江苏省高速公路综合防雷的设计

江苏省高速公路综合防雷的设计（共5篇）

1.江苏省高速公路综合防雷的设计 篇一

附件：

编号：

防雷工程专业设计/施工协议

甲方：

乙方：（防雷工程专业资质单位名称）

根据《气象灾害防御条例》、《江苏省气象灾害防御条例》、《防雷减灾管理办法》、《防雷工程专业资质管理办法》等法律法规的规定，为落实防雷减灾工作，经甲乙双方协商，就甲方专业防雷工程委托乙方设计、施工，达成如下协议：

一、甲方所建专业防雷工程概况：

工程名称： 工程地点：

工程内容：详见工程设计方案及预算

二、协议期限：

自本协议签订生效之日起至防雷工程竣工验收合格时止。

三、甲方职责：

1、甲方应为乙方提供防雷工程设计、施工必要的图纸和相关资料。

2、甲方应为乙方提供防雷工程设计、施工所需的用电、用水、施工场地等，并有专人在施工现场，协调相关工作。

3、因工程需要涉及到工作环境内其它相关设备或技术的供应商，甲方应负责协调其技术或业务人员按乙方要求在指定时间内进场协助。

4、由于甲方原因造成的返工、停工、窝工，甲方应承担由此而引起的相关费用，工期顺延。

四、乙方职责：

1、乙方负责防雷工程的勘测、设计，设备和材料的购买、加工及安装，并根据防雷工程的实际需要作相应调整。

2、乙方的设计方案和施工材料应符合国家相应的防雷规范要求，工作人员必须具有江苏省气象主管机构核发的资格证，持证上岗。

3、防雷工程竣工时，乙方应邀请当地防雷主管部门并会同甲方工程技术人员共同验收。

4、乙方在施工过程中应当严格加强质量管理和安全生产，如违反相关技术规定和国家关于安全生产、廉洁自律等方面的规定，甲方可向乙方上级主管部门投诉，投诉电话：_____________。

五、工程期限：

本防雷工程项目工程期限为 天，遇雨期或其他不可抗拒原因，工期顺延。

六、工程造价和支付方式：

1、甲方向乙方支付防雷工程各种费用计人民币大写：___________________________（￥_______）。协议签订时，甲方向乙方

甲 方（盖章）：___________________ 乙 方（盖章）：___________________ 代 表（签字）：___________________ 代 表（签字）：_____________________ 电 话：__________________________ 电 话：__________________________ 传 真：__________________________ 传 真：__________________________ 地 址：__________________________ 地 址：__________________________ 邮 编：__________________________ 邮 编：__________________________ 开户行：__________________________ 开户行：__________________________ 账 号：__________________________ 账 号：__________________________

_______年___月___日

______年___月___日

2.江苏省高速公路综合防雷的设计 篇二

高速公路的通信、监控、收费与通风照明系统是一个功能强大的电器、电子系统,简称高速公路机电系统。由于高速公路所涉地域广、距离长、地形复杂,极易受到雷电的干扰和危害。因此,仅靠避雷针防雷已经远远不能满足电子、通信、微电子设备和高速公路通信、监控、收费系统的实际需求。

为了适应这种需要,近年来高速公路机电系统防雷已经发展到综合防雷工程的新阶段。防雷工程是一个系统工程,它包括直击雷的防护、等电位连接措施、屏蔽措施、规范的综合布线、安装防感应雷击的电涌保护器(SPD)、完善合理的接地及公用接地系统六部分组成。因此,我们既要防止直击雷:依靠合格的避雷针(带)系统;也要防止感应雷及雷击电磁脉冲:采用完善的综合防雷手段和安装电涌保护器(SPD)系统。二者有机结合,相互补充,构成一套完整的防雷体系,这就是现代防雷的新理论:综合防雷技术。

2 设计方案依据

高速公路综合防雷在设计时主要采用以下一些标准,供设计时参照。

(1)IEC61024:

《建筑物防雷》;

(2)IEC61312:

《雷电电磁脉冲的防护》;

(3)GB50057-1994:

《建筑物防雷设计规范》(2000年局部修改版本);

