嘉紹大橋橋面無線信號覆蓋工程設計

章瑋

【摘要】 隨著我國跨海大橋的建設越來越多，陌生而復雜的建設環境對工程設計提出了重大挑戰，大橋的特殊性，造成了工程設計必須全面考慮，統籌兼顧，稍有不慎就很難彌補前期設計的缺陷。本文試從嘉紹大橋橋面的無線信號覆蓋設計來探討一種跨海大橋無線覆蓋設計的新思路、新方法。

【關鍵詞】 跨海大橋 嘉紹大橋 無線 信號覆蓋 設計

一、引言

近年來，隨著我國經濟社會的快速發展，大規模的交通干線建設工程：如跨海大橋，正在如火如荼地開展。雖然大橋信號覆蓋與高鐵沿線信號覆蓋在技術設計上具有較高的相似度，但因大橋建設環境更為復雜惡劣、施工作業面狹窄。在無線設計上大橋覆蓋比高鐵沿線覆蓋技術難度更大、施工風險也更高。無線設計階段就必須考慮如何有效規避施工風險以及如何保護大橋景觀效果，與大橋設計融為一體。

二、大橋概況

嘉紹大橋北起海寧尖山圍墾區，跨越錢塘江水域，至上虞九六圍墾區，全長10.137公里，設計時速100公里，橋面寬40.5米，全線八車道。大橋主航道橋采用技術含量最高的6塔獨柱斜拉橋方案，這使主橋長度達2680米，分出5個主通航道，索塔數量、主橋長度規模位居世界第一。項目于2008年12月開工，2013年6月底竣工投產。項目建成將大大縮短杭州灣兩岸的時空距離，充分發揮上海龍頭輻射作用，推進環杭州灣產業帶建設，增強區域競爭力，對長三角經濟一體化和產業結構調整升級起到極大的促進作用。

對嘉紹大橋橋面實行移動無線通信信號的全覆蓋，不僅能對大橋的客流人員提供良好的無線移動通信服務，同時在嘉紹大橋后期的運營管理中也發揮重大作用，無論是養護管理、路政管理還是交通管理等方面都能提供便捷的無線通信服務。

三、現有橋面無線信號覆蓋工程設計

參考已有的跨海大橋無線信號覆蓋設計，一般設計天線均安裝在龍門架上，但跨海大橋龍門架的設置很不規則，最大間隔在5-6公里左右，根本無法保證3G/4G的信號覆蓋。設備安裝在水泥箱梁內，線纜通過通風孔與天線相連。但是通風孔的設置有些大橋在箱梁側面，有些在箱梁底部，線纜通過通風孔后如何與橋面的天線相連接又成了一個難題，而對于鋼箱梁橋面（斜拉橋）無線信號覆蓋設計在國內還是一個空白。且鋼箱梁內無專門通風孔用于設備與天線的線纜走線，傳統設計無法應用。

考慮到大橋橋面3G以及后期4G無線信號良好覆蓋，基本要求相隔站點在1公里左右。當然也可以通過在橋面架設額外的燈桿類型安裝天線，但是無線設備、后備電源一般大橋方不允許安裝在橋面，而安裝在箱梁內，天線與設備間線纜的連接非常困難。因此必須要結合大橋的建設特點，讓橋面無線覆蓋系統能充分融合到大橋的設計中變得尤為重要。

四、嘉紹大橋橋面無線覆蓋工程設計

嘉紹大橋有水泥箱梁和鋼箱梁兩種箱梁組成，其中鋼箱梁長達2680米，為世界第一。了解嘉紹大橋的建設特點時，發現橋面兩側每隔30-40米安裝有一路燈桿，水泥箱梁每隔350米左右兩個箱梁有一個伸縮縫。而且結合大橋的照明系統設計，發現大橋照明系統的線纜都會通過伸縮縫，然后通過大橋兩側預設的管道，通到路燈桿內部后連接燈頭。鋼箱梁上的每根路燈桿底部都會有2個孔與鋼箱梁直接連接，照明系統的線纜通過其中一個孔洞與鋼箱梁下方的設備相連。通過這個啟發，我們考慮大橋的無線信號系統能否利用這些大橋已有的資源設計安裝，不僅使得覆蓋工程投資費用大大降低，而且能夠最大程度保護大橋的景觀。

