高速道路智慧综合杆工程设计

设计说明

  • 设计依据

1、建设单位委托设计任务书;

2、本工程道路、交安工程设计图纸;

3、国家有关设计规范、技术要求、标准图集、图册;

4、《城市道路照明设计标准》(CJJ 45-2015)

5、《城市道路照明工程施工及验收规程》(CJJ 89-2012)

6、《电力工程电缆设计标准》(GB50217-2018)

7、《低压配电设计规范》(GB50054-2011)

8、《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)

9、《交流电气装置的接地设计规范》(GB50065-2011)

10、《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)

11、《LED城市道路照明应用技术要求》(GBT 31832-2015)

12、《城市电力电缆线路设计技术规定》(DLT5221-2016)

13、《建筑机电工程抗震设计规范》(GB50981-2014)

14、《20KV及以下变电所设计规范》(GB50053-2013)

15、《电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准》(GB50168-2018)

16、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-2016)

17、《成都市公园城市智慧综合杆设计导则》

18、《道路交通信号控制方式 第1部分:通用技术条件》(GA/T 527.1-2015)

19、《道路交通信号灯设置与安装规范》(GB14886-2016)

20、《道路交通信号控制机》(GA25280-2016)

21、《道路交通信号倒计时显示器》(GA/T 508-2014)

22、《人行横道信号灯控制设置规范》(GA/T851-2009)

23、《道路交通信号灯》(GB14887-2011)

24、现行国家有关设计规范,技术要求,标准图集,图册

  • 工程概况

本工程为成绵高速底层道路街道一体化设计的配套智慧综合杆工程,起点为桩号0+00,终点为桩号7+40,道路总长约0.74km,道路等级为支路。

  • 设计原则及设计内容

1、在满足功能需求和使用安全的前提下,以道路照明杆件作为整合的主要载体,将照明设施、交通标志标牌、交通信号灯、治安监控卡口通信设施、通信设施、公服设施指示牌、及其它智能交通设施等主要街道设施进行一体化合杆设置。

2、本工程在进行设施整合时秉持“宜合则合”的原则,对于部分交安、智能交通设施无法与路灯杆一体化设置时需单独设置交安杆件。

3、对于本工程设计范围内的综合配电柜、交安信号机,以“减量化、规范化、安全化”为原则进行集约化摆放设计,即若这两类箱体多个同时在一个路口或路段上设计时,应集中安设在道路绿化带或设施带内。

4、10kV外电引入不包含在本工程中。

  • 供电

1、本工程负荷等级为三级负荷,总计算负荷约145kW。本工程新建一台箱变作为道路照明、交安信号灯、智能交通、天网系统、5G基站、公交站台、景观照明等设备的供电电源,位于桩号2+80附近,原则上放置于北侧的绿带内,箱变附近新建一台综合配电柜作为上述负荷的配电与控制单元。

每个照明回路采用三相四制(带PE线)供电方式,各回路采用一根五芯电缆,各相均衡搭接负荷,尽量使三相负荷平衡。

3、本工程综合配电柜(若有)及箱变(若有)中分别预留有备用回路作为备用。箱变、综合配电柜防护等级不小于IP55。

4、本工程箱变(若有)及各类箱体(若有)等应做景观化处理,以便与景观工程相协调,避免影响景观效果。

5、综合配电柜(若有)内电度表由供电部门安装。

  • 配电线路

1、路灯照明配电线路采用YJLHV22-0.6/1kV-(5×35),由于“综合排管+通信”合建管非本工程设计范围,为避免实施阶段工期不统一问题,本次照明电缆拟采用直埋敷设方式,与综合杆同路由,若“综合排管+通信”合建管与本工程同步实施,照明供电可调整为采用YJLHV-0.6/1kV-(5×35)电缆并穿综合排管敷设。

2、由供电干线引上至顶部灯具的分支线采用RVV-0.45/0.75kV-3×2.5的绝缘铜芯导线。为平衡三相负荷,灯具接线顺序为:L1,L2,L3,L1,L2,L3的三相。

3、每条供电回路末端电压降不高于10%,冗余量不小于20%。

4、本工程路灯电缆与附近已建或已设计工程路灯连通,并根据现状供配电情况确定是否需做电气连接。

5、电缆在保护管中不得有接头。

  • 管道设计

1.本工程按规划条件通知书设置“通信+综合排管”共建形式的集约管线,该管线与智慧综合杆附属的综合井均由通信专业统筹实施,为综合杆上所搭载的交安、智能交通、5G微站、天网等设施的供电电缆及通讯光缆提供敷设通道。