(4)GB50174-1993:

《电子计算机机房设计规范》;

(5)GB/T50311-2000:

《建筑与建筑群落综合布线系统工程设计规范》;

(6)YD5078-1998:

《通信工程电源系统防雷技术规范》;

(7)QX3-2000:

《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》。

3 高速公路通信、监控、收费系统的基本组成

(1)监控分中心一般设在高速公路的出、入口处,也有设在管理区间的中心部位。它是管路区间的指挥、调度、控制中心。分中心一般设置有大屏幕监视器墙,并配有多画面切换装置设备、低速录像设备等。配备有计算机网络系统、负责管理各收费站的收费信息、紧急电话的控制、公路出入口及主线路段可变情报板和沿线的F型情报板的控制等。分中心大楼内还有程控交换机系统、综合业务接入系统、UPS供电系统等多种电子设备。

(2)在每个收费站配备有通信系统设备及监控系统设备;收费系统计算机局域网;监视、摄像、记录系统;控制操作台等。

(3)在每个收费亭内配备有收费计算机网络系统工作站专用计算机;收费票据打印机;费额显示器;通行指示灯;车道控制机;自动栏杆;语音提示系统;对讲电话和空调等设备。

(4)在公路沿线及收费站广场设置了多个监控摄像头,将摄像头的视频信号通过光缆、同轴电缆将视频信号或语音信号传到收费站监控室以及监控分中心,以利监控室和监控分中心掌握公路沿线的车辆行驶运行情况,便于指挥调度。

4 高速公路综合防雷原则

高速公路的综合防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度,分别采取相应的防护措施。

(1)在进行综合防雷设计时,应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定期检测、随机维护的原则,进行综合设计及维护。

(2)高速公路综合防雷系统的防雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、共用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。必须坚持预防为主、安全第一的指导方针。

(3)高速公路综合防雷系统应根据所在地区雷暴等级、设备放置在雷电防护区的位置不同,采用不同的防护标准。

5 高速公路建筑物直击雷防护措施

(1)监控分中心大楼一般设置在高速公路的出入端或控制管理区域的中心位置。由于周围地形比较空旷,楼层一般都在三层以上,由于楼内有大量运行的电子、微电子设备,又是整个公路的调度中心,根据《建筑物防雷设计规范》GB50057—94(2000)的规定,监控分中心大楼、收费亭、大型显示屏一般都属于预计雷击次数大于0.06次/年的重要或人员密集的建筑物。因此可定为二级防雷建筑。按滚求法(滚球半径45m)来计算设计直击雷防护避雷针。

(2)为了减少避雷针的维护,防止酸雨对避雷针的腐蚀,应在监控分中心大楼楼顶安装不锈钢避雷针,高度和数量根据滚球法计算器保护范围能覆盖整幢中心大楼的天面和各类天线,使其能有效防止直击雷击以保护大楼和楼顶的各类通信天线的安全。

(3)在公路沿线安装监控摄像头的云台杆顶和收费站广场云台杆顶各安装一套不锈钢避雷针,以保护云台摄像头等设备免遭受直击雷危害。

(4)在高速公路收费站钢架屋顶上和大型室外电子显示屏顶端左右对称各安装一套不锈钢避雷针,以保护收费站钢架屋顶和电子显示屏框架结构免遭受直击雷危害。

(5)防直击雷避雷针的引下线可利用钢结构柱做泄流线,也可以单独用25mm2以上的铜绞线穿镀锌钢管屏蔽,并做绝缘处理,从避雷针尖直接以最短路径入地,以减小泄流时的雷击电磁脉冲辐射而损坏微电子设备和室外大型电子显示屏的编码控制系统。

6 感应雷击及雷击电磁脉冲(LEMP)的防护措施

感应雷击及电磁脉冲(LEMP)所产生的感应电动势通过侵入通道叠加在线路信号上产生瞬间高电压脉冲,击毁各类用电设备和微电子芯片,使设备遭到永久性损坏,因此在实施防雷工程时必须将感应雷击作为重点进行有效的防治。感应雷击的防护应从感应雷击的各个侵入口着手进行,将感应雷击电压、电流在被保护设备的外围引导入地,从而达到保护电子设备的目的。

