1．智慧燈桿規(guī)劃

1）桿件間距設(shè)置分析

替換原則：在本期工程智慧燈桿上掛載的通信基站、公安監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)及一鍵求助4類設(shè)備中，通信基站對(duì)于覆蓋間距要求較高，所以，本期智慧燈桿需求桿距總體上以通信基站的規(guī)劃間距為基礎(chǔ)。

在無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作中，鏈路預(yù)算是評(píng)估無線通信系統(tǒng)覆蓋能力的主要方法，是在通信系統(tǒng)中對(duì)發(fā)送端、通信鏈路、傳播環(huán)境和接收端中所有增益和衰減的核算，估算信號(hào)從發(fā)射端成功傳送到接收端的最遠(yuǎn)距離。圖8-3所示為鏈路預(yù)算示意圖。

2）覆蓋半徑計(jì)算

在本次鏈路預(yù)算中，通信設(shè)備擬采用常用微站設(shè)備（華為Book RRU）結(jié)合道路覆蓋模型參與計(jì)算。華為Book RRU基本參數(shù)如下：發(fā)送功率2x5W；天線增益11dBi，雙極化天線；方向角水平65°，垂直面35°。

根據(jù)本次項(xiàng)目設(shè)備參數(shù)和鏈路預(yù)算參數(shù)，根據(jù)鏈路預(yù)算，在該道路場(chǎng)景下基站覆蓋半徑為190m左右?？紤]小區(qū)切換和重疊區(qū)域15％冗余覆蓋，通信基站站距約為覆蓋半徑的1.8倍，單網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商站間距建議設(shè)置為320m左右。

由于各運(yùn)營(yíng)商之間的設(shè)備必須具備一定的垂直隔離度，單桿只能滿足一到兩家設(shè)備的掛載需求，所以，桿距最優(yōu)為160m左右，如圖8-4所示。

本項(xiàng)目對(duì)道路普通燈桿進(jìn)行“一桿多用”的改造，對(duì)路兩旁建設(shè)在綠化帶里的普通路燈桿，間隔160m左右把原有路燈桿替換成智慧燈桿，共需改造智慧燈桿148根：其中替換8m／6m桿76根（其中整合信號(hào)燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿8根），替換14m／10m桿56根，替換14m對(duì)稱雙臂桿9根（其中整合信號(hào)燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿1根）；另外為滿足電子警察單獨(dú)需求新增7根桿體，不整合路燈功能，具體情況如表8-3所示。

2．各類型智慧燈桿桿體介紹

（1）原雙臂普通路燈桿體與智慧燈桿桿體示意圖如圖8-5所示。

（2）原普通電子警察桿桿體與相應(yīng)智慧燈桿桿體示意圖如圖8-6所示。

（3）原普通信號(hào)燈桿體與智慧燈桿桿體示意圖如圖8-7所示。

3．桿體及桿身細(xì)節(jié)介紹

1）模塊固定方式

設(shè)備可采用滑槽卡扣、自適應(yīng)抱箍、桿頂法蘭盤等固定件安裝，如圖8-8、圖8-9所示。

2）預(yù)留端口封堵設(shè)計(jì)

預(yù)留的進(jìn)線端口為防止雨水的進(jìn)入，必須進(jìn)行封堵。

（1）桿體的滑槽上預(yù)留的端口可開設(shè)螺紋孔，使用可拆卸的堵頭螺絲進(jìn)行封堵，如圖8-10所示。

（2）頂部預(yù)留端口，使用橡膠墊＋蓋板形式進(jìn)行密封，如圖8-11所示。

其中桿體的滑槽式設(shè)計(jì)，掛載設(shè)備可根據(jù)需求自由上下調(diào)節(jié)，設(shè)置安裝高度；桿體和頂部預(yù)留端口，可根據(jù)設(shè)備通過端口需求靈活布線，連接至設(shè)備端。

圖8-12所示為滑槽式設(shè)計(jì)示意圖。

3）桿體內(nèi)部走

智慧燈桿整合了多種功能，電纜、光纜、接地等線路同時(shí)通過桿體內(nèi)部連接至設(shè)備，需要進(jìn)行有效合理的線路空間規(guī)劃設(shè)計(jì)，確保各設(shè)備的正常運(yùn)行，以方便后期的功能擴(kuò)展。

智慧燈桿桿體內(nèi)部進(jìn)行分倉(cāng)設(shè)計(jì)，內(nèi)部分為4個(gè)倉(cāng)體結(jié)構(gòu)，布線管道預(yù)留規(guī)劃清晰。

