低位照明在機場立交橋的應用與實施
——以蘭州中川機場立交橋為例

藺全定

甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅 蘭州 730050

0 引言

低位照明是低燈位道路照明的簡稱，與高燈位照明、高桿燈照明相比，其存在明顯差別。其最顯著的特點是需要在駕駛員眼睛高度以下的位置設置照明燈，并且燈光斜向路面照射，能夠在很大程度上使駕駛員免受眩光的影響。與傳統的高位照明相比，低位照明方案更加節能、舒適、美觀、施工方便、光線均勻。低位照明最初主要被用于景觀照明和輔助照明。隨著相關人員不斷改進配光技術和提升燈具光源功效，低位照明在城市道路功能照明中得到了越來越廣泛的應用。現階段，低位照明在高架橋、立交橋等城市工程中得到了廣泛應用。某機場立交橋采用橋梁低位照明的照明方式，文章對這一照明方式進行分析。

1 低位照明的優勢與不足

現階段，室外功能性照明燈具大多采用桿裝的方式安裝。在城市道路照明中，傳統照明方式都使用高桿燈和常規路燈，高度大多都超過10 m。對于交通環境較復雜的交通體，和難以安裝常規燈桿、擁有特殊照明需求的道路橋梁工程來說，傳統的立桿照明方式無法滿足其道路功能照明設計要求。

與傳統立桿照明方式相比，施工人員大多在防撞墻或橋梁護欄處布置低位照明燈，不但能夠集中照亮路面，而且燈具低于駕駛員視線，這種布燈形式不僅不需要設置燈桿，而且能夠在降低能源消耗的同時，降低后期維修工作的難度[1]。結合橋體布置低位燈的方式能夠在橋面連續地線性排列燈具，不但能夠起到視覺導向的作用，而且光線不會影響下穿道路及周圍建筑物，從而使橋梁擁有更加協調、完整的整體景觀。但是因為低位照明擁有較低的安裝高度，為了滿足道路照明的各種清晰度要求，部分照明工程會設置較短的燈具間距，這會在很大程度上提升低位照明燈具的前期成本，從而限制了低位照明的發展和推廣。近年來，我國不斷發展建筑夜景照明，不斷提升城市整體光環境亮度，這為低位照明提供了良好的應用環境，部分商業步行街和城市支路工程中也應用了低位照明。

2 工程實例分析

2.1 工程概況

本工程為蘭州中川機場T3 互通立交及彩虹城立交橋照明亮化工程，主要目的是提升立交橋主匝道的亮化和照明環境，一方面通過照明為駕駛員提供更好的夜間行車環境，另一方面借助燈光美化和亮化立交橋，在夜間展現立交橋特點和城市風貌，使區域視覺效果得到提升。

該工程的機場立交橋為三層高架立交。立交橋的最上層為主匝道，是機場航站樓與高速公路之間的必經之路。主匝道的橋面長度1 420 m，為雙向四車道，路面寬度為20 m，設計時速為80 km/h，照明亮化路線長度為1 310 m。

對于各地來說，機場立交橋建設都擁有非常重要的意義。該工程所涉及的立交橋為鋼箱梁架設，擁有較高的科技含量和較大的主線跨度，屬于當地的重要景觀。在選擇立交橋照明和亮化方案時，決定使用低位照明和亮化方案，即將亮化燈安裝在立交橋護欄外側，將低位照明燈安裝在橋梁鋼護欄上，不但能夠滿足立交橋夜間照明需求，還能夠有效提升其裝飾性和觀賞性，能夠更加清晰地展現橋梁的輪廓。

2.2 立交橋低位照明設計

低位照明方案設計應該滿足規范性、隱蔽性、節能性、舒適性、融合性、功能性等方面的綜合要求。匝道的眩光限值在5 以下，縱向均勻度為0.7，總均勻度為0.5，平均照度標準值為15 1x。

2.2.1 燈具選擇

選擇8 W/m 的LED 護欄燈作為立交橋照明燈具，所有燈具需要對稱安裝在行車道兩側護欄上，必須保證鋼護欄與護欄燈之間的一體性。使用6 W/m 的LED點光源作為立交橋外側亮化燈具，燈具應該達到IP66以上的防護等級。