感应雷击及雷击电磁脉冲(LEMP)侵入的主要通道是:电源供电线路;室内外信号数据传输线;天馈线;进入机房的各种管道、电缆等;地电位反击。

因此,在设计综合防雷时,应从以上通道进行重点防护。同时做好等电位连接和共用接地系统。

6.1 电源系统的防雷措施

在监控分中心大楼的总配电盘上安装一套雷电通流量In≤60KA(波形8/20μs)、标称导通电压Un≤4UC(UC:最大工作电压)、响应时间Ta≤100ns的三相电涌保护器SPD1作为一级保护;在楼层分盘上安装一套雷电通流量In≤40KA(波形8/20μs)、标称导通电压Un≤3UC、响应时间Ta≤50ns的三相电涌保护器SPD2作为二级保护;在UPS电源前安装一套雷电通流量In≤20KA(波形8/20μs)、标称导通电压Un≤2.5UC、响应时间Ta≤50ns的三相电涌保护器SPD3作为三级保护;在UPS电源后或设备前安装一套雷电通流量In≥10KA(波形8/20μs)、标称导通电压Un≤2.2UC、响应时间Ta≤50ns的三相电涌保护器SPD4作为四级精细保护。在强雷区应设SPD1-SPD4四级防护,在多雷区和高雷区可选择SPD1、SPD2和SPD3三级作为电源系统防护选择标准,在少雷区可选择SPD1和SPD3二级作为电源系统防护选择标准。

SPD连接导线应短而直,SPD连接导线不宜大于0.5m,当长度大于0.5m时应当加粗线径。当SPD1- SPD2的线距小于10m、SPD2-SPD3的线距小于5m、SPD3-SPD4的线距小于5m时,应在两SPD间加装退耦装置。为防治SPD老化造成短路,要求SPD安装线路上应有过流保护装置,应选用有劣化显示功能的SPD。

在收费亭内的供电线路上各安装一套雷电通流量In≤20KA(波形8/20μs)、标称导通电压Un≤2.5UC、响应时间Ta≤50ns的单相电涌保护器SPD,保护各亭收费计算机、票据打印机、费额显示器、指示灯、自动栏杆、车道控制器、语音提示系统、对讲机等电源线路安全。

在广场摄像头头部低压电流供电线路两端各安装一只标称导通电压Un≤1.5UC、雷电通流量In≥5KA(波形8/20μs)、响应时间Ta≤50ns的低压电涌保护器SPD,以保护低压电流供电线路安全。

在公路沿线的云台摄像头供电线路配电盘输出端各安装一套雷电通流量In≤40KA(波形10/350μs)、标称导通电压Un≤3UC、响应时间Ta≤50ns的单相电涌保护器SPD1作为一级保护。在直流整流供电设备前安装一套雷电通流量In≥20KA(波形8/20μs)、标称导通电压Un≤2.5UC、响应时间Ta≤50ns的单相电涌保护器SPD2作为二级保护;在摄像头直流供电线路上安装一只标称导通电压Un≤1.5UC、雷电通流量In≥5KA、响应时间Ta≤50ns的单相电涌保护器SPD3以保护摄像头供电线路安全。

在进出高速公路两端和中间的大型电子显示屏电源线路配电盘上各安装一套雷电通流量In≤40KA(波形10/350μs)、标称导通电压Un≤3UC、响应时间Ta≤50ns的三相电涌保护器SPD1作为一级保护;在稳压整流器设备前各安装一套雷电通流量In≥20KA(波形8/20μs)、标称导通电压Un≤2.5UC、响应时间Ta≤50ns的三相电涌保护器SPD2作为二级保护;在整流设备后各安装一只标称导通电压Un≤2.2UC、雷电通流量In≥10KA(波形8/20μs)、响应时间Ta≤50ns的三相电涌保护器SPD3作为三级电源保护。