大橋水泥箱梁間每隔350米左右間隔的伸縮縫，滿足了站點分布1公里左右的要求，同時配合橋面上每隔30-40米之間路燈桿天線安裝。充分利用橋面與橋面之間伸縮縫做為天線與設備間連接線纜的通道，伸縮縫的側面一般大橋方會布設有掛鉤（用于布設大橋方的線纜鋪設），設計時可以充分利用此掛鉤固定布放的線纜。線纜通過大橋預設的管道通到路燈桿下方，在路燈桿8米出開設一4公分圓孔，用于出線與天線連接。設備機架安裝在離伸縮縫最近的箱梁內，安裝位置預設一水泥平臺用于設備機架的安裝固定。

鋼箱梁由于沒有伸縮縫，對于設備安裝位置無限制，而且豐富的路燈桿資源為站間距的要求帶來充足的自由度。鋼箱梁內路面為凹凸波浪形鋼結構，無法直接在地面上安裝底座。同時一般大橋方都要求設備不得直接固定在鋼箱梁地面（考慮大橋鋼箱梁的防銹）。通過多方權衡，在取得大橋方同意后，在箱梁側壁2公分厚度鋼板處打孔，安裝了側固定槽鋼支架，槽鋼與波浪形地面突出部分接觸，將大部分設備重力有效傳遞到了鋼地面，設備機架固定在槽鋼上。設備線纜通過鋼箱梁內弱電走線架到路燈桿下方，再與路燈桿下方與鋼箱梁相通的特性布設線纜，在路燈桿8米出開設一4公分圓孔，用于出線與天線連接。

天線的安裝是大橋無線信號覆蓋設計的關鍵，必須保證天線安裝的安全性。天線在選型時盡量考慮選擇迎風面積小的天線。利用抱箍在路燈桿9米處安裝2根天線抱桿。嘉紹大橋的天線安裝經過大橋方與路燈桿設計方的多次反復安全論證。若是無法滿足的話，對于需使用的路燈桿在安裝前進行加固或者加粗壁厚等方案來達到安全性的標準。

嘉紹大橋橋面共建設9個覆蓋拉遠站點，每站點間隔約1-1.1公里，相鄰站點分別位于橋面東西兩側之字型分布，使得橋面無線信號覆蓋的均衡。利用小區合并技術，實現大橋全程無縫共小區（零切換）覆蓋。同時在靠近嘉興側最后一個拉遠點耦合入嘉興基站的信號，以增加切換的準確性和及時性，平穩切換入嘉興無線信號。

經開通測試，網絡各項指標均達到設計要求指標。其中測試結果顯示2G信號覆蓋電平大于-80dbm覆蓋區域占整個橋面的100%，PCCPCH RSCP大于-95 dBm的覆蓋區域占整個橋面的100%。

五、總結

大橋橋面無線信號覆蓋設計，要充分利用大橋原有設計建設特點，充分與大橋方溝通，對于可利用的資源充分利用。嘉紹大橋橋面無線覆蓋工程設備安裝從2013年5月13日開工，6月8日完工，比大橋正式通車提前一個月完成，受到了社會各界的普遍好評。

參 考 文 獻

[1] 朱東照，汪丁鼎. TD-SCDMA無線網絡規劃設計與優化. 人民郵電出版社

[2] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設計第十一卷第二冊橋上機電設施. 中交公路規劃設計院有限公司

[3] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設計第十一卷第三冊第二分冊嘉紹大橋供電設施. 中交公路規劃設計院有限公司

[4] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設計第十一卷第三冊第一分冊供配電預留預埋. 中交公路規劃設計院有限公司

[5] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設計第十一卷第三冊第二分冊嘉紹大橋供電設施. 中交公路規劃設計院有限公司