（1）區(qū)域①供通信、監(jiān)控等設(shè)施電纜布線使用。

（2）區(qū)域②供道路照明燈使用。

（3）區(qū)域④供通信、監(jiān)控等傳輸光纜線纜布線使用。

（4）區(qū)域③供交通信號(hào)燈使用。

圖8-13所示為桿體內(nèi)部分倉(cāng)示意圖。

4）桿體檢修門和特種漆

智慧燈桿桿體的檢修門閉合后與燈桿形狀相同，且具有防盜的鐵鏈裝置；離地2m以下智慧燈桿桿體在外層會(huì)噴上防粘特種漆，以防止廣告粘貼，降低后期的維護(hù)難度。

4．智慧燈桿桿體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案

1）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說明

多功能燈桿基礎(chǔ)根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合實(shí)際土質(zhì)及地基承載力等情況進(jìn)行基礎(chǔ)基底承載力驗(yàn)算、基礎(chǔ)抗拔穩(wěn)定驗(yàn)算、基礎(chǔ)抗傾覆驗(yàn)算，設(shè)計(jì)出相匹配的基礎(chǔ)，使桿體在最大荷載作用下保持安全、穩(wěn)定。

基礎(chǔ)埋深：通過抗傾覆驗(yàn)算，設(shè)計(jì)適量的基礎(chǔ)埋深來控制基礎(chǔ)在彎矩作用下的偏心距，防止基礎(chǔ)出現(xiàn)傾覆破壞。

基礎(chǔ)寬度：通過抗拔穩(wěn)定驗(yàn)算，設(shè)計(jì)適量的基礎(chǔ)寬度來控制基礎(chǔ)及其上覆土的自重，以抵抗基礎(chǔ)拔力，防止基礎(chǔ)被拔出。

基礎(chǔ)板厚度：通過抗沖切驗(yàn)算，對(duì)基礎(chǔ)材料及沖切力的情況設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底板厚度，以防止基礎(chǔ)發(fā)生沖切破壞。

基礎(chǔ)配筋：通過彎矩驗(yàn)算，對(duì)鋼筋材料的屈服值和使用鋼筋數(shù)量情況進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。

2）桿體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案

原路燈桿與智慧燈桿桿體基礎(chǔ)對(duì)比如圖8-14至圖8-16所示。

5．改造智慧燈桿用電需求

1）箱變需求情況

原箱變負(fù)荷情況：原路燈照明工程設(shè)計(jì)，共設(shè)置5個(gè)箱變，總功耗為192.21kW，對(duì)應(yīng)的路燈回路功耗如表8-4所示。

加入原設(shè)計(jì)的其他負(fù)荷預(yù)留（交通監(jiān)控、綠化用電、公交站臺(tái)）約180kW后，情況如表8-5所示。

改造智慧燈桿桿體后箱變負(fù)荷情況：智慧燈桿掛載通信、公安監(jiān)控、廣播等設(shè)施，桿件的照明和交通信號(hào)燈供電保留原設(shè)計(jì)，其他設(shè)備供電擬通過原有箱變改造后引入市電，本次新增功耗為143.76kW，對(duì)應(yīng)的箱變的用電需求如表8-6所示。

改造后的功耗負(fù)荷明細(xì)如表8-7所示。

根據(jù)表8-7可知，改造后箱變負(fù)荷率在85.65％及以下，原設(shè)計(jì)160kVA的箱變?nèi)萘靠梢詽M足新增負(fù)荷要求，無須改變。

2）電纜線徑負(fù)荷情況

A支線桿間連接電纜為5x16m㎡線纜，敷設(shè)了11836m，此線纜最大載流量為79A；B支線桿間連接電纜為5x25mm線纜，敷設(shè)了19075m，此線纜最大截流量為101A；替換智慧燈桿后，原有線纜也可滿足需求，如表8-8所示。

箱變1和箱變2是二期一標(biāo)的設(shè)計(jì)范圍，箱變3、箱變4、箱變5是二期二標(biāo)的設(shè)計(jì)范圍，用線纜的最大載流量來衡量每個(gè)回路的電流數(shù)據(jù)可得，負(fù)載率均為80.54％以下，說明原有線纜滿足改造后的電流需求。

3）電路控制和計(jì)量建議

原照明工程路燈電路控制方式，由箱變控制全路段照明分時(shí)段的開啟和關(guān)閉。改造后智慧燈桿需要24小時(shí)不間斷供電，可通過增加單燈控制器加浪涌保護(hù)器的方案實(shí)現(xiàn)供電安全分路控制。