2、“通信+综合排管”应与本工程其他专业同时实施,提前做好预留预埋工作,避免二次开挖,通信工程实施单位应与本次智慧综合杆工程实施单位充分对接,复核设备点位,以确定施工界面与时序。

3、本工程采用的热镀锌钢管内壁要求光滑、无毛刺,以防止缆线穿管时划伤线缆。

4、本工程综合杆基础朝车道一面应预置6根Φ50mm 的碳素波纹管与综合井井壁连通。当碳素波纹管需穿越机动车道或非机动车道时,需穿Φ65mm 的热镀锌钢管并采用混凝土包封保护;基础纵向两边各预置1根Φ50mm 的碳素波纹管,供照明直埋电缆进、出线使用。

5、本工程综合杆基础朝检查井一面应预置8根Φ50mm碳素波纹管与井壁连通,相反一面预置1根Φ50mm碳素波纹管用于接收照明直埋电缆。

6、本工程综合杆连通管横向需穿越燃气、雨水、污水管道,交叉部位净空距离应≥0.5m,并应满足《城市工程管线综合规划规范》(GB50289-2016)中相关要求。

  • 杆件设计

1、综合杆设计应满足功能和安全性的要求,确保足够的强度、刚度和稳定性。

2、综合灯杆设计应分层设计,杆体宜采用以下4个层次进行分层设计:

(1)高度0.5m-2.5m,适用检修门及仓内设施;

(2)高度2.5m-5.5m,适用路名牌、小型标志牌、治安监控卡口通信设施、行人信号灯、机动车辅灯及其它小型智能设施;

(3)高度5.5m-8m,适用机动车信号灯、治安监控卡口通信设施卡口通信设施、大型标志牌、小型标志牌及其它小型智能设施;

(4)高度8m以上,适用照明灯具,移动通信设施等。

3、杆件结构设计应按《钢结构设计标准》GB 50017等规范执行。设计荷载按《建筑结构荷载规范》GB50009规定取值,杆体荷载增加冗余荷载设计,保证后期功能扩展承重需求。

4、综合杆的底座、杆体、悬臂及其连接配件的设计应符合GB 50068中相关规定,使用年限为25年,安全等级符合二级标准。

5、综合杆杆体设施搭载应采用卡槽形式,预留接口,接口型式进行标准化设计。

6、综合杆杆体采用Q355及以上低合金高强度结构钢与高强度铝合金型材等新材料进行制作,挑臂及连接法兰采用Q355及以上低合金高强度结构钢,附属构件在满足受力要求的前提下可选用Q235及以上碳素结构钢。

7、钢结构杆体应进行热镀锌处理。

8、主体构件(含杆体和挑臂杆)之间、杆体与基础之间以及挑臂杆与信号灯之间的连接采用法兰螺栓对接,大型标牌采用标牌自带卡槽和挑臂连接,其余设施应通过卡槽和连接件安装。

9、综合杆基础设计应按《建筑地基基础设计规范》GB 50007执行,按照杆件类型以及搭载设施进行设计。

10、杆体2.5米以下部分宜进行防粘贴处理,防粘贴层采用无色透明材料。

  • 杆件布设要求

(一)一般要求

1、综合杆的布设应满足点位控制、整体布局、功能齐全、景观协调的总体要求。

2、综合杆的设置应遵循“先路口、后路段”的原则。

3、综合杆布置应结合不同断面形式及照明需求进行布设,并保持中心对齐。

(二)杆件分类

1、本工程根据主要搭载设施不同分为5类灯杆:

Ⅰ类综合杆:主要搭载照明设施及机动车信号灯。可搭载行人信号灯、公共设施指示牌、小型交通标志、治安监控设施、移动通信设施、公共广播及其他智能设施。

Ⅱ类综合杆:主要搭载照明设施及交通检测设施。可搭载LCD显示屏、公共设施指示牌、小型交通标志、治安监控设施、移动通信设施、公共广播及其他智能设施。

Ⅲ类综合杆:主要搭载照明设施及大型标志牌。可搭载LCD显示屏、公共设施指示牌、小型交通标志、治安监控设施、移动通信设施、公共广播及其他智能设施。

Ⅳ类综合杆:主要搭载照明设施及中、小型标志牌。可搭载LCD显示屏、公共设施指示牌、小型交通标志、治安监控设施、移动通信设施、公共广播及其他智能设施。

Ⅴ类综合杆:主要搭载照明设施。可搭载LCD显示屏、公共设施指示牌、小型交通标志、治安监控设施、移动通信设施、公共广播及其他智能设施。

(三)杆件布设

综合杆布设可分为路口综合杆布设和路段综合杆布设。

  1. 路口综合杆布设点位优先满足交通信号灯、交通标志牌、交通检测设施等对位置有严格要求设施的需求,照明设施位置宜根据控制点位合理调整间距。
  2. 常规交叉口综合杆布设:

