朝陽路綜合桿應用與桿件模塊化設計研究

朱仕卿　張海東

摘 要：以昆山市朝陽路西延改造工程中道路綜合桿設計和實際應用為例，對綜合桿中桿件集成、布置方法、結構計算進行研究，分析了城市道路路燈桿件與交通標識、信號燈、監控等的整合集成方案及模塊化標準化設計，并對智慧城市技術發展態勢下利用綜合桿作為載體推進城市道路空間信息化和交互智能化進行了展望。

關鍵詞：載體;集成;模塊化標準化;智慧城市

0 引言

為迎接2023年亞洲杯開幕，作為中國承辦亞洲杯的主賽場之一，昆山市對交通道路指引標識完善、沿街桿體整治等周邊道路交通安全保障方面統一規劃和部署。本項目（昆山市朝陽路西延改造工程）西起中環江浦路，向東橫穿主城區，是亞洲杯場地進出的主要路徑，為解決桿體零亂、標識排列無序等現象，結合項目改造對道路桿件進行了“多桿合一”的整治工作，進一步提升了城市公共設施服務質量，美化了城市環境。

項目研究采用“升級版”道路照明燈桿為載體的道路綜合桿，采用高強度鋼材或高強度鋁合金型材，高8米以上，分多層設置，與交通設施桿件、監控桿件及導向標識等進行集成和整合，因此也稱為“綜合桿”“多桿合一”。通過綜合桿建設，實現了城市家具的規范設置，完成了智慧城市中重要的基礎設施建設。項目采用的綜合桿具備以下顯著優點：1）美觀、安全，滿足多桿合一功能;2）桿體結構強度達到抵抗五十年內最大強風的要求;3）所有設備與燈桿間均采用結構自防水;4）預留安裝孔位與信息化接口，兼容性強;5）采用模塊化設計、現場組裝及可拆卸設計，維修方便。

1 綜合桿集成與布置方案

1.1 載體和集成對象

道路照明燈桿作為城市道路上連續、均勻和密集布設的道路桿件，非常適合作為其它各類桿件歸并整合的載體。

在綜合考慮各類桿件布設要求的前提下，可集成的桿件設施一般有：路燈桿、交通標志標牌桿、信號燈桿、監控桿、路名牌桿、公共服務設施指示標志牌桿、公交站牌桿、通信桿和其它桿件。

1.2 集成原則

對城市中心城區新建或者改擴建道路工程中涉及的交通設施桿件、路燈桿件、監控桿件及導向標識等進行集成和整合時，應在滿足合理有序使用道路空間、美化道路環境的要求前提下，遵循以下原則：

（1）道路桿件平面距離小于10 m時應合桿。在滿足規范、功能要求和結構安全的前提下，各類桿件應按照“能合則合”的原則進行合桿。

（2）綜合桿布置優先級：路口范圍優先，路段在后。同時合理調整桿件間距，整體布局設計，合桿后桿件布設應同時滿足所搭載設施的使用要求。

（3）在路口范圍，綜合桿布置應以交通信號燈和監控的點位為控制點，其他綜合桿的位置，應根據以上控制點進行統籌布置。在路段上，綜合桿布置應以路燈點位為控制點。

1.3 綜合桿類型

以照明燈桿為載體的綜合桿根據主要搭載設施的不同，一般可分為6類，見下表1。

1.4 布置方法

道路綜合桿件布置需滿足點位控制、整體布局、功能齊全、景觀協調的總體要求，按照綜合桿所在位置不同，分交叉口范圍和一般路段，共2種布置方法，分別如下。

（1）交叉口范圍的綜合桿布置：1）在進口道停止線前或出口道車道邊緣線轉角前，在靠近人行橫道線處布置Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類、Ⅵ類綜合桿，可搭載信號燈、監控、路名牌、導向牌等;2）在停止線往后約26 m處布置Ⅲ類綜合桿，可搭載監控等;3）有分車道指示牌布置需求時，應上述2）Ⅲ類綜合桿后2個路燈桿間距（一般路燈間距為30 m～35 m）處布置Ⅰ類綜合桿，搭載車道指示牌等，并在上述Ⅰ類綜合桿后約3個路燈桿間距處布置Ⅰ類綜合桿，可搭載指路牌等。

（2）一般路段的綜合桿布置：在路燈桿設計點位布置Ⅰ類、Ⅴ類、Ⅵ類綜合桿，可搭載小型交通標志牌、旅游景點指示標志牌、監控、環境監測和通信基站等。桿件布置在道路行車方向右側的機非分隔帶內，如果布置在人行道設施帶內時，中心對齊布置，距離路緣石內邊線0.5 m。

2 模塊化標準化設計

以朝陽路西延改造工程采用的綜合桿為例，對其結構設計和模塊化標準化設計總結如下。

2.1 桿件概況

本項目的普通道路照明設計為雙挑臂路燈，路燈在機動車道一側燈高12 m，挑臂長2 m;在非機動車道與人行道一側燈高8 m，挑臂長1.5 m。依據前述綜合桿件類型，主要應用的有其中3類，即Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類綜合桿，分別如下：

（1）照明+交通標志（Ⅰ類）。該路燈主桿件的材質為高強度鋼材，所搭載的交通標志牌包括車道指示牌、指路標志牌、小型道路指示牌，還有警告、禁令、指示、指路、旅游區和其他標志等，距離路面高度為5.5 m。

