章瑋

【摘要】 隨著我國(guó)跨海大橋的建設(shè)越來(lái)越多，陌生而復(fù)雜的建設(shè)環(huán)境對(duì)工程設(shè)計(jì)提出了重大挑戰(zhàn)，大橋的特殊性，造成了工程設(shè)計(jì)必須全面考慮，統(tǒng)籌兼顧，稍有不慎就很難彌補(bǔ)前期設(shè)計(jì)的缺陷。本文試從嘉紹大橋橋面的無(wú)線信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)來(lái)探討一種跨海大橋無(wú)線覆蓋設(shè)計(jì)的新思路、新方法。

【關(guān)鍵詞】 跨海大橋 嘉紹大橋 無(wú)線 信號(hào)覆蓋 設(shè)計(jì)

一、引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，大規(guī)模的交通干線建設(shè)工程：如跨海大橋，正在如火如荼地開展。雖然大橋信號(hào)覆蓋與高鐵沿線信號(hào)覆蓋在技術(shù)設(shè)計(jì)上具有較高的相似度，但因大橋建設(shè)環(huán)境更為復(fù)雜惡劣、施工作業(yè)面狹窄。在無(wú)線設(shè)計(jì)上大橋覆蓋比高鐵沿線覆蓋技術(shù)難度更大、施工風(fēng)險(xiǎn)也更高。無(wú)線設(shè)計(jì)階段就必須考慮如何有效規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)以及如何保護(hù)大橋景觀效果，與大橋設(shè)計(jì)融為一體。

二、大橋概況

嘉紹大橋北起海寧尖山圍墾區(qū)，跨越錢塘江水域，至上虞九六圍墾區(qū)，全長(zhǎng)10.137公里，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里，橋面寬40.5米，全線八車道。大橋主航道橋采用技術(shù)含量最高的6塔獨(dú)柱斜拉橋方案，這使主橋長(zhǎng)度達(dá)2680米，分出5個(gè)主通航道，索塔數(shù)量、主橋長(zhǎng)度規(guī)模位居世界第一。項(xiàng)目于2008年12月開工，2013年6月底竣工投產(chǎn)。項(xiàng)目建成將大大縮短杭州灣兩岸的時(shí)空距離，充分發(fā)揮上海龍頭輻射作用，推進(jìn)環(huán)杭州灣產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)，增強(qiáng)區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)一體化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)起到極大的促進(jìn)作用。

對(duì)嘉紹大橋橋面實(shí)行移動(dòng)無(wú)線通信信號(hào)的全覆蓋，不僅能對(duì)大橋的客流人員提供良好的無(wú)線移動(dòng)通信服務(wù)，同時(shí)在嘉紹大橋后期的運(yùn)營(yíng)管理中也發(fā)揮重大作用，無(wú)論是養(yǎng)護(hù)管理、路政管理還是交通管理等方面都能提供便捷的無(wú)線通信服務(wù)。

三、現(xiàn)有橋面無(wú)線信號(hào)覆蓋工程設(shè)計(jì)

參考已有的跨海大橋無(wú)線信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)，一般設(shè)計(jì)天線均安裝在龍門架上，但跨海大橋龍門架的設(shè)置很不規(guī)則，最大間隔在5-6公里左右，根本無(wú)法保證3G/4G的信號(hào)覆蓋。設(shè)備安裝在水泥箱梁內(nèi)，線纜通過(guò)通風(fēng)孔與天線相連。但是通風(fēng)孔的設(shè)置有些大橋在箱梁側(cè)面，有些在箱梁底部，線纜通過(guò)通風(fēng)孔后如何與橋面的天線相連接又成了一個(gè)難題，而對(duì)于鋼箱梁橋面（斜拉橋）無(wú)線信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)空白。且鋼箱梁內(nèi)無(wú)專門通風(fēng)孔用于設(shè)備與天線的線纜走線，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)法應(yīng)用。

考慮到大橋橋面3G以及后期4G無(wú)線信號(hào)良好覆蓋，基本要求相隔站點(diǎn)在1公里左右。當(dāng)然也可以通過(guò)在橋面架設(shè)額外的燈桿類型安裝天線，但是無(wú)線設(shè)備、后備電源一般大橋方不允許安裝在橋面，而安裝在箱梁內(nèi)，天線與設(shè)備間線纜的連接非常困難。因此必須要結(jié)合大橋的建設(shè)特點(diǎn)，讓橋面無(wú)線覆蓋系統(tǒng)能充分融合到大橋的設(shè)計(jì)中變得尤為重要。

四、嘉紹大橋橋面無(wú)線覆蓋工程設(shè)計(jì)

嘉紹大橋有水泥箱梁和鋼箱梁兩種箱梁組成，其中鋼箱梁長(zhǎng)達(dá)2680米，為世界第一。了解嘉紹大橋的建設(shè)特點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)橋面兩側(cè)每隔30-40米安裝有一路燈桿，水泥箱梁每隔350米左右兩個(gè)箱梁有一個(gè)伸縮縫。而且結(jié)合大橋的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)大橋照明系統(tǒng)的線纜都會(huì)通過(guò)伸縮縫，然后通過(guò)大橋兩側(cè)預(yù)設(shè)的管道，通到路燈桿內(nèi)部后連接燈頭。鋼箱梁上的每根路燈桿底部都會(huì)有2個(gè)孔與鋼箱梁直接連接，照明系統(tǒng)的線纜通過(guò)其中一個(gè)孔洞與鋼箱梁下方的設(shè)備相連。通過(guò)這個(gè)啟發(fā)，我們考慮大橋的無(wú)線信號(hào)系統(tǒng)能否利用這些大橋已有的資源設(shè)計(jì)安裝，不僅使得覆蓋工程投資費(fèi)用大大降低，而且能夠最大程度保護(hù)大橋的景觀。

