关键词：绵阳涪江大桥 桥梁 功能照明 景观照明 护栏灯 照明元素
随着时代的进步，城市发展的具体表现之一是建筑艺术与环境艺术融为一体。作为环境艺术的一部分，城市景观建设受到城市形象需求的影响。桥梁作为城市景观的重要组成部分，与城市景观是相辅相成的关系，其照明设计不仅要满足功能要求，还要与周围建筑的特征和城市环境相匹配[1]。
在桥梁照明中，功能照明主要用于夜间道路的照明，可以扩大视野，引导行车方向，为夜间行车提供安全、舒适的视觉条件，以确保车辆和行人的安全，提高交通效率。景观照明主要用于衬托桥梁的雄伟，并从美学角度表现桥梁的魅力。设计师需要根据桥梁的结构特性，结合点、线、面进行照明设计，通过突出桥拱、桥墩、吊杆、梁体等元素来展现桥梁的舞动之美，通过灯光的照射突出整座桥的轮廓，展现桥梁的宏伟气势和优美风格[2]。
桥梁照明设计首先应该保证桥面的功能照明，然后再考虑桥体的景观照明。文章将以下承式提篮钢箱系杆拱桥——绵阳涪江大桥为例，对桥梁照明设计进行系统介绍。
科技城大道二期涪江大桥项目位于四川省绵广高速跨涪江特大桥上游约1.5km处，起于西岸涪城区，起点里程为K0+000，止于东岸游仙区（石马镇），终点里程为K1+100.614，线路全长100.614m，规划为城市快速路，设计速度为60km/h，按双向6车道设计，两侧设非机动车道、人行道。涪江大桥分为两期建设，本次设计范围为一期工程，里程范围为K0+000—K0+760.614，主线桥梁全长603m，其中涪城侧西岸引桥长2×30+35+30+58+38=221m，跨涪江主桥（下承式提篮钢箱系杆拱桥）长255m，游仙侧东岸引桥长3×34+25=127m。
2.1 设计参数
主线（桥梁）道路属于一级公路兼城市桥梁，功能照明设计参数如下：平均亮度≥2.0cd/m2；平均照度≥30lx（维持值）；照度均匀度≥0.4；标准路段机动车道照明功率密度值≤1.00W/m2（≥6车道）[3]；道路照明配电线路末端电压损失小于额定电压的10%。
2.2 功能照明方案
2.2.1 桥梁护栏灯布置
传统路灯照明存在以下缺陷：①灯杆林立，严重破坏桥梁景观；②诱导性差，存在安全隐患；③眩光太大，干扰居民生活；④桥上灯杆位置、灯杆高度的设计必须结合桥梁结构和桥墩位置，加上各层路灯的叠加作用，使路面亮度不均；⑤桥体在行车时的振动将大大缩短灯具及配电的寿命；⑥维护不方便。
为了不破坏景观的自然性、完整性和协调性，选择采用绿色节能LED光源护栏灯，安装在桥身护栏处。护栏灯照明具有如下优点：①外表简洁美观，与钢管形成整体，不影响白天的美观性；②照明效果好，道路照明均匀，有最佳的光束控制效果和视觉舒适度，眩光得到有效控制，光污染少；③维护维修方便，无须任何其他大型机械配合，只通过简单工具便可轻松实现维修维护；④导向性好；⑤与杆式路灯相比在雷雨季节降低了防雷要求；⑥具备高光效透镜，提供了高光输出。
传统路灯和护栏灯的对比如表1所示。根据上述分析和表1，桥上功能照明使用护栏灯照明方式，护栏灯设置范围为K0+000—K0+760.614，长约760m。
表1 照明方式对比表
主桥功能照明：里程K0+380—K0+635的中央防撞护栏、车行道和两侧非机动车道防撞护栏悬挂单出光10WLED护栏灯，布置间距约1.5m。人行道护栏采用单出光4WLED护栏灯，布置间距约为2m。
引桥功能照明：里程K0+000—K0+215引桥段中央防撞护栏采用双出光13W/13WLED护栏灯，里程K0+047—K0+215引桥段边防撞护栏采用单出光13WLED护栏灯，里程K0+215—K0+380、里程K0+635—K0+760引桥段防撞护栏全部采用双出光13W/13WLED护栏灯，人行道护栏采用单出光4WLED护栏灯。灯具布置间距约2m。
所有护栏灯安装高度约1m，光源需进行专业配光以防止眩光。桥梁道路护栏灯照明方案如表2所示，效果图如图1～图3所示。
2.2.2 辅道照明灯布置
桥梁辅道照明方案如表3所示。在里程K0+000—K0+040科技城大道人行道上双侧对称布置15m八叉九火白玉兰路灯，光源采用300W+200W+2×50W+9×18WLED灯具，路灯纵向间距为40m。里程K0+240—K0+260规划滨江西路采用16m中杆灯，光源采用3×300W半截光型LED灯具，人行道上单侧布置，路灯纵向间距为40m。灯杆中心位置距离车行道路缘石不应小于0.75m。
2.2.3 供配电系统设计
在里程K0+780（12号墩附近）人行道外绿地内设置1台315kVA箱式变电站，为功能照明、桥用电气设备等供电。315kVA箱式变电站引入1路10kV电源供电，外部电源由电力部门提供。
2.2.4 配线选型和敷设
