城市桥梁夜景照明设计思路探讨_黄文彬

科技创新与应用

2012年9月（中）

科技创新

城市桥梁夜景照明设计思路探讨

黄文彬

（厦门中易城市景观艺术有限公司，福建厦门361000）

摘

要：本文主要探讨城市桥梁夜景照明设计思路，通过设计桥梁亮化景观，结合功能照明和景观照明的设计原则，设计出既把

握桥梁建筑内涵又展示城市文化的桥梁夜景观照明艺术。

关键词：城市桥梁；夜景照明设计；景观；思路城市桥梁夜景照明设计不仅要突出桥梁的美感和艺术性，而且要与桥梁所处周边环境艺术融为一体，这是目前桥梁夜景照明设计的发展趋势及具体表现方式。下面我们就城市桥梁夜景照明的具体设计思路进行探讨。

1首先要做好桥梁夜景项目分析及主题定位

在开展城市桥梁夜景照明设计之前，要仔细分析所要设计的桥梁的位置、功能、周边环境等，以便为设计提供足够的支持。

1.1分析桥梁的地域环境及模拟观察视点要认真、详细地察看所要设计的桥梁坐落在城市的位置，附近的交通干线和道路分布，确认要设计的桥梁是不是位于城市的中央商务区、风景区还是其他功能区；要察看所要设计桥梁的桥体形式，桥体是否美观，桥体量感大不大，桥梁的车行及人行视点；无论桥梁通往城市的哪个方向，都要尽可能地桥梁的夜景照明设计上充分体现桥梁的方向、视点和桥体本身具备的美感。

设计者同样要以行人的视点来察看桥梁的情况，要在位于桥区周围的高大建筑上或人流汇集处作为视点进行全面、系统地观察整个桥梁，包括桥体的结构是否丰富，给设计者的设计空间是否足够，同时还要了解桥梁的防撞栏杆能否满足行人和车行两个视点的照明设计。我们既要能体现桥体的流畅又要表现出一定的艺术韵律。设计者还可以考虑在防撞栏杆上方设计内嵌式护栏路灯的安装，这种设计方式可以很好地规避传统高杆路灯妨碍视野的弱点，创造出日间通透的、简洁的景观效果，如果配以桥腹和桥墩洗墙灯则会产生更丰富的立体的夜景效果。

1.2分析桥梁周围的光环境

设计者要仔细分析所要设计桥梁的周围的光环境，桥梁所在的桥区功能照明均是借由桥梁上的路灯来实现。如果所要设计的桥梁为多INNDVATION 控制器：INNDVATION 控制器是一个控制块语言

配有专用的I/O系统，可编程控制器，是一个基于微处理器CPU 结构，

支持GENIUSBUS （GE 的I/O总线），ISBUS （GE 的传动总线），PROFIBUS ，EGD 等，这些是普通PLC 做不到的，主要完成精轧区主速度控制，活套控制。

HMI 服务器和客户机：HMI 需要的数据库，提供HMI 显示数据的服务。HMI 客户机不分L1、L2，HMI 上的同一幅画面既可以有基础自动化的内容，又可以有过程自动化的内容。主要分布在精卷监控台，精轧操作台，计算机室。

I/O装置：整个系统的通讯网络通过100M 以太网将L1和L2级的各种设备连接起来，使用了多种通信协议。比如：IAINOVATION 控制器之间以及控制器和HMI 之间均使用EGD （Ethnet Global Data ）交换信号，控制器和现场慢速信号之间使用GEFanuc 的Genius 网进行信号交换，控制器和传动之间使用ProfiBus 网进行信号交换。

控制系统工具箱：TOOL BOX 是美国GE 公司开发的功能强大的编程及组态软件，可以对系统进行编程和组态，对系统进行调试和维护，在普通的自动化控制系统中，运用ToolBox 平台，只需打开系统集成的“Graphic Windows ”功能，系统可寻找故障的原因，便于现场的维护。

3梅钢热连轧精轧主速度主要控制功能的实现

在实际控制中，精轧主速度控制主要包括了提供精轧区的速度给定，包括每个机架的点动速度、爬行速度、辊缝标定速度、机架测试速度等。逻辑顺控包括主传动的启动、升降速控制，以及传动故障、允许条件的诊断。机架运行允许方式启动后，可以对机架进行上升/下降速度调节，当机架运行方式有效时，机架将以设定速度值加上速度修正值运行。

