濟廣高速濟南連接線道路照明工程設計

包西勇，王　琳

(山東省交通規劃設計院，山東 濟南　250031)

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濟廣高速濟南連接線道路照明工程設計

包西勇，王琳

(山東省交通規劃設計院，山東 濟南250031)

本文介紹了項目的設計理念、技術指標，并重點分析了城市互通立交橋的照明設計，綜合各種照明設計方式的優缺點，最終實現了功能照明、景觀照明的和諧統一，克服了城市道路照明的光污染問題，降低了照明能耗。希望本文對今后的城市高架路照明有所啟迪和幫助。

功能照明；景觀照明；眩光；LED護欄燈；節能

引言

濟廣高速濟南連接線包括二環西高架路和北園高架路連接線兩部分，兩條高架路通過匡山互通立交連接，是濟南市西部最主要的南北大通道，項目的實施為西部區域路網優化和完善奠定了良好的基礎，對濟南市城市及社會經濟發展具有重要意義。

照明工程包括全線功能照明和景觀照明兩部分，重點設計二環西高架路主線、北園高架路連接線主線、5對上下匝道以及匡山互通立交四部分。其中，二環西高架路全長約8公里，北園高架路連接線全長2公里，匡山互通立交為渦輪式三層樞紐立交，匝道長度約5公里。二環西及北園延長線高架路均為雙向6車道，二環西高架路主線橋梁寬25米，北園延長線高架路主線橋梁寬24米，設計時速60 km/h；所有匝道采用單向雙車道，全寬9米，設計時速40 km/h；外側水泥防撞護欄高度1.5米[1]。

1　設計理念及技術指標

1.1設計理念

照明設計遵循舒適、節能、安全、經濟的設計理念。功能照明設計重點在于保證道路通行安全，強調舒適、節能；景觀照明作為功能照明的補充、提升，結合地域文化特色，是對既有載體、環境空間的重塑，以提升、美化城市形象為目的[2-3]，重點打造匡山互通立交橋，通過景觀照明設計展現互通立交橋主體結構的宏偉、大氣，展現全渦輪互通立交橋的優美曲線。

1.2技術指標

本項目主線功能照明設計參照《城市道路照明設計標準》Ⅰ級快速路標準設計[4]，結合本項目所處城市性質和規模，路面亮度：平均亮度Lav維持值2.0 cd/m2、總均勻度Uo最小值為0.4、縱向均勻度Ul最小值為0.7；路面照度：平均照度Eav維持值30lx、均勻度Ue最小值0.4；眩光限制閾值增量最大初始值10，環境比SR最小值0.5；照明功率密度值1.05 W/m2。

上下匝道口和匡山互通立交匝道功能照明設計照度參照《城市道路照明設計標準》II級次干路標準設計，結合本項目所處城市性質和規模，路面亮度：平均亮度Lav維持值1.0 cd/m2、總均勻度Uo最小值為0.4、縱向均勻度Ul最小值為0.5；路面照度：平均照度Eav維持值15 lx、均勻度Ue最小值0.35；眩光限制閾值增量最大初始值10，環境比SR最小值0.5；照明功率密度值0.85 W/m2。

2　照明設計

濟廣高速濟南連接線是濟南“一環二橫四縱”路網規劃中的重要組成部分，與順河高架橋、二環東路高架橋共同組成了濟南南北方向的快速通道，是銜接濟南城區與西客站的重要通道(圖1)。完善的道路照明是保障道路安全通行、提高道路通行能力的必要設施，也是美化城市環境，提高城市形象的重要載體。照明以目前主流型高壓鈉燈和節能型LED燈為主要光源，充分兼顧了照明舒適性與節能；通過采用不同的照明方式解決城市高架照明的眩光污染問題，并實現夜間照明與日間景觀的和諧、統一。

