的照明形式特点及适用性分析
目前国内桥梁低位置安装型照明灯具产品的研发与普通灯杆安装型路灯产品相比发展的非常不均衡,就目前已面世的低位置安装灯具来看,经过考量分析我们认为低位置照明灯具主流产品主要有两种:(1)是0.9M低高度平光道路照明灯具,光源为金卤灯,照明方式为点状照明;(2)是LED功能照明护栏路灯,光源为LED,照明方式为线状照明。下面从灯具安装方式、灯具光源特性、及灯具光照效果三方面来对这两种灯具的特点及适用性进行比较分析。
3.1灯具安装方式比较
0.9M低高度平光照明灯具的安装高度不到1m,和桥梁的水泥挡墙基本一致,不会超出桥梁安全防护防抛网的高度,可以满足复兴路高架立交对照明灯具的安装形式要求。LED功能照明护栏灯为护栏型安装方式,其灯具安装支架直接坐落在桥梁水泥挡墙上,与桥梁的防撞护栏融为一体,既满足高架立交照明灯具的安装形式要求,同时又能很好的与桥梁的景观效果相互烘托。3.2灯具光源特性比较0.9M低高度平光照明灯的光源为传统金卤灯,照明配电形式及照明控制方式与传统路灯方式相同。但金卤灯光色稍差,启动慢、紫外线含量高,节能效果不突出。LED功能照明护栏灯的光源为大功率LED,LED被称为第四代节能照明产品,环保:无汞、无紫外线。节能:光效高,长寿命:70%光通维持率寿命达30000h。不怕震动,可以实现调光、智能控制(见表1)。
3.3灯具照明效果比较
0.9M低高度平光照明灯具为点状照明方式,该灯具单灯功率为70W,85lm/W,经照度计算,设置布灯间距为8m,其照明效果图如1。LED功能照明护栏灯的为线状照明方式,其单灯功率为16W,105lm/W,经照度计算,设置布灯间距为2m,其照明效果图如2。从上两种灯具的照明效果图可以看出,点状照明灯具的光照均匀度不好,有光斑现象,没有线状照明灯具光照效果好。综上分析可知:两种灯具的安装方式均符合该高架立交照明的要求,但从两种灯具的节能环保特性和光照效果来看,显然,LED功能照明护栏灯远优于0.9M低高度金卤灯,所以,我们最终选用了LED功能照明护栏灯作为高架立交桥的照明灯具。
4功能照明设计要点及方案实施
4.1布灯方案及照度计算
复兴路高架立交桥梁主线部分为两幅桥,每幅桥的宽度为11.5m,两幅桥梁呈镜像对称形式。据此,LED功能照明护栏灯的安装方式为:采用两侧地袱防撞墙护拦安装方式和中间隔离防撞墙护拦安装方式,每盏灯具安装长度为1.2m,灯具的安装间距为2m;光源为LED,功率可以做到12W~28W,根据复兴路高架立交桥的桥面宽度,灯具选用Cree16颗1W的超高亮度LED光源,光通不低于105lm/W;通过计算:高架立交桥的路面平均照度为:Eav=φUK/SW=16×105×0.48×0.8/(11.5×2)=28.05Lx平均功率密度为:LPD=P/SW=16/(11.5×2)=0.69W/m2以上计算中是以单幅11.5米宽桥面为计算对象,其中:Φ———光源光通量,LED灯的光通为:105lm/w,则16w的LED灯取16×105=1680lm;U———利用系数,依据LED灯具产品手册,取0.48;K———维护系数,依据照明规范及LED灯特性,取0.8;S———布灯间距,取2;W———单幅桥面宽度,取11.5。计算指标全部满足规范要求。
4.2方案的实施
LED功能照明护栏路灯在桥梁水泥挡墙上的安装方式为:采用两侧地袱防撞墙护拦安装方式(如图3所示)和中间隔离防撞墙护拦安装方式(如图4所示)。
4.3设计要点
这种低位置安装的照明灯具,尤其是采用护栏式安装功能照明灯具,在设计选择所采用的照明设备时,应注意灯具配光曲线是否满足且适用于道路照明,是否具备有路灯照明所要求防眩功能。我们所选用的这种LED护栏路灯具有防眩装置,配光曲线满足道路照明配光曲线。同时LED护栏灯具装有独特的高技术二次折射专业透镜,提高光输出同时可定向发光,其独特的反光罩设计,使多余的光线也照射于路面,从而有效的控制了灯具的眩光,使眩光限制阈值增量Ti<10,在更好的保证桥梁路面照度和行车通畅的同时,为安全行车提供了良好有效的导引作用。
5结语
桥梁护栏式照明方式,是一种与桥梁整体结合性很强的一种安装方式,这就要求所用的照明灯具不仅具有普通路灯的照明特性,还应该注意与桥梁整体护栏形式相协调统一的问题,安装时护栏外形即作为灯具的保护外壳又要具备桥梁护栏的防水、防尘、防撞等功能。所以,对灯具的防护等级提高为IP66。灯具护栏管表面要进行静电喷塑处理,满足户外设施防腐防酸抗碱的性能要求。同时,在桥梁上安装的灯具还要耐受在有大量车辆集中行驶通过时所引起的桥梁本身的震动问题,这些还需有待照明设备安装运行后经过一定时间的考验才能显现出最终的结论。
作者:李文华 单位:天津市市政工程设计研究院给排水分院