嘉绍大桥桥面无线信号覆盖工程设计

章玮

【摘要】 随着我国跨海大桥的建设越来越多，陌生而复杂的建设环境对工程设计提出了重大挑战，大桥的特殊性，造成了工程设计必须全面考虑，统筹兼顾，稍有不慎就很难弥补前期设计的缺陷。本文试从嘉绍大桥桥面的无线信号覆盖设计来探讨一种跨海大桥无线覆盖设计的新思路、新方法。

【关键词】 跨海大桥 嘉绍大桥 无线 信号覆盖 设计

一、引言

近年来，随着我国经济社会的快速发展，大规模的交通干线建设工程：如跨海大桥，正在如火如荼地开展。虽然大桥信号覆盖与高铁沿线信号覆盖在技术设计上具有较高的相似度，但因大桥建设环境更为复杂恶劣、施工作业面狭窄。在无线设计上大桥覆盖比高铁沿线覆盖技术难度更大、施工风险也更高。无线设计阶段就必须考虑如何有效规避施工风险以及如何保护大桥景观效果，与大桥设计融为一体。

二、大桥概况

嘉绍大桥北起海宁尖山围垦区，跨越钱塘江水域，至上虞九六围垦区，全长10.137公里，设计时速100公里，桥面宽40.5米，全线八车道。大桥主航道桥采用技术含量最高的6塔独柱斜拉桥方案，这使主桥长度达2680米，分出5个主通航道，索塔数量、主桥长度规模位居世界第一。项目于2008年12月开工，2013年6月底竣工投产。项目建成将大大缩短杭州湾两岸的时空距离，充分发挥上海龙头辐射作用，推进环杭州湾产业带建设，增强区域竞争力，对长三角经济一体化和产业结构调整升级起到极大的促进作用。

对嘉绍大桥桥面实行移动无线通信信号的全覆盖，不仅能对大桥的客流人员提供良好的无线移动通信服务，同时在嘉绍大桥后期的运营管理中也发挥重大作用，无论是养护管理、路政管理还是交通管理等方面都能提供便捷的无线通信服务。

三、现有桥面无线信号覆盖工程设计

参考已有的跨海大桥无线信号覆盖设计，一般设计天线均安装在龙门架上，但跨海大桥龙门架的设置很不规则，最大间隔在5-6公里左右，根本无法保证3G/4G的信号覆盖。设备安装在水泥箱梁内，线缆通过通风孔与天线相连。但是通风孔的设置有些大桥在箱梁侧面，有些在箱梁底部，线缆通过通风孔后如何与桥面的天线相连接又成了一个难题，而对于钢箱梁桥面（斜拉桥）无线信号覆盖设计在国内还是一个空白。且钢箱梁内无专门通风孔用于设备与天线的线缆走线，传统设计无法应用。

考虑到大桥桥面3G以及后期4G无线信号良好覆盖，基本要求相隔站点在1公里左右。当然也可以通过在桥面架设额外的灯杆类型安装天线，但是无线设备、后备电源一般大桥方不允许安装在桥面，而安装在箱梁内，天线与设备间线缆的连接非常困难。因此必须要结合大桥的建设特点，让桥面无线覆盖系统能充分融合到大桥的设计中变得尤为重要。

四、嘉绍大桥桥面无线覆盖工程设计

嘉绍大桥有水泥箱梁和钢箱梁两种箱梁组成，其中钢箱梁长达2680米，为世界第一。了解嘉绍大桥的建设特点时，发现桥面两侧每隔30-40米安装有一路灯杆，水泥箱梁每隔350米左右两个箱梁有一个伸缩缝。而且结合大桥的照明系统设计，发现大桥照明系统的线缆都会通过伸缩缝，然后通过大桥两侧预设的管道，通到路灯杆内部后连接灯头。钢箱梁上的每根路灯杆底部都会有2个孔与钢箱梁直接连接，照明系统的线缆通过其中一个孔洞与钢箱梁下方的设备相连。通过这个启发，我们考虑大桥的无线信号系统能否利用这些大桥已有的资源设计安装，不仅使得覆盖工程投资费用大大降低，而且能够最大程度保护大桥的景观。