ⅰ 进口道停止线上游90~100m处设置Ⅲ类综合杆,用于搭载照明及指路标志等设施。

ⅱ 进口道停止线上游60~80m处设置Ⅲ类综合杆,用于搭载照明及车辆行驶方向标志等设施。

ⅲ 进口道停止线上游28~32m处设置Ⅱ类综合杆,用于搭载照明及视频监控等设施。

ⅳ 进口道靠近人行横道处设置Ⅴ类综合杆,用于搭载照明、信号灯辅灯、行人信号灯等设施。

ⅴ 出口道靠近人行横道处设置Ⅰ类综合杆,用于搭载照明、机动车信号灯、行人信号灯、限速禁停等设施。

  • 相交道路为支路时,进口道上游30~80m处设置Ⅳ类综合杆,搭载照明、支路指路牌等设施。
  • 路段综合杆布设:

ⅰ 在无其他功能需求时,路段采用Ⅴ类综合杆,满足照明需求。

ⅱ 当Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类综合杆在路段上布设时,其具体点位以相关管理部门意见为准。

  • 照明控制

1、照明监控应采用单灯监控,并接入成都市照明物联网大数据平台。

2、管理终端与路灯控制器间宜采用同时具有无线和有线两种通信方式的单灯控制器。

  • 照明布置及光源

1、标准横断面路段:照明灯具在道路设施带上单侧布置。采用单挑灯,光源为1×120W LED。光源距离地面高度10米,灯杆采用钢制灯杆。纵向灯杆间距为35米,挑臂长1.5米,灯具安装仰角为6°。

设计道路照明级别为Ⅲ级,采用DIALux4.13 照度计算软件计算:

车道平均照度为:14Lx≥10Lx;

主道照度均匀度:0.61≥0.4;  

纵向均匀度(UL):0.8≥0.6;  

眩光限制(TI): 8%≤15%;

功率密度(LPD): 0.45W/m²≤0.5W/m²(车道数≥2);

交汇区平均照度:32Lx≥30Lx(次干路与支路(本工程道路)交汇);

21Lx≥20Lx(支路与支路(本工程道路)交汇);

环境比(SR):0.54≥0.5;   

诱导性:良好

2、照明灯具具体安装位置以平面图为准。

3、本工程光源采用LED模组光源,其参数负荷以下要求。

(1)模组接口符合GB/T 35269-2017《LED照明应用与接口要求非集成式LED模块的道路灯具》的要求。

(2)LED模组灯具整灯能效(含电源功耗)≥160lm/W。

(3)LED光源色温为3000K±100K。

(4)道路段灯具系统功率(含电源功耗)≤100W,整灯光通≥16000lm,由2个50W LED模组构成;大型路口灯具系统功率(含电源功耗)≤300W,整灯光通≥48000lm,由6个50W LED模组构成。

(5)光源显色指数(Ra)大于70。

(6)灯具模组防护等级不低于IP67,灯具电源腔防护等级不低于IP54。(7)光源纵向配光为中配光,横向配光为窄配光。

(8)灯具模组防护等级不低于IP67,灯具电源腔防护等级不低于IP54。

4、在每盏灯具上需增加电力载波单灯控制器,单灯控制器同时具备基于7pin的NEMA标准控制接口,支持0~10V或PWM无极调光方式,以便相关管理部门对灯具实现各种控制方式。

5、LED灯具外壳具有翻盖断电功能;具备浪涌保护功能,相关技术要求满足国家标准。

  • 防雷与接地

1、本工程采用TN-S接地系统,将工作接地,保护接地,防雷接地联在一起,形成联合接地体,其工频实测接地电阻R≤1欧姆,沿直埋电缆敷设一根Φ10热镀锌圆钢。

2、综合配电柜电源引入处设置重复接地装置,配电柜金属外壳须可靠接地;每个综合配电柜设置一组接地装置,接地极采用间隔5米的镀锌角钢,用50×5镀锌扁钢连通,其接地电阻R≤1欧姆,若实际接地电阻不能满足要求,可适当增加接地极。