圖1　匡山互通夜景Fig.1　Nightscape of Kuangshan interchange

2.1主線照明

主線照明包括二環西高架路和北園延長線高架路的功能及景觀照明。

2.1.1主線功能照明

高壓鈉燈具有發光效率高(光效可達120 lm/W)，壽命長，透霧能力強等優點[5]。基于已建北園高架橋采用高壓鈉燈作為照明光源，為實現與已建高架橋道路照明的順暢銜接，北園高架路連接線以及二環西高架路主線功能照明采用高壓鈉燈作為照明光源(圖2)。

路燈選用10米桿高的單臂路燈，雙側對稱安裝在高架橋兩側的護欄上，護欄高約1.0米，光源距地高約11米，路燈燈臂長1.5米，燈具仰角15度，路燈安裝間距35米，光源功率400 W。安裝后實測照明效果均滿足規范要求，實測平均照度35lx，照明均勻性好，舒適度高，整體照明效果優良。

圖2　主線道路功能照明Fig.2　Functional lighting of the main road

2.1.2主線景觀照明

主線景觀作為功能照明的提升，重在勾勒出主線的順暢輪廓(圖3)。二環西主線以及北園立交延長線在護欄外側安裝彩色護欄景觀線條燈，單燈長1.0米，雙側對稱安裝。護欄景觀線條燈為七彩滾動效果，動態效果可根據節日調節。

圖3　主線景觀照明Fig.3　Landscape lighting of the main road

2.2匝道橋照明

匝道橋照明包括高架路上下匝道橋以及匡山互通立交匝道橋的功能及景觀照明(圖4)。高架路上下匝道橋及匡山互通立交匝道橋道路寬度較窄，行車速度較低，照度要求也低于主線。考慮到匡山互通立交位于城市居民生活區，高桿照明的方式會對周圍居民產生光污染[6]；同時考慮到匡山互通立交為渦輪式三層樞紐互通立交，高桿照明光的有效利用率較低、照明效果欠佳，普通路燈照明日間景觀雜亂等問題。我們采用了低桿護欄燈的照明方式，護欄燈同時兼顧功能照明與景觀照明，節約投資。

圖4　匝道橋功能照明Fig.4　Functional lighting of the ramp bridge

2.2.1匝道橋功能照明

功能照明采用線條型護欄燈，線條護欄燈采用LED光源，內側選用白光LED作為功能照明燈具使用，外側采用彩色LED光源作為景觀照明燈具使用。線條護欄燈長2米，光源長1.2米。線條護欄燈對稱安裝的護欄頂端的花槽內側，兩車道的上下匝道橋以及匡山互通立交匝道橋功能照明選用8W的LED光源；匡山互通立交的兩匝道交匯處，道路較寬，選用12W的LED光源。為了防止光線直射駕駛員眼睛，避免低桿照明的眩光問題，要求護欄燈均帶防眩格柵，并現場試驗、調整LED光源的投射角度。安裝后實測照明效果均滿足規范要求，整體照明效果良好。

2.2.2匝道橋景觀照明

匡山互通立交作為本項目中的控制點，也是當地的景觀亮點，是本次景觀照明設計的重點。景觀照明統籌考慮功能照明與景觀照明，并結合主體結構形式，重點體現濟南的“泉城” 特色。通過景觀照明燈光打造匡山互通全渦輪立交“趵突騰空”的景象；主線變化的彩色燈光與川流不息的車燈交相呼應，猶如流動的“泉水”，與全渦輪立交的“趵突騰空”相映成趣，使高架路這一凝固的樂符，變得靈動而富有活力。

上下匝道橋以及匡山互通立交匝道橋景觀照明燈具與功能照明選用一體型燈具，內側白光LED光源作為功能照明燈具使用，外側彩色LED光源作為景觀照明燈具使用，色彩效果可根據節假日安排實現程序控制。

2.3照明節能設計與控制

照明節能設計通過選用節能型、高光效照明光源，采用節能的控制系統實現道路照明的節能效果。

2.3.1照明節能設計

主線選用高光效的高壓鈉燈，配節能型電子鎮流器，主線實測平均照度35lx，計算功率密度值為0.96 W/m2，小于規范照明功率密度值1.05W/m2。上下匝道橋及匡山互通立交采用壽命長、高光效的LED光源，在匝道橋采用低桿照明方式，提高了照明光的有效利用率，避免了高桿照明大部分照明光浪費的現象，比傳統高桿燈照明安裝功率減少30%左右。