2.2.2 照明控制

在安裝燈具的同時需要安裝LED 照明控制器，使用時序控制的方式控制LED 護欄燈，將時序開關設置在相應供電回路中，施工人員需要根據季節變化合理調整燈具實際開啟時間。使用控制器控制LED 點光源亮化燈，需要與實際需求相結合展現不同照明效果，亮化時間設置為天黑后到24：00[2]。

2.2.3 箱式變電站設置

使用10 kV 單路供電維持立交橋照明亮化系統的運轉。將箱式變電站設置在立交橋下，在最近的10 kV公網線路中引出高壓電，采用地下管道敷設和架空線路相結合的方式將線路引入箱式變電站。箱式變電站由箱變基礎、戶外開關柜及變壓器組成。使用不銹鋼制作戶外開關柜，結構為兩層防盜，內部設置低、高壓開關柜。使用TN-S 接地系統完成箱式變電站接地，使用SC50 鍍鋅鋼管作為接地裝置地極，保持5 m 間隔，使用40 mm×4 mm 鍍鋅扁鋼作為母線，接地電阻不能超過1 Ω。

2.2.4 線纜敷設

所有供電回路的電纜在引出箱變后需要借助地埋穿管的方式引至附近橋墩，然后敷設在橋梁中分帶和兩側布置的金屬線槽內，從而將電能傳送到所有LED燈具。

3 立交橋低位照明設計方案實施

LED 燈具的樣式和安裝方式在很大程度上會受到橋梁鋼護欄的顏色、尺寸、結構的影響，鋼護欄的實際情況如下：兩側鋼護欄的高度為1.5 m，護欄立柱間距為1.5 m，護欄層間橫向設置分為四層，使用的方鋼規格為150 mm×100 mm×10 mm，層間距為400 mm；中分帶鋼護欄結構為門字形，橫向設置分為3 層，層間距與兩側相同。

3.1 燈具選型

結合相關設計文件，考慮橋梁鋼護欄的尺寸、結構、外形，再通過與業主、監理等進行協商，在該工程中最終決定使用旋轉式LED 護欄燈作為照明燈具，燈具色溫在3 500～5 000 K，保證駕駛員視覺舒適度，同時光效差異較小，也能夠很好地穿透霧和霾。最終選擇3.5 W 單像素點光源作為外側亮化燈具。

3.2 燈具安裝

在第三層護欄方管的下底面統一安裝道路中分帶及兩側的照明燈。燈具全部安裝在第三層，以此保證道路兩側的光源高度一致，盡量避免在亮燈后干擾駕駛員視線。選擇將燈具安裝在方管下底面，是為了保證建筑物界限不會被燈具破壞，能夠很好地隱蔽線纜和燈具，從而有效提升工程的整體美觀性。使用高強度燕尾絲鉆孔將燈具固定在護欄下方[3]。

在安裝照明燈時應該注意以下事項。（1）因為使用串接的方式連接相連燈具，燈具兩端接頭的接口不同，所以應該按照同一方向安裝所有燈具。在完成安裝工作后，應該保證所有燈光的照射角度相同。（2）在第三層方管護欄的外側安裝亮化燈，燈具之間的間隔為0.5 m，燈具的安裝固定同樣使用高強度燕尾絲。使用與護欄顏色相同的塑料熱縮管和鋁合金線槽保護和隱蔽外漏線纜，同時能夠提升美觀性[4]。

3.3 金屬線槽安裝

該工程使用熱鍍鋅材質的金屬線槽，規格為2 000 mm×200 mm×100 mm。文章在充分考慮現場實際情況的基礎上，確定了以下安裝步驟：（1）橋梁兩側，直接在外側護欄第一層和第二層之間安裝金屬線槽，燈具安裝方便、美觀、隱蔽。在鋼護欄立柱上使用高強度燕尾絲鉆孔完成線槽的安裝固定。（2）中央分隔帶，直接在中央分隔帶鋼護欄中間的下方安裝金屬線槽。這種安裝方案充分考慮了美觀性、隱蔽性、鋼護欄尺寸和結構等因素[5]。（3）在該工程中，結合金屬線槽和中央分隔帶尺寸定制了“幾”字形支架，能夠對金屬線槽起到很好的安裝、固定及支撐作用[6]。