3、中杆灯应采取可靠防雷措施,采用φ10热镀锌圆钢作为避雷针,避雷针长1.5米,采用φ10热镀锌圆钢作为防雷引下线,引下线与接地极可靠连接。

4、注意做好金属灯杆的防雷接地,中杆灯需设置避雷针,金属灯杆与沿直埋电缆敷设的φ10镀锌圆钢连接。灯具灯杆及照明配电箱的金属外露部分均与保护线可靠连接。

5、综合配电柜及箱变接地极、接地线埋深≥1米。

6、在每回路末端灯柱处设置一组重复接地装置,其接地电阻R≤4欧姆。

7、箱式变电站、地下式变电站、控制柜(箱、屏)可开启的门应与接地的金属框架可靠连接,采用的裸铜软线截面不应小于4mm2

8、城市道路照明电气设备的下列金属部分均应接零或接地保护:1)变压器、配电柜(箱、屏)等的金属底座、外壳和金属门;2)室内外配电装置的金属构架及靠近带电部位的金属遮拦;3)电力电缆的金属铠装、接线盒和保护管;4)钢灯杆、金属灯座、Ⅰ类照明灯具的金属外壳;5)其他因绝缘破坏可能使其带电的外露导体。

  • 抗震设计

1、本建筑抗震设防烈度为7度,机电工程进行抗震设计。  

2、穿过隔震层的建筑机电工程管道采用柔性连接或其他方式,并在隔震层两侧设置抗震支架。

4、电气设备安装、导体选择及线路敷设应符合《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981相关要求。

5、柜(屏)间连接的硬母线、接地线等,在通过建筑物防震缝、沉降缝处,应加设软连接;

6、电气设备的支架应有足够的刚度和承载力;

7、电缆电线在引进、引出和转角处,长度需留有余量;

8、灯具固定时采用加强型的膨胀螺栓。

9、长度超过半米灯具应至少由四颗膨胀螺栓固定,小于半米的由两颗膨胀螺栓固定。

10、箱变安装就位后应焊接牢固,内部线圈应可靠固定在变压器外壳内的支承结构上;变压器的支承面宜适当加宽,并设置防止其移动和倾倒的限位器;应对接入和接出的柔性导体留有位移的空间。

11、照明配电箱、汇聚机箱的安装应牢固可靠,应采用焊接方式固定在基础上,设备中的安装螺栓或焊接强度应满足抗震要求。

  • 防盗措施

1、本工程所有灯杆门、综合配电柜、通信综合柜及箱变均要求配置专用防盗锁。一个灯杆门配一把防盗锁,一台配电柜配两把防盗锁。手孔井井圈井盖也应配专用防盗锁。

  • 节能措施

1、光源采用可调光式高光效LED路灯,路灯控制采用配电箱远程控制器+电力载波单灯控制器方式对区域路灯按照分时段、节假日等模式实行点控、间控、组控、群控、亮度调节等节能措施,并通过查看、统计单灯电压、电流、开灯时间、亮度、有功功率、功率因素、报警信息等数据进行能耗分析和节能控制策略优化。

2、路灯箱变采用2级节能型变压器,损耗低。

  • 注意事项

1、路口除设置纵向电缆穿线钢管外,横向均预留过街钢管,便于后期穿线。

2、工程中使用的圆钢、扁钢、角钢、钢管均为热浸锌处理。

3、沿电缆敷设的接地用镀锌圆钢需与周边既有路灯接地镀锌圆钢联通成网。

4、路灯配电电缆需在综合井内预留有一定的余量,以方便穿线。

5、本工程路灯采用单灯控制并需接入相关管理部门的物联网大数据平台,为保证本工程路灯控制系统能顺利接入物联网大数据平台,配备的电力载波单灯控制器、综合配电柜管理终端等设备需以相关管理部门的要求为准。

6、本工程预留有通信综合柜的安设位置并预留有接入通信综合柜的供配电和通信管道。通信综合柜的位置需由相关管理部门最终确认,若有调整,则管道也需进行相应的调整。

7、管线在敷设过程中遇到雨水井、污水井等障碍物时可绕行,当无法绕行时应及时停止施工,与设计联系沟通解决。

8、施工过程中应与土建施工正确配合,以避免二次开挖。

9、本工程路灯灯型需业主或管理部门确定,本图中的灯型仅仅参考。

10、待灯型最终确定后,综合杆厂家需根据灯型对杆件和基础进行复核,以保证结构安全要求。在符合结构安全要求的情况下,厂家可对杆件和基础进行深化。

11、管道之间需要用管枕分隔开,同时在管道底部需设置100mm厚碎石(砾石砂)或混凝土垫层,管枕及垫层具体做法参照国标图集《电缆敷设》D101-1~7(2013年合订本)第138-142页。