机架升降速控制方式：机组穿带后速度控制在保持方式，手动加减速或保持命令优先于自动加速顺控。当带钢尾部在入口机架抛钢后，手动减速或保持命令优先于自动的抛钢减速。另外，当控制轧件终轧温度FTC 功能有效时，人工干预可使FTC 在轧件的未轧制部分失效，直到重新复位FTC 控制。

层，则设计者一般更看重桥梁的上层及中层的设计，因为桥梁的这部分桥体的相对周围的光环境使得其亮度相对较高，而桥梁的引桥部分则相对亮度暗些。一般桥梁的桥体的体量都很庞大，因为桥梁的阴影部分

大型的桥梁所在的桥区环境较通常是整座桥梁的最暗区域。通常来说，

为明亮，所以在整个桥梁的夜景照明设计中，要考虑尽可能隐藏景观照明灯具以起到装饰和美化桥梁的作用。

1.3分析桥梁周围的人文环境

设计者要分析所要设计的桥梁位于城市的哪个功能区，周围建筑数量及风景，地理位置优越与否。要掌握桥梁所在区域在白天的人员流动情况及夜晚的人员流动条件。

1.4夜景照明设计的主题定位结合桥梁主体设计主体、桥型特点和整体效果，桥梁夜景照明设计的主题必须和主体设计相呼应，使得夜间效果能体现出桥梁美感的另一面。

2城市桥梁夜景照明的具体设计2.1城市桥梁夜景照明的设计要点2.1.1塑造桥梁夜景形象

桥梁夜景照明设计的首先要构思，应该依照桥梁的外形及材料设计其在夜晚预想达到的照明效果和营造氛围。在详细分析桥梁的特征和形象内涵的基础上，经由光和影的变动为桥梁重塑与白天明显差异化的新夜景形象。桥梁的夜景规划设计更要考虑桥梁和城市周边景观间的和谐关系。

2.1.2突出桥梁重点

桥梁夜景照明设计的目的要突出桥梁本身重点、突出桥梁夜景的灵魂部分。在深入掌握桥梁的周围环境之后，借用照明手段，充分地突出桥梁的被照主体在周围环境中的地位，并与周围环境照明保持协调。速度微调补偿：对机架速度进行微调补偿。补偿量采用设定基准值

该调整量在抛钢后自动或手动复位，微的百分数形式调整量为+/-10%。

调可以用于在设定有误差引起活套调节饱和的情况下给设定值加上一个校正偏移量。该速度补偿功能在轧制过程中经常用到，根据穿带时机架间的套量来进行微调，提高了穿带的稳定性。

精轧活套控制的功能实现：梅钢热轧生产线使用的活套控制系统，除了具有液压活套固有的响应快及易于操作维护的特点外，在控制上也采取进一步的完善反馈参数的措施。根据活套高度计算的重要参数轧制线高度、通过机架工作辊辊径、支撑辊辊径、等尺寸计算而来的精确计算值，将轧制线高度作为一个固定值所引起的活套高度及套量计算的误差，保证了活套位置的的在实际控制中的精度。

4结束语

高效率生产和轧制产品质量主要取决于关键系统的技术装备水平和控制水平，进行技术改造后的精轧主速度控制系统在生产中运用研究尤其重要。通过应用，梅钢热轧带钢厂精轧机组新技术在热连轧生产中已经取得了效果。

参考文献

[1]赵刚, 杨永立. 轧制过程的计算机控制系统[M]北京:冶金工业出版,2002. [2]袁志学, 王淑平. 塑性变形与轧制原理[M]北京:冶金工业出版,2008.

[3]张向英. 冷连轧带钢机组工艺设计[M]北京:冶金工业出版社,2009. [4]郑申白. 变规格连轧时的速度与秒流量相等法则[J]北京科技大学学报, 2003,(12)556-559.

[5]王军生. 冷连轧动态变规格轧辊速度的动态设定[J]钢铁研究学报, 1999,(7)18.

[6]彭燕华, 刘安平. 现代热连轧机自动厚度控制系统[M]北京:冶金工业出版,2009.

[7]欧阳志勇. 梅钢热连轧精轧机组轧制润滑工艺试验和研究[D]沈阳:东北大学,2008.