大桥水泥箱梁间每隔350米左右间隔的伸缩缝，满足了站点分布1公里左右的要求，同时配合桥面上每隔30-40米之间路灯杆天线安装。充分利用桥面与桥面之间伸缩缝做为天线与设备间连接线缆的通道，伸缩缝的侧面一般大桥方会布设有挂钩（用于布设大桥方的线缆铺设），设计时可以充分利用此挂钩固定布放的线缆。线缆通过大桥预设的管道通到路灯杆下方，在路灯杆8米出开设一4公分圆孔，用于出线与天线连接。设备机架安装在离伸缩缝最近的箱梁内，安装位置预设一水泥平台用于设备机架的安装固定。

钢箱梁由于没有伸缩缝，对于设备安装位置无限制，而且丰富的路灯杆资源为站间距的要求带来充足的自由度。钢箱梁内路面为凹凸波浪形钢结构，无法直接在地面上安装底座。同时一般大桥方都要求设备不得直接固定在钢箱梁地面（考虑大桥钢箱梁的防锈）。通过多方权衡，在取得大桥方同意后，在箱梁侧壁2公分厚度钢板处打孔，安装了侧固定槽钢支架，槽钢与波浪形地面突出部分接触，将大部分设备重力有效传递到了钢地面，设备机架固定在槽钢上。设备线缆通过钢箱梁内弱电走线架到路灯杆下方，再与路灯杆下方与钢箱梁相通的特性布设线缆，在路灯杆8米出开设一4公分圆孔，用于出线与天线连接。

天线的安装是大桥无线信号覆盖设计的关键，必须保证天线安装的安全性。天线在选型时尽量考虑选择迎风面积小的天线。利用抱箍在路灯杆9米处安装2根天线抱杆。嘉绍大桥的天线安装经过大桥方与路灯杆设计方的多次反复安全论证。若是无法满足的话，对于需使用的路灯杆在安装前进行加固或者加粗壁厚等方案来达到安全性的标准。

嘉绍大桥桥面共建设9个覆盖拉远站点，每站点间隔约1-1.1公里，相邻站点分别位于桥面东西两侧之字型分布，使得桥面无线信号覆盖的均衡。利用小区合并技术，实现大桥全程无缝共小区（零切换）覆盖。同时在靠近嘉兴侧最后一个拉远点耦合入嘉兴基站的信号，以增加切换的准确性和及时性，平稳切换入嘉兴无线信号。

经开通测试，网络各项指标均达到设计要求指标。其中测试结果显示2G信号覆盖电平大于-80dbm覆盖区域占整个桥面的100%，PCCPCH RSCP大于-95 dBm的覆盖区域占整个桥面的100%。

五、总结

大桥桥面无线信号覆盖设计，要充分利用大桥原有设计建设特点，充分与大桥方沟通，对于可利用的资源充分利用。嘉绍大桥桥面无线覆盖工程设备安装从2013年5月13日开工，6月8日完工，比大桥正式通车提前一个月完成，受到了社会各界的普遍好评。

参 考 文 献

[1] 朱东照，汪丁鼎. TD-SCDMA无线网络规划设计与优化. 人民邮电出版社

[2] 刘尧等. 嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥施工图设计第十一卷第二册桥上机电设施. 中交公路规划设计院有限公司

[3] 刘尧等. 嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥施工图设计第十一卷第三册第二分册嘉绍大桥供电设施. 中交公路规划设计院有限公司

[4] 刘尧等. 嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥施工图设计第十一卷第三册第一分册供配电预留预埋. 中交公路规划设计院有限公司

[5] 刘尧等. 嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥施工图设计第十一卷第三册第二分册嘉绍大桥供电设施. 中交公路规划设计院有限公司