3.4 燈具接線

3.4.1 照明燈具接線方法

該工程中采用五線三相制主干電纜，電壓為380 V。使用350 W 的開關電源給照明燈具供電，每32 盞燈使用一個開關電源。主干電纜上相鄰的開關電源依次使用T 接的方式在A、B、C 三相上取電，保證三相平衡；每組為32 盞燈，在每組燈具的中間位置設置開關電源；以開關電源為中心，沿兩側燈具引出2 根分支電纜，每根分支電纜的中間位置都需要通過兩芯三通接頭，在接頭兩側各有8 盞燈串聯。

3.4.2 亮化燈具接線方法

（1）供電。使用350 W 的開關電源給亮化燈具供電，每90 個亮化燈具使用1 個開關電源供電，主干電纜上開關電源使用T 接方式依次從相線上取電。每組為90 盞燈，在每組燈具的中間位置設置開關電源；以開關電源為中心將每組燈具分為兩段，分支電纜向兩側引出；每段的中間位置分支電纜都需要通過兩芯三接頭，在接頭兩側各有45 盞燈串聯[7]。

（2）控制。亮化燈具需要設置獨立的供電和亮化控制裝置，該工程通過分控器完成亮化燈具的亮化控制。分控器為RJ45 接口設備，分為8 口，使用專用接頭和超五類網線與亮化燈具連接。在該工程中準備了2 個RJ45 接口備用，其余每30 盞燈與1 個RJ45 接口連接。

3.5 高架橋移動吊籃施工

該工程在立交橋的最高層施工，在安裝外側亮化燈具時需要合理利用移動吊籃，移動吊籃施工是該工程最重要的施工安全控制點。首先，工程項目部人員結合相關施工規范和自身施工經驗制定了移動吊籃施工安全規范，這一制度得到了項目總工的批準，并且送到監理單位完成審核，在施工過程中嚴格執行了這一安全制度。其次，該工程一共制作了3 套移動吊籃，在完成制作工序后，項目部邀請各方面人員檢查移動吊籃的安全性，并且在立交橋現場開展了安全試驗，結合試驗結果對不合理之處進行改進[8]。在確保移動吊籃滿足相關要求后才準許使用，并且制定了配套的安全防護措施，為施工人員及周邊其他人員的安全提供了有效保障。

4 低位照明的實施結果

在低位照明工程完成后，該機場立交橋順利恢復通車。結果證明，在機場立交橋中實施低位照明，不但能夠滿足設計文件中的各項技術參數指標要求，如均勻度照度等，而且由于低位照明不需要在橋面立桿，擁有非常好的夜間照明視覺效果，能夠實現燈光不刺眼、溫和舒適的效果，從而帶給駕駛員更好的夜間行車體驗。橋面擁有清晰的護欄輪廓，提升了路面反光標線的清晰程度，并且燈光不會影響周圍的居民和建筑物。另外，將亮化燈安裝在立交橋外側，由于不需要立桿，可以使景觀照明免受路燈照明的影響，從而使景觀擁有更好的觀賞效果，全面實現節約成本、節能降耗、見光不見燈的目標，足以證明低位照明在本次機場立交橋工程中取得了非常好的應用效果，值得進一步推廣和應用。

5 結束語

綜上所述，合理利用低位照明技術能夠解決傳統高位照明不足的問題。現階段低位照明在城市橋梁和公路工程中得到了廣泛應用，相關人員可以在城市高架橋中應用低位照明技術。但是，現階段低位照明在應用場合方面仍然受到一定限制。相關人員應該結合低位照明的特點和工程實際情況合理設計低位照明方案，從選擇燈具類型、選擇燈具安裝方式、明確燈具安裝方法、制定完善的施工保障措施等方面入手，不斷優化低位照明技術，使其能夠被運用在更多的城市照明工程中，能夠滿足城市照明的需求，從而降低資源消耗，使城市變得更加美麗。