作者简介：陈怡（1970，8-），男，汉，本科，轧钢工程师，上海人。

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桥梁主体要选取重点布光，突出关键部位，细化局部照明。桥梁的亮度变化必须自然实现过渡且层次分明，确保夜景照明效果。

2.1.3桥梁夜景表现方法

桥梁夜景照明设计的表现手法主要是空间法和时间法两种。空间法就是通过布置不同类型和照明效果的灯具和光源，取得空间美学立体效果；时间法就是在不同的时段，通过控制不同回路照明灯具的的明灭或强弱，组合出不同的效果。应用时间法可以根据黄昏、夜晚、深夜、一年四季不同背景照明和环境要求创造出具有不同特点的夜景景观效果，也是节约能源的极佳手段。

2.1.4桥梁夜景色彩表现

由于光源不同的光谱分布面造成在不同光源照射下观看照明对象时，其外观色彩会发生变化，所以光源的色调直接会影响物体色彩的表现。这就要求我们必须选择合适显色指数的光源。

目前桥梁夜景照明设计常用的白炽、卤钨和高压钠等灯的灯色偏暖而卤化物灯与高压汞灯则灯表偏冷，显色效果各有优势。依照桥梁的材料和颜色，选取相对灯色合适的光源以强化桥梁的照明效果，制造夜景情调；在桥梁的不同部位使用色彩不同的投光灯，以强调桥梁层次。

建议少用彩色灯光，因为彩色光色彩明艳强烈，在增强一种颜色的同时影响了桥梁其他色调，会感觉色彩点缀失衡。

2.1.5设计要注意节能、环保

桥梁夜景照明设计必须耗用相当的电能。为达到节能、环保的要

灯具和电气设备以外，注意选取绿色节能求，选用光效高的照明光源、

型照明设备，设计时要加入控制灯光系统的设计，因为控制灯光可有效节省电力，依照不同场景分级控来表现桥梁特色；设计灯具要隐蔽，避免产生光污染。

2.1.6眩光的控制

眩光是影响照明质量、干扰行车、航空、行船、影响交通安全的重要因素，应当严格控制。

2.2城市桥梁夜景照明的设计程序2.2.1整体构思首先，夜景照明设计者要仔细分析桥梁的桥体风格和形象特征，了解桥梁主体设计师对于桥梁的设计思路及夜景照明提出的相应要求，依照桥梁结构、桥梁造型、桥梁体量、桥梁外部形式和桥梁对于颜色与材料的反射特征及桥梁的装饰细部要求等方面，确定桥梁主体设计的需要突出和强调的关键部位，把它们放在夜景照明设计的首位；其次，要确定桥梁的照明方法；最后，要选定合适的照明设备。只有这样才能构思出符合要求的桥梁夜景照明设计初步方案。

桥梁夜景照明设计还应考虑桥梁特性，选择防水防尘防腐防高温的且便于维护的高性能灯具和光源，做到便于灯具的安装和日常维护。

2.2.2确定设计标准

所有夜景照明设计都必须符合国家现行规范的强制性要求。桥梁照明亮度的最直接夜景照明标准主要有桥梁路面亮度、桥梁路面亮度分布程度、照明器眩光程度和路灯排列等等。这些设计标准都要经过仔细而周全的设计和供配电系统计算，以确定桥梁夜景达到最标准的夜景照明效果。

2.2.3进行照明试验

针对桥梁重点照明的部位要进行照明效果的试验，选取新技术及新器材，或使用为要设计桥梁特制的用具，进行桥梁现场的夜景照明试验，有些桥梁的夜景照明可以不用试验。

2.2.4确定桥梁的照明灯位

依照桥梁的夜景照明设计的方案要求，在桥梁实地选定照明灯具安装的具体位置，再根据桥梁夜景照明设计的平面、立面图及其他大样图，确定桥梁的不同灯位在实际桥梁安装的可执行性，有时则需要在桥梁上加设一些过渡支架和预埋件。

2.2.5施工图设计

施工图设计主要有负荷计算、电气平面布置图、回路分线图、灯具布置图、供配电系统和控制系统设计等等，还包含所选灯具和光源技术要求。

2.2.6现场施工指导

现场施工特别要注意安全防护与接地。3绍兴袍江大桥夜景照明设计实例分析绍兴袍江大桥座落于美丽的曹娥江上，北临杭湾新区，南接袍江工业区，是连接两岸重要的交通干道，它的建成将缓解周边的过江交通压力，发挥中心城市的辐射和带动作用，带动桥南桥北的共同发展。