桥上照明配电回路选用YJV-0.6/1kV型交联电缆，在里程K0+635—K0+760人行道下穿镀锌钢管敷设电缆（每侧铺设8根φ80钢管），在主桥防撞护栏处沿挂设的镀锌钢制电缆槽道敷设电缆，在引桥混凝土防撞护栏处沿预埋的镀锌钢管敷设电缆（边防撞墙预埋4根φ50钢管，中央防撞墙预埋3根φ50钢管），电缆接头处应采用穿刺线夹加灌胶盒方式处理。
2.2.5 接地系统设计
配电系统选用TN-S接地方式，接地干线采用随配电电缆敷设方式。除接地干线始端与变压器连接外，桥上设备均需与桥梁接地系统可靠连接。要求系统接地电阻≤4Ω，重复接地电阻≤10Ω。灯具外壳、栏杆、槽道等外露金属可导电部分均应可靠接地。
表2 桥梁道路护栏灯照明方案
注：灯具类型为LED护栏灯。
图1 主桥车行道护栏功能照明效果图
图2 主桥人行道护栏功能照明效果图
图3 引桥功能照明效果图
3.1 设计范围和内容
景观照明设计范围为3号墩—12号墩，长543m（主桥段长255m，引桥段长288m），主拱长282m。主要设计内容包括景观照明灯具布置和供配电系统、电气接线、控制系统设计等。
景观照明设计采用全LED灯具的照明方案，以表现桥梁的简洁大气、庄重雅致。承光载体包括主拱拱身、吊杆、桥梁轮廓、桥墩等。需要在夜空中凸显桥梁结构特征，将桥梁的轮廓、层次、立体形态展示在人们的视野中。
3.2 全桥景观照明灯布置
主拱是体现桥梁夜景特色的重要载体，也是水中的高视点和标志性构造物，故将其作为重点照明对象。根据拱桥结构特点，采用LED洗墙灯照亮拱背、拱侧面和拱顶面，既考虑了行车、行船和行人的观感，也顾及了其他可以看到桥体的视点。
表3 辅道照明方案
注：灯具布置间距为40m。
（1）在每根吊杆底部安装1套投光灯，上下游侧对称布置，由远及近，分别采用300W和200WLED窄光束投光灯，既照明吊杆也照亮拱内顶面。
（2）在主拱上表面（顺桥向）和拱侧面（迎江面）处设置照亮拱背面和拱侧面（迎江面）洗墙灯的预埋件，然后采用60WLED洗墙灯，每米1套连续布置，安装最低点应高于高桥面2.4m。
（3）桥梁悬挑镂空区采用80WLED投光灯照亮，每间隔内设置2套，互成角度照亮镂空间隔，上下游侧对称布置。梁体外侧（迎江面）采用18WLED轮廓灯照亮，每米1套连续布置。
（4）桥墩采用150WLED投光灯照亮迎江面，主桥每桥墩上下游侧迎江面各设有5套，引桥每桥墩上下游侧迎江面各设有2套。
桥梁景观照明灯具布置方案如表4所示。通过控制系统展现的一年四季的景观照明效果如图4～图7所示。
3.3 控制系统设计
照明控制系统采用智能远程控制方式，分为强电智能控制和LED灯具光控制两套系统。强电智能控制采用智能控制模块，LED灯具光控制采用标准DMX512-A协议控制方式。在12号墩附近设置控制主机，整体控制纳入总控，所有灯具均需做到单灯单控。
照明控制系统的开启时段可根据情况设定，系统具备以下功能：①通过手动按钮手动控制；②通过天文时钟自动控制；③通过交互式触摸屏设定场景；④通过无线设备实现移动终端控制；⑤其他设备的时钟可以通过网络时间协议（NTP）与标准时钟服务器同步；⑥配电箱内设手动、自动切换功能，在检修或特殊情况时可采用就地手动控制功能；⑦定时控制器的控制方案、周期时间段等可根据业主要求在现场设定和调整，系统具有开放性。
表4 景观照明方案
注：控制方式为DMX512。
图4 景观照明方案效果图（春天）
图5 景观照明方案效果图（夏天）
图6 景观照明方案效果图（秋天）
图7 景观照明方案效果图（冬天）
需要预留1台主控电脑，通过光纤或4G方式对现场主控编程，实现远程在线控制。与此同时，控制系统具备4G通信功能，可接入更高级总控系统，从而组成多个建（构）筑物联动的控制网络。
3.4 供配电系统设计
景观照明系统供电需从里程K0+780（12号墩附近）的XB1箱变引至2个景观照明工程专用配电箱（分别位于12号墩上下游侧附近）。景观照明灯具供电主要采用YJV-5×10和YJV-5×16电缆，电缆套保护管于槽道内或人行道板下敷设。
桥梁照明是照明科学与桥梁建筑艺术、城市环境的有机结合。桥梁功能照明应该严格执行设计规范要求的照明参数指标，以保证照明对交通的诱导性；桥梁景观照明应注重与桥梁结构特点和城市整体环境相结合，从而实现桥梁照明和景观的有机统一，使其成为城市新的亮丽名片。
参考文献：
[1]何杰.彩虹效果在桥梁夜景照明中的应用[J].光源与照明,2020(1)25-29.
[2]王振祥,漆志军,于群松,等.低位照明技术在山区峡谷悬索桥上的应用[J].公路,2020,65(12):204-207.
[3]中国建筑科学研究院,安徽鲁班建设投资集团有限公司.城市道路照明设计标准:CJJ45—2015[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.
公网安备:11010802022346号