城市道路綜合桿件設計的初步研究和實踐

查文斗

(合肥市規劃設計研究院，安徽 合肥 230041)

0 引 言

隨著我國經濟社會持續快速發展和城市道路的現代化管理和發展需要，城市道路上的照明、監控、交通指示等桿塔等也隨之增多，各種設備設施都各自獨立安裝，造成城市道路桿件林立、零亂，整體效果不佳，嚴重影響城市景觀，過多地占用了有限的城市路面資源，增加了資金投入，造成資源浪費，甚至影響交通出行。

1 研究背景

目前，國內發達省份，如上海、杭州已先后在“多桿合一”方面做了很多有益嘗試，取得了不錯的效果，進一步提升了區域整體景觀環境,契合城市精細化管理的要求。

安徽省內各地關于推進綜合桿件工作的呼聲很高，尤其是一些高起點、高標準建設的新區，如合肥新橋科技創新示范區(原名空港示范區)、合廬產業新城等，但是相應的設計成果嚴重滯后，已影響到綜合桿件的實施進度。由于缺少統一的設計圖集，各設計單位關于綜合桿件的設計也五花八門，難以實現規模化、模塊化、工業化、標準化生產，桿件功能也不盡相同，相關場景要求也不統一，不便于后期管理及遠期設施搭載。故各地建設單位迫切需要一套標準化桿件，以指導設計、施工及后期管理。

2 預期效益

由于原來需分頭建設的各類桿件實現了“合桿”設置，桿件材料和施工成本大大節約，使得總體造價大幅度下降。經測算，“合桿”后的桿件造價僅為“合桿”前的70%～85%，經濟效益非常顯著。“合桿”可在建設階段大幅度減少能源消耗和原材料消耗，搭載智慧路燈后還可進一步減少使用階段的能源消耗。經綜合測算，全生命周期內，綜合桿件可減少碳排放25%左右，實現了“減碳設計”。

綜合桿件整合了道路沿途所有交通、照明、治安、信息、通信桿件，實現了資源節約、材料節約、空間節約，還能為當前熱點的智慧路燈、智能交通提供應用條件，為未來5G設施搭載創造條件，大幅度提高道路景觀效果，提升街區建設品質，社會效益顯著。

綜合桿件與七大新基建領域中的5G基站、大數據中心和車聯網等領域緊密關聯，與中央提出的“創新、協調、綠色、開放、共享”五大新發展理念高度契合，是各級政府智慧城市建設的具體實踐。未來，可利用綜合桿件構建城市物聯感知神經節點，真正把智慧根植于城市的每個角落，為智慧城市、未來城市、綠色城市奠定堅實的基礎。

3 項目實踐

2021年6月，合肥新橋科技創新示范區機場東路、機場北路等7個項目首次完全按安徽省地方標準《城市道路桿件綜合設置技術標準》要求，采用了綜合桿件設計，共包含4條城市主干路及2條城市次干路，道路總長約9 km，全線采用綜合桿件，共設置交通綜合桿157根，其余為路燈綜合桿。

2021年8月，合廬產業新城樂橋路等8條路采用了綜合桿件設計，包含2條主干路及6條次干路，道路總長約27.6 km。作為首批建設道路，新穎的設計理念及集約化建設思路為園區搭建了骨架體系，后續道路建設將延續綜合桿設計風格。

4 標準設計圖集的編制構想

4.1 適用范圍

本圖集適用于安徽省新建、改擴建和桿件專項整治的城市地面道路。居住區、場站、公園、風景區以及公路城鎮段等可參照執行。

4.2 綜合桿件分類

綜合桿件又分為路燈綜合桿和交通綜合桿兩大類。

4.2.1 路燈綜合桿

路燈綜合桿又稱智慧路燈桿，是用于保障照明主體功能并集成監控、無線通信、智能感知等多種智能設備的綜合桿件，可搭載路燈和其他小型設施、設備。根據所處位置和功能，路燈綜合桿又可分為交叉口路燈綜合桿和路段路燈綜合桿，如圖1所示。交叉口路燈綜合桿主要指中、高桿投光燈。

圖1 交叉口和路段路燈綜合桿示意

4.2.2 交通綜合桿

交通綜合桿是用于保障交通指引和交通控制主體功能并集成路燈綜合桿全部或部分功能的綜合桿件。交通綜合桿又可分為A、B、C、D四類，如圖2、圖3所示。

圖2 A類和B類交通綜合桿示意

圖3 C類和D類交通綜合桿示意

(1) A類交通綜合桿：主要搭載交通信號燈，可搭載路燈；基桿和懸臂桿預留接口，其他設施可根據需要搭載。根據懸臂桿長度(3 m、6 m、10 m)的不同，分為A-1、A-2、A-3交通綜合桿。