智慧燈桿桿件從路燈電纜引電，每根路燈增加單燈控制器，對(duì)路燈實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制，其他設(shè)備24小時(shí)不中斷供電；在智慧燈桿上安裝“智能電度表”裝置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)量、傳輸、管理。另外，原路燈設(shè)計(jì)用電為三級(jí)負(fù)荷，為滿足通信用電要求，要求改為二級(jí)負(fù)荷用電。

6．防雷接地設(shè)計(jì)

本期智慧燈桿桿體替換后的防雷接地設(shè)計(jì)和原方案保持一致，具體如下。

（1）變壓器的防雷、接地及等電位連接：箱式變電站的高、低壓線路的輸入輸出側(cè)及道路照明配電箱的輸入側(cè)分別裝設(shè)避雷器。箱式變電站中性點(diǎn)工作接地電阻不大于4Ω，當(dāng)達(dá)不到要求時(shí)需增設(shè)人工接地裝置。變壓器的箱體內(nèi)應(yīng)設(shè)專用接地導(dǎo)體，該接地導(dǎo)體上應(yīng)設(shè)有與接地網(wǎng)相連接的固定端子，其數(shù)量不少于兩個(gè)，并應(yīng)有明顯的接地標(biāo)志。變壓器的高壓配電裝置、低壓配電裝置和金屬支架等均應(yīng)有符合接地技術(shù)條件的接地端子，并與專用接地導(dǎo)體可靠地連接在一起。對(duì)變壓器常態(tài)非等電位部位全部實(shí)現(xiàn)高壓瞬態(tài)等電位連接，包括在變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)分別安裝高壓、低壓避雷器各3只，所有避雷器與中性線、箱式變壓器殼和其他金屬的支撐件共同接地。

（2）采用TN-S接地系統(tǒng)，路燈的防雷接地、路燈燈桿的保護(hù)接地線共用同一接地體，路燈配電線路五芯電纜中的一根電纜作為接地線，桿座砼基礎(chǔ)主配筋及燈桿地腳螺栓在地下部分全部焊連成一個(gè)電氣整體，接地端子引出地面，所有路燈基礎(chǔ)連成一體，形成接地網(wǎng)。本系統(tǒng)銅鐵連接處應(yīng)采用過渡連接端子，若端子難以取得，可在接續(xù)處涂至少3遍瀝青漆防腐。與工作接地網(wǎng)焊連后的總接地電阻宜小于4Ω，高土壤電阻率地區(qū)可放寬至焊連后小于10Ω。在不能滿足要求的情況下，應(yīng)考慮設(shè)專用接地網(wǎng)或人工接地體。

（3）所有設(shè)備外露的可導(dǎo)電部分均應(yīng)與接地干線可靠連接。

7．智慧燈桿傳輸管道及手井設(shè)計(jì)

改造后的智慧燈桿需沿?zé)魲U路徑設(shè)置傳輸管道和手井，用于敷設(shè)機(jī)房至手井及手井之間的連接段的傳輸光纜，共需新增110PVC管約25km，手井270個(gè)，間隔約80m。智慧燈桿桿件傳輸光纜通過新增管道連接至設(shè)備機(jī)房，不占用道路原設(shè)計(jì)傳輸管道。

傳輸管道及手井連接示意圖如圖8-17所示。

智慧燈桿桿件傳輸管道手井尺寸設(shè)計(jì)為500mmx400mm，埋深為1000mm；手井蓋外觀設(shè)計(jì)根據(jù)周邊綠化環(huán)境配置，采用覆土、綠植等美化設(shè)計(jì)，使用標(biāo)樁注明位置。

8．智慧燈桿機(jī)房需求

本工程擬設(shè)置10個(gè)2mx3m的美化設(shè)備機(jī)房，統(tǒng)一放置本路段在智慧燈桿桿體上有需求的后臺(tái)設(shè)備；每個(gè)機(jī)房覆蓋1km左右，具體實(shí)施位置需與規(guī)劃部門協(xié)調(diào)確認(rèn)。

9．設(shè)計(jì)方案總結(jié)

本工程共需改造智慧燈桿148根：其中替換8m／6m桿76根（其中整合信號(hào)燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿8根），替換14m／10m桿56根，替換14m對(duì)稱雙臂桿9根（其中整合信號(hào)燈和照明功能桿8根、整合電子警察和照明功能桿1根）。另外。為滿足電子警察單獨(dú)需求新增7根桿體，不整合路燈功能；新增10個(gè)2mx3m的美化設(shè)備機(jī)房；新增270個(gè)手井（500mmx400mm），新增25km6110 PVC管道連接至設(shè)備機(jī)房，如表8-9所示。

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