3.1项目分析及主题定位

袍江大桥夜景照明设计在综合考虑交通功能照明的需求下，通过夜景照明能突显桥梁结构美感。是对桥梁造型和景观的再创造，其中融入丰富的文化内涵，展现不同层次、不同角度，多彩鲜明的桥梁艺术特

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设计中体现的是“烟雨江南如诗画，长虹飞跨展新颜”的艺术效果，使色。

其庄重中透出轻盈，雄伟中不失秀气，展示江南水乡的丰姿。袍江大桥整体夜景灯光以暖色调为主，通过LED 线光源勾勒桥身，展现出桥身横跨于袍江水上的优美线条。

3.2整体构思

袍江大桥夜景照明设计主要包括桥拱照明、车行道防撞护栏灯照明、人行道栏杆照明、主桥墩泛光照明、桥侧线条灯照和主桥局部点光源照明。

3.2.1桥拱照明主要采用桥拱钢管固定泛光灯具与LED 线条灯结合的照明方式，根据已通过照明方案，高压钠灯对钢管砼拱进行泛光照射, 用LED 线条灯进行桥拱轮廓突出，整体桥梁背景为城乡结合部江边, 背景有一定亮度, 采用低功率高压钠灯照明。

3.2.2车行道防撞护栏照明采用专业护栏灯具对桥面道路做引导性照明。

3.2.3人行道栏杆设置人行道辅助照明，满足夜间人行道与车行道的区分。

3.2.4主桥墩设置局部泛光照明，突出主通航桥墩连接处夜间造型。3.2.5全桥两侧设置LED 线条灯照明, 突出桥梁整体夜间轮廓。3.3供配电系统

所有照明用电负荷按照三级用电负荷设计。整个照明用电负荷为129kW ，其中桥拱部分负荷比较集中，北边负荷为71kW ，南边为58.1kW, 夜景照明需2台箱式变电站，分别设于桥南北引桥侧, 南侧变电站单台容量100kVA, 北边负载71%，南边容量100kVA ，负载率为58%，都有一定余量。变电站由当地电力主管部门完成，计量采用高进高计。

配电采用放射式接线，所有照明配电箱设置于桥下不易接触较隐蔽点，但应易于专业人员检修，配电箱采用双层门结构。

3.4灯具选型

3.4.1所用灯具主要由高光效、低能耗的LED 灯具及高压钠灯组成，所有灯具应采用知名厂家成熟稳定易于维护的产品，应整体美观简洁。

3.4.2在车行道防撞栏杆上方选择内嵌式带防眩格栅的护栏路灯，规避传统高杆路灯妨碍视野的弱点，创造出日间通透的、简洁的景观效果。在人行道护栏立柱内选择LED 小型射灯内置安装透光。

3.4.3泛光照明采用高压钠灯。3.5控制系统

所有照明控制采用PLC 时间控制器，预留外部扩展控制接口，夜景照明可根据平时、周末、重要节假日开放三种场景。夜景照明的远程自动控制通过通讯电缆实现远程自控。

3.6接地防雷

配电采用TN-S 接地系统，正常不带电金属部分全部可靠接地，所有金属附件为热浸镀锌产品。工作接地电阻不大于4欧姆，所有配电箱处PE 线需重复接地，重复接地电阻不大于10欧姆，可采用桥体钢结构基础作为接地体，但不应该破坏桥体结构。

所有灯具安装应不高于桥体所在面的防雷高点，所有正常不带电金属附件需与大桥防雷引下线做可靠连接。

3.7照明设计的新技术和新工艺

选取照明与桥体外装饰融为一体的夜景照明设计手法，灯具外壳的颜色和桥体装饰的材料颜色一致，使桥体灯具与建筑紧密融合。

设计理念中节能与亮化美观同等对待，选择灯具主要是节能、长寿命、安全、光效高的LED 光源。智能控制系统自动控制灯光效果，能够保证灯光同步变换，又有效延长了灯具的使用寿命。

在设计中，考虑光污染所以在选择灯具时尽可能选取耗电低的LED 和冷阴极管等高光效光源，灯具安装尽可能做到内藏式设计，以达到整座桥见光不见灯的景观效果。

4结束语

综上所述，城市桥梁夜景照明设计人员必须准确掌握桥梁夜景照明所需的照明技术和照明知识，还要懂得运用光、影和色等技巧来表现桥梁艺术美感。

参考文献

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