12、在施工过程中,因受现状管线影响而无法施工时,应及时停止施工,与设计联系沟通解决。

13、综合排管各管道内需预留8#牵引镀锌铁丝,以方便后期线缆穿管敷设。

14、综合手孔井内对应管口高差不宜大于5cm。

15、灯杆检修门下沿距综合杆法兰盘800mm。

16、灯杆法兰及基础法兰过线孔内径应满足8根Φ50mm碳素波纹管布设要求。

17、基础浇筑前必须验坑,支模。达到要求后方可采用混凝土现浇,基础模板采用一次性不脱模模板。

18、综合杆风压设计由综合杆厂家成套提供。厂家风压设计应根据下列要求计算:本工程所属成都地区,其基础风压按照0.3kN/m2考虑,并根据最终选定综合杆的杆型、高度、横挑臂长度和高度(距地面)、地质条件等参数合理确定计算风压。

  • 初设审查意见及执行情况

(1)、管道

1、“通信+综合排管”共建管道,由通信专业统筹实施通信管、综合排管和综合井,为智慧多功能灯杆上搭载设备提供强弱电电缆通道的做法不合理。智慧多功能灯杆作为搭载设备的主体杆件,由照明专业或智慧多功能杆专业统筹实施智慧多功能灯杆上各搭载设备管线和综合井,更为合理。

  回复:按规划条件通知书,综合排管由通信工程进行统筹设计。

2、“通信+综合排管”共建管道与智慧多功能灯杆位置相距较远的做法不合理,这种做法需要再每柱智慧多功能灯杆与通信管道间布设横过街管道和管道两端的电缆井,增大施工难度和建设投资。智慧多功能灯杆用的综合排管应靠近智慧多功能灯杆。

  回复:按规划条件通知书,综合排管由通信工程进行统筹设计,本工程每个综合井与综合杆间均有接线管连接,满足接线需求。

3、初步设计未包括通信专业,通信专业的业主和设计单位与其他专业的业主和设计单位不同。“通信+综合排管”共建管道、综合井由通信专业统筹的做法需要不同业主和设计单位间密切合作,实施难度大。

回复:按规划条件通知书,综合排管由通信工程进行统筹设计。

4、建议将SVF32X7蜂窝管改为热镀锌钢管。

回复:按规划条件通知书进行设计,管材由通信工程确定。

5、建议电缆采用穿管敷设方式。

  回复:由于综合排管非本工程设计范围,为避免工期不统一问题,本次照明电缆维持直埋敷设方式,若综合排管于本工程同步实施,照明电缆可由其中敷设。

(2)、灯型方案

1、如最终确认灯型方案与初步设计不一致,则光源功率、臂长、仰角等参数可能发生变化,需重新核算照明布置方式、供配电、控制及杆体基础并做相应修改。

  回复:灯型确定后可进行复核。

2、请补充周边道路照明情况的说明和标注,注意照明和配电的衔接。

  回复:按审查意见补充说明。

(3)、灯具

本工程初步设计LED灯具整灯光效不低于130lm/W。建议适当提高LED光效指标,整灯光效不低于160lm/W。

  回复:按审查意见修改。

(4)、多功能杆

1、平面图和材料表上应明确智慧多功能灯杆的种类、横臂长度和数量及搭载设备。

  回复:按审查意见补充。

2、依据CJ/T527-2018《道路照明灯杆技术条件》第5.1.1.15条规定,杆体门框下沿离地距离不宜低于500mm。基础法兰盘宜下沉300mm安装,基础的地脚螺栓顶部宜低于地面150mm,表面铺装应杆体周边地面一致。请修改相应图纸内容。

  回复:灯杆门设计已满足要求;按意见补充地脚螺栓及表面铺装要求。

3、杆体法兰规格及朝向应统一,如图1所示。如遇特殊杆型以下法兰规格不适用时,业主、设计单位和相关管理单位宜商议后确定。多功能灯杆法兰盘厚度、地脚螺栓孔径及螺栓规格应根据实际设计所加载的最多功能模块(包括预留可后续加载的功能)计算或由试验确定。

  回复:按审查意见修改并补充相关要求。

4、横臂连接法兰应统一规格,如图2所示。如遇特殊杆型以下法兰规格不适用时,业主、设计单位和相关管理单位宜商议后确定。

回复:按审查意见修改并补充相关要求。

(6)、手孔井

多功能灯杆手孔井井盖采用球墨铸铁可调式防沉降检查井盖,应符合《检查井盖》(GB/T 23858)和成都市地方标准《球墨铸铁可调式防沉降检查井盖》(DB 510100/T 203)的规定。

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于灯火阑珊处,于暗香离别时,未曾放弃。
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