2.3.2照明節能控制

該項目照明控制接入已建濟南市城市照明監控管理系統，該系統采南市城市照明智能監控系統由“監控中心、智能監控終端、智能服務器、單燈節能控制終端及電纜被盜報警”五部分組成。系統以GPRS無線通信為主干網，以電力線載波通信為一級子網，是三層結構、兩級通信機制的智能照明監控系統[7]。每盞路燈設置單燈節能控制器一臺，箱變低壓配電回路設置遠程智能控制終端，電纜終端安裝防盜控制器。

路燈的開關時間采用時控加光控的控制方式，根據當地日出日落的時間作為基本條件，并結合天空亮度變化進行必要的修正。開燈時天然光照度水平宜為15lx，關燈時天然光照度水平宜為30lx。按照后半夜隔燈亮控制，全線關掉一半的照明燈，關燈時間按7小時計算，年可節電56萬度。

3　供配電設計

本工程供配電設計統籌兼顧地面照明、公交用電等用電負荷由地面道路統一設置，全線共設箱式變壓器9臺。低壓配電回路供電半徑不大于0.5公里，選用鋁合金電纜，供電壓降小于規范5%的要求[8]。低壓電纜從箱變手井引出后穿鍍鋅鋼管保護并沿橋墩引上，由護欄預留三通手孔進入高架橋護欄預埋電纜穿線管敷設至各燈，由主干電纜至各路燈的分支在路燈基礎旁的接線手孔實現分支。

4　結語

本項目功能照明嚴格執行相關規范要求，選用節能型光源，功率密度低于標準值；設計統籌考慮功能照明與景觀照明的和諧統一，實現了日間景觀整齊，夜間景觀照明靚麗，同時克服了城市互通立交夜間照明光污染的問題。通過景觀照明設計展現主體結構的宏偉、大氣，體現濟南的“泉城”特色；通過照明設計使高架橋這一凝固的樂符，變的靈動而富有活力，夜間遠望，高架橋主線和互通立交流光溢彩，絢麗多姿。

[1] 李濤,胡磊,王東陽. 濟南市二環西路高架橋總體設計[J]. 山東交通科技, 2014, (1): 14-15.

[2] 李光,黎黎. LED城市光環境藝術設計初探[J]. 照明工程學報, 2013,24(3): 42-47.

[3] 榮浩磊. 城市景觀照明的價值取向[J]. 照明工程學報, 2013,24(1): 20-23.

[4] 城市道路照明設計標準：CJJ45—2015[S]. 北京：中國建筑工業出版社, 2015.

[5] 北京照明學會照明設計專業委員會. 照明設計手冊(第二版)[M].北京：中國電力出版社, 2006.

[6] 王立雄.沈天行. 立交橋區照明設計實踐[J]. 照明工程學報, 2002, 13(4): 51-54.

[7] 張利國.時念武. 路燈控制系統應用研究[J]. 照明工程學報, 2014, 25(2): 129-134.

[8] 供配電系統設計規范：GB 50052—2009[S]. 北京：中國計劃出版社, 2010.

The Road Lighting Design about JiNan Connecting Line of JiGuang Expressway

BAO Xiyong，WANG Lin

(Shandong Provincial Transport Planning and Design Institute,Jinan250031,china)

This paper introduces the design idea, technical index of the project,and analyses the lighting design of city interchange. We integrated the advantages and disadvantages of all kinds of lighting design,finally achieved the unity of the functional lighting and landscape lighting,overcome the light pollution of city road lighting problem,reduce energy consumption of lighting. We hope the paper can be helpful for the future urban elevated roadway some inspiration to the lighting design.

functional lighting; landscape lighting; glare; LED guardrail street light;energy saving

TM923

ADOI:10.3969/j.issn.1004-440X.2016.05.012