（2）照明+機動車信號燈（Ⅱ類）。搭載的機動車信號燈采用雙橫桿挑臂，按信號燈組數和布置差別選用不同挑臂結構，挑臂長度分為6 m、8 m、9 m。

（3）照明+監控（Ⅲ類）。依據搭載的監控設備（智能卡口、違法抓拍、交通監測、治安監測等）安裝和正常使用要求，綜合桿的監控橫桿挑臂長度可分為8 m～13 m、6 m

～8 m、3 m～4 m、2 m，共4種形式，距離路面高度為6 m。

除上述3類外，照明中桿燈布置在交叉口范圍內且條件合適時，可考慮與路名牌、公共服務設施指示標志、4G/5G物聯網基站、環境監測等進行合桿，但不得為了合桿為合桿，導致交叉口范圍的路面照度等受影響。

2.2 結構設計標準

桿件結構應滿足強度、剛度和穩定性驗算要求，在滿足功能和安全性的要求前期下盡可能簡潔美觀。依據綜合桿類型確定各荷載作用效應組合，以最不利組合確定桿件尺寸，同時優化截面類型、連接方式、預留接口等。

考慮到加工、運輸和安裝的便捷性，以及強度、外觀，杠體采用鋼結構或鋁合金結構，杠體涂色選用深空灰，與道路環境融合較好。

主要設計標準如下：

（1）設計荷載：按國標《建筑結構荷載規范》取值，結構設計使用年限50年，結構安全等級為一級;基礎按《建筑地基基礎設計規范》設計。

（2）道路照明：按《城市道路照明設計標準》設計，推薦采用LED光源。

（3）結構尺寸：控制綜合桿桿體的截面最大直徑，不大于35 cm，采用高強度鋼與高強度鋁合金型材等材料制作。

（4）桿體連接：綜合桿桿體設施搭載采用法蘭連接，預留接口。

2.3 構件的模塊化標準化

本項目的綜合桿設計以路燈桿件為通用單元，將與路燈桿件進行組裝成型的各類桿件進行標準化設計，主要分5個標準模塊：模塊A（即12 m燈桿上部：燈高12 m、挑臂2 m

的一體成型單頭桿模塊）、模塊B（8M燈桿上部：燈高8 m、挑臂1.5 m的一體成型單頭桿模塊）、模塊C（12M-8M燈桿上部：雙挑臂普通路燈桿組合模塊）、模塊D（信號燈雙橫桿挑臂模塊）、模塊E（F型標志橫桿模塊），提高了綜合桿的模塊化加工比例，見圖1。

下面以本項目應用最多的兩種組合形式為例，對模塊選用和安裝說明如下：

（1）Ⅱ類綜合桿：除路燈主桿件外，組合構件數為2。信號燈橫桿挑臂模塊D距路面的安裝高度為6 m，與路燈主桿件橫向連接;主燈桿頂部的雙挑臂普通路燈組合模塊C與主桿結構豎向連接。按連接部位不同，各標準模塊與主體鋼桿采用法蘭或螺栓連接，提高了加工、運輸和現場安裝的便捷性。

（2）Ⅰ類綜合桿：除路燈主桿件外，組合構件數為3。F型標志牌版面模塊E底緣距路面的安裝高度為5.5 m，與路燈主桿件橫向連接;受版面高度影響，主燈桿頂部的路燈采用獨立的12 m模塊A和8 m模塊B，其中模塊A與主桿豎向連接、模塊B與主桿橫向連接。

3 智慧城市建設的展望

在國內不少大城市的地方標準里，將多種模塊搭載集合到一個路燈桿件上稱之為多功能桿，但普通燈桿搭載各種功能模塊后，沒有自動根據信號反饋提供解決方案的功能，因此智慧燈桿才應該是終極發展目標。

智慧城市建設通過先進的控制系統實現物聯，自動采集數據并分析，自動提供解決方案并予以警示。隨著智慧燈網控制平臺的發展，多功能燈桿升級的空間必然存在。利用燈桿電源，可以避免地下管線重復敷設對道路和環境的破壞，具有一次投資成本低的優點，隨著多種智能設備的不斷發展，綜合桿將成為關注焦點，屆時將能通過各種配件成套組合的技術整合過程，推進城市道路空間信息化和交互智能化水平。

4 結語

（1）以朝陽路改造工程的綜合桿設計和應用為例，對桿件集成、合桿類型和布置方案進行研究，達到了桿件空間利用率提高和使用功能復合的預期目標。

（2）依據綜合桿組成單元的拆裝分析和結構計算，提出了綜合桿主要構件（如路燈桿、信號燈橫桿、3F標志橫桿、單/雙燈頭挑臂桿等）的模塊化標準化設計方案，加快了制造效率和安裝速度。

（3）對智慧城市建設浪潮下的綜合桿智能化發展方向進行了遠景展望。

參考文獻：

[1]《上海市道路合桿整治技術導則》（征求意見稿）.上海市城市綜合管理事務中心，上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司.

[2]臧鋒，黃李奔，等.基于城市綜合桿件的物聯感知網絡及交互體系[J].照明工程學報，2019，30（1）：88-91+120.