(2) B類交通綜合桿：主要搭載交通監控，可搭載路燈；基桿和懸臂桿預留接口，其他設施可根據需要搭載。根據懸臂桿長度(3.5 m、5.5 m、7 m、9 m、12 m、15 m)的不同，分為B-1、B-2、B-3、B-4、B-5交通綜合桿。

(4) D類交通綜合桿：主要搭載小型交通標志，可搭載路燈，其他設施可根據需要搭載。

基桿可根據需要分為多倉，原則上各類設施供電線纜分倉布設，弱電線路可同倉集束布設。接口和管孔應與分倉布線相適應，滑槽不應對接口和管孔形成遮擋。副桿頂部法蘭也可不設出線孔，形成防水封閉端。

桿件整體風格應與道路景觀相協調，采用熱浸鍍鋅，鍍鋅后噴塑，顏色為8度灰。

4.3 主要技術標準

設計使用年限：25年。

設計安全等級：二級。

設計荷載：百年一遇基本風壓為0.4 kN/m2；百年一遇基本雪壓為0.7 kN/m2；鋼結構容重為78.5 kN/m3，混凝土容重為25 kN/m3。施工或檢修集中荷載標準值：1.00 kN。各種搭載設施的自重，并視后期桿件功能擴充的需要，預留足夠的相應荷載。

環境類別：二b。

懸臂桿搭載設施設備的下緣凈空高度：6 m。

“輸血出的事兒都是大事兒，我們力爭全程安全。”樂愛平在電話中告訴記者，2015年年初，科室閉環管理相關項目獲得了國家創新獎，核心競爭力在于輸血指標。“臨床醫生審核通過要求輸血，不作為唯一指令。每位患者24小時內需用血800毫升以下的，要主治醫師申請，副主任或以上醫師簽字；800毫升至1600毫升，主治醫師申請，科室主任簽字；超過1600毫升，主治醫師申請，科主任和醫務處均要審核簽字。”環環相扣，有理有據，方為各環節授予并執行指令的標桿。

抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度0.10 g，設計地震分組為第一組。

4.4 主要材料

鋼材：鋼材采用Q355C或Q420C級。

混凝土：基礎采用C30混凝土。基礎法蘭下的二次澆灌層采用C40微膨脹細石混凝土。基礎頂包封和底墊層混凝土均采用C20素混凝土。

鋼筋：鋼筋采用HRB400。

4.5 結構計算及構造要點

鋼結構采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法。

設計安全等級為二級，設計使用年限為25年。

主要計算參數：

結構重要性系數：γ0=1.0；

寬厚比等級：S1級；

恒載分項系數：1.3；

活載分項系數：1.5；

塑性發展系數γx1: 1.15；

塑性發展系數γx2: 1.15；

基礎地基承載力特征值：150 kPa。

限載要求：A類和B類交通綜合桿懸臂桿的搭載重量限值0.2 kN/m；C-1、C-2和C-3交通綜合桿的交通標志重量限值0.08 kN/m2，版面大小限值分別為2 m2、11.25 m2和20 m2；C-4交通綜合桿的交通誘導屏重量限值0.55 kN/m2，版面大小限值13.5 m2。其他類型桿件僅可搭載路燈和小型設施、設備。

豎桿(基桿、副桿)驗算：采用12邊形截面的鋼構件，按照壓彎構件驗算強度、剛度和穩定性。

懸臂桿驗算：采用12邊形截面的鋼構件，按照受彎構件驗算強度、剛度和整體穩定。

基礎驗算：桿件基礎一般采用鋼筋混凝土矩形擴大基礎，在地質條件較差或地下管網復雜路段可考慮樁基礎等。基礎需驗算強度、地基承載力和抗傾覆穩定性。

連接件驗算：法蘭需驗算法蘭板的厚度和加勁肋的強度。焊縫連接需驗算強度。高強度螺栓摩擦型連接需驗算受剪和受拉承載力。卡槽需驗算角部受拉的抗彎承載力。

5 結束語

安徽省工程建設地方標準《城市道路桿件綜合設置技術標準》(DB 34/T 3956—2021)，經安徽省市場監督管理局2021年6月15日以第8號公告批準發布，于2021年12月8日正式實施。標準設計圖集的編制正是為了配套標準更好地實施。