大橋水泥箱梁間每隔350米左右間隔的伸縮縫，滿足了站點(diǎn)分布1公里左右的要求，同時(shí)配合橋面上每隔30-40米之間路燈桿天線安裝。充分利用橋面與橋面之間伸縮縫做為天線與設(shè)備間連接線纜的通道，伸縮縫的側(cè)面一般大橋方會(huì)布設(shè)有掛鉤（用于布設(shè)大橋方的線纜鋪設(shè)），設(shè)計(jì)時(shí)可以充分利用此掛鉤固定布放的線纜。線纜通過(guò)大橋預(yù)設(shè)的管道通到路燈桿下方，在路燈桿8米出開設(shè)一4公分圓孔，用于出線與天線連接。設(shè)備機(jī)架安裝在離伸縮縫最近的箱梁內(nèi)，安裝位置預(yù)設(shè)一水泥平臺(tái)用于設(shè)備機(jī)架的安裝固定。

鋼箱梁由于沒有伸縮縫，對(duì)于設(shè)備安裝位置無(wú)限制，而且豐富的路燈桿資源為站間距的要求帶來(lái)充足的自由度。鋼箱梁內(nèi)路面為凹凸波浪形鋼結(jié)構(gòu)，無(wú)法直接在地面上安裝底座。同時(shí)一般大橋方都要求設(shè)備不得直接固定在鋼箱梁地面（考慮大橋鋼箱梁的防銹）。通過(guò)多方權(quán)衡，在取得大橋方同意后，在箱梁側(cè)壁2公分厚度鋼板處打孔，安裝了側(cè)固定槽鋼支架，槽鋼與波浪形地面突出部分接觸，將大部分設(shè)備重力有效傳遞到了鋼地面，設(shè)備機(jī)架固定在槽鋼上。設(shè)備線纜通過(guò)鋼箱梁內(nèi)弱電走線架到路燈桿下方，再與路燈桿下方與鋼箱梁相通的特性布設(shè)線纜，在路燈桿8米出開設(shè)一4公分圓孔，用于出線與天線連接。

天線的安裝是大橋無(wú)線信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，必須保證天線安裝的安全性。天線在選型時(shí)盡量考慮選擇迎風(fēng)面積小的天線。利用抱箍在路燈桿9米處安裝2根天線抱桿。嘉紹大橋的天線安裝經(jīng)過(guò)大橋方與路燈桿設(shè)計(jì)方的多次反復(fù)安全論證。若是無(wú)法滿足的話，對(duì)于需使用的路燈桿在安裝前進(jìn)行加固或者加粗壁厚等方案來(lái)達(dá)到安全性的標(biāo)準(zhǔn)。

嘉紹大橋橋面共建設(shè)9個(gè)覆蓋拉遠(yuǎn)站點(diǎn)，每站點(diǎn)間隔約1-1.1公里，相鄰站點(diǎn)分別位于橋面東西兩側(cè)之字型分布，使得橋面無(wú)線信號(hào)覆蓋的均衡。利用小區(qū)合并技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大橋全程無(wú)縫共小區(qū)（零切換）覆蓋。同時(shí)在靠近嘉興側(cè)最后一個(gè)拉遠(yuǎn)點(diǎn)耦合入嘉興基站的信號(hào)，以增加切換的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，平穩(wěn)切換入嘉興無(wú)線信號(hào)。

經(jīng)開通測(cè)試，網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo)。其中測(cè)試結(jié)果顯示2G信號(hào)覆蓋電平大于-80dbm覆蓋區(qū)域占整個(gè)橋面的100%，PCCPCH RSCP大于-95 dBm的覆蓋區(qū)域占整個(gè)橋面的100%。

五、總結(jié)

大橋橋面無(wú)線信號(hào)覆蓋設(shè)計(jì)，要充分利用大橋原有設(shè)計(jì)建設(shè)特點(diǎn)，充分與大橋方溝通，對(duì)于可利用的資源充分利用。嘉紹大橋橋面無(wú)線覆蓋工程設(shè)備安裝從2013年5月13日開工，6月8日完工，比大橋正式通車提前一個(gè)月完成，受到了社會(huì)各界的普遍好評(píng)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 朱東照，汪丁鼎. TD-SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)與優(yōu)化. 人民郵電出版社

[2] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設(shè)計(jì)第十一卷第二冊(cè)橋上機(jī)電設(shè)施. 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司

[3] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設(shè)計(jì)第十一卷第三冊(cè)第二分冊(cè)嘉紹大橋供電設(shè)施. 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司

[4] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設(shè)計(jì)第十一卷第三冊(cè)第一分冊(cè)供配電預(yù)留預(yù)埋. 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司

[5] 劉堯等. 嘉興至紹興跨江公路通道嘉紹大橋施工圖設(shè)計(jì)第十一卷第三冊(cè)第二分冊(cè)嘉紹大橋供電設(shè)施. 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司