LED 路灯在航空产业区环东干道七京津塘分离式立交桥上照明设计中的应用

李文华，高 杰

(天津市市政工程设计研究院给排水分院，天津 300051)

0 引言

天津航空产业区位于规划临空产业区(航空城)南部，是天津航空城的重要组成部分。

新建环东干道七跨京津塘高速公路分离式立交桥坐落在天津航空产业区内，桥梁建筑面积约9 360 m2，立交桥为分离式立交桥，桥梁北起于规划纬九路路口，以高架分离形式上跨规划纬十路道路，之后连续上跨袁家河、京津塘高速公路、西碱河、环东干道一，南至环东干道二路口落地，桥梁总长1.15 km，该桥梁是架通天津空港航空产业区的道路交通主干道路上的一个重要联结点。

天津市政工程设计研究院设计的空港环东干道七跨京津塘高速公路分离式立交桥照明工程为整个桥梁工程范围内的立交功能照明设计。

1 立交桥的照明设计指导思想

1.1 照明设计指导思想

环东干道七跨京津塘高速公路分离式立交桥的整个桥梁建造范围均位于空港航空区直升机限高区域内，因这一特殊性，要求该立交桥的功能照明除了解决通常立交桥需要解决的夜间交通行车照明，引导行车方向，保障桥面车辆安全行使外，还需严格满足航空区的限高要求。

1.2 照明设计原则

(1)道路照明设计满足CJJ45—2006《城市道路照明设计标准》的各项要求。

(2)立交桥区的照明灯具选用满足航空区限高要求的护栏形式路灯作为功能照明灯具，并与立交桥的周边环境及景观保持协调一致。

2 功能照明设计

2.1 照明方案

航空产业区为新兴航空产业基地，是我市作为新兴生态产业园区示范工业园区之一。按照《天津市区县示范工业园区规划设计导则》中的产业集聚、用地节约、生态环保、高效节能的标准，我们在对园区内道路照明方案设计中，进行了照明灯具及方案的比选工作，比选结果如下。

(1)LED 光源系列与高压钠灯光源的光衰减比较。

钠灯光源工作1 000 h，光衰减值为5%;工作4 000 h，光衰减值为30%～40%;工作5 000 h，光衰减值大于50%。

LED 光源工作1 000 h，光衰减值为零;工作10 000 h，光衰减值为8%～10%(详见图1)。

图1 LED 光源与高压钠灯光源的光衰减比较

(2)使用中的功率变化比较。LED 光源灯具基本上没有功率波动变化，高压钠灯光源灯具会随着使用时间而发生功率上升的(详见图2)。

图2 LED 光源与高压钠灯在使用中的功率变化比较曲线

(3)LED 光源灯具节能性能高，还表现在:LED光源路灯有卓越的电性能、单色性、显色性好;另外，LED 光源路灯通过电流小，电压低，可以节省大量的电缆线材。

基于以上几点，园区内的道路功能照明选用了LED 绿色光源照明灯具。该分离式立交桥的功能照明主要分为:

(1)立交桥上的功能照明，采用大功率LED 功能照明护栏路灯方案;

(2)立交桥的桥两侧外展道路和地面辅路部分的功能照明，采用LED 路灯方案。

2.2 照明设计

(1)环东干道七跨京津塘高速公路立交桥的断面形式为直跨双幅桥，每个单幅桥的桥梁断面布置形式为:0.5 m(外侧桥梁护栏)+0.75 m(检修步道)+15 m(单向机动车道)+0.5 m(内侧桥梁护栏)。该桥梁建在航空产业区航空规划限高范围区域内，根据当地规划部门的航空规划限高要求，以及桥梁横断面情况，在每幅桥的两侧桥梁地袱防撞挡墙上设置低杆LED 功能照明灯，安装方式为地袱防撞挡墙上安装，LED 功能照明灯每套功率为12 W，光源为大功率高效LED 灯，安装间距为2 m 一套。

每幅桥梁的平均照度计算

Eav2=(2×12×90×0.48×0.8)/(15×2)=27.65 lx 功率密度值为:LPD2=(2×12)/15/2=0.8 W/m2。

满足道路照明照度要求和节能标准要求。

(2)立交桥两侧的外展道路部分(京津塘高速公路以北)断面形式为:公路桥两侧的外展道路均为8 m机动车道+3 m 非机动车道+3 m 人行道。根据辅路断面情况，采用在每侧的外展道路的非机动车道的路肩处单侧布置灯杆的形式，灯杆的高度为10 m，灯杆的挑臂为2 m，灯杆的间距约为30 m，每支灯杆配一套灯具，灯具的功率为200 W，光源为LED 灯。

桥梁每侧外展道路的平均照度计算

Eav2=(200×90×0.48×0.8)/(8+3)/30=21 lx，功率密度值为:LPD2=200/(8+3)/30=0.6 W/m2，满足道路照明照度要求和节能标准要求。

1.2.3 LED 功能照明护拦路灯在桥梁上安装

(1)LED 功能照明护栏路灯的安装形式为水泥防撞墙上护栏安装方式，安装详图见图3。

图3 LED 护栏路灯在立交桥梁地袱预埋详图

(2)LED 功能照明护拦路灯特点

a.LED 功能照明护栏路灯的配光曲线能够满足道路照明配光曲线的要求。

b.LED 护栏路灯灯具采用优化处理的二次配光反光罩，光效率高，且能够定向发光而有效控制了灯具的眩光，满足了道路照明对眩光限制阈值增量Ti ＜10 的要求。

c.LED 功能照明护栏路灯使用镀锌钢管作为护栏材料，具备防水、防尘、防撞功能，满足桥梁照明的安装要求。

d.LED 功能照明护栏路灯的灯体采用高压压铸铝成型、硅胶密封材料，防护等级IP66。灯具表面进行静电喷塑处理，满足户外安装灯具的防腐防酸抗碱的性能要求。

3 LED 绿色光源照明的环保节能

(1)LED 光源路灯的功率因数能够达到0.95～0.98，远高于普通高压钠灯的0.85，有效地降低了系统的无功损耗。

(2)LED 光源路灯的电源转换效率能够达到92%以上，高于普通高压钠灯的85%～90%，在能源效率上也有了进一步的提高。

(3)以我们所做的环东干道七跨京津塘高速公路分离式立交桥照明工程中所选用的200 W 的LED 路灯方案为例，在进行方案比选时做了如表1 的能耗对比表。(4)综上所述，可以看出LED 绿色光源路灯，具有低能耗，寿命长，光效高，无辐射，散热好，显色性好，绿色环保等特点，非常适用于园区内道路桥梁功能照明，为航空产业区的道路行驶提供了一个节能环保的照明环境，同时对作为示范工业园区之一的航空产业园区所提出的生态环保、高效节能等高性能标准的实现，有着确实的意义。

表1 LED 路灯与高压纳灯能耗对比

［1］CJJ45—2006 城市道路照明设计标准［S］.北京中国建筑科学研究院，2006

［2］周志敏，纪爱华.大功率LED 照明装置技术参数［M］.北京:电子工业出版社，2011

［3］周志敏，纪爱华.LED 照明与工程设计［M］.北京:人民邮电出版社，2010