6.2 视频信号传输线路的防护措施

(1)在广场摄像头到控制中心和收费亭的监控摄像头到控制中心的视频传输电缆两端应安装视频信号SPD各一只,以保护摄像头。

(2)在公路沿线云台的摄像头上各安装一只视频信号电涌保护器以保护摄像头。

6.3 数据信号线的防护措施

(1)在监控中心计算机网络服务器至集线器(HUB)间安装一只数据线SPD,以保护服务器。

(2)在监控中心机房集线器至收费亭的微机间的数据线两端各装一只数据线SPD以保护集线器和收费亭微机。

(3)在电子显示屏的光、电端及编码器之后至控制器两端各安装两个数据线SPD,以保护光、电端机编码器和控制器。

(4)使用含有金属部件的光缆,如供抗拉强度用的加强金属芯、金属挡潮层、防啮齿动物外层或修理维护时使用的金属通信设施等均应可靠接地,应接通光缆沿线的所有接头,再生器等处的挡潮层(金属层),并在光缆长度每一端的终端进行直接埋地。宜在电端机(PCM)出口的数据线上安装数据线电涌保护器。其标称导通电压Un≤1.5UC、雷电通流量In≤5KA(波形8/20μs)、响应时间Ta≤50ns的SPD。

(5)宜在程控电话和紧急电话传输线两端安装程控电话电涌保护器,其标称导通电压Un≤1.5UC、雷电通流量In≥5KA(波形8/20μs)、响应时间Ta≤50ns的SPD。

7 结束语

3.高速公路收费站防雷工程设计 篇三

【关键词】收费站；防雷工程；设计

0.引言

社会经济的进步和发展，给人类衣食住行提供了诸多便利，同时也相应地给现代技术提出新的要求。在雷电防护的领域里，一些新型的防雷工程层出不穷，很多已经不再是传统防雷思想所能解决的问题。随着科技的创新和进步，许多特殊工程及设备出现在防雷的视野里，它要求防雷人有着与时俱进的目光和思维。本文所作的工程设计是一项现代高速路立交桥收费站的防雷工程，其中包括控制中心办公楼及收费岛的雷电防护。不仅涉及传统的建筑物直击雷防护，同时要求防雷电反击和防感应雷设计。具体的设计方案从工程的现场勘察到建（构）筑防雷的分类，再到直击雷防护中接闪器、地网的设计，以及感应雷的防护等，突出了现代有效防止雷电灾害的综合技术思想。

1.具体防雷设计方案

在高速公路收费站的防雷工程中，构筑物外部沿线各收费站、管理中心、特大桥梁都设有许多现代化的通信设施，收费系统、监控系统和告示系统，尤其是有较多的电子设施都设置在空旷野外，其耐雷电过电压的能力十分薄弱，极易遭受雷击的损坏。因此，不仅要做好建（构）筑物雷电防护，而且电子设施防护工作也不容忽视。

2.防雷等级的划分

建筑物年预计雷击次数应按下式确定：N=kNgAe

3.防雷措施

所谓外部防雷就是指直击雷防护措施、防雷电侧击措施。根据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》中的规定：在本工程中建（构）筑物的最大的实际标高为15.3m，并未达到45m，因此外部防雷只需要考虑直击雷防护和防雷电反击两个方面。

3.1 防直击雷措施

防直击雷采取的措施是引导雷云对避雷装置放电，使雷电流迅速流入大地。直击雷防护是雷电防护的基础及必备措施，一般由接闪器、引下线、接地装置三个部分组成。

3.2 接闪器的设置

防直击雷的避雷装置有避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等，对建筑物屋顶易遭受雷击部位，应装避雷针、避雷带、避雷网进行直击防护。

在本工程中收费岛的顶棚为铝合金材料，可以直接作为接闪器使用，因此只需考虑控制中心办公楼的接闪器设置。

（1）高速公路收费站办公楼天面均应敷设避雷针、网、带，用于建筑物直击雷防护。在办公楼天面安装提前放电避雷针一支，提前放电避雷针设计高度为5～8米。利用办公楼天面的板筋焊接成不大于10×10m的钢筋网格。所有的避雷针、网、带均与引下线焊接相连，天面上所有的金属物体及玻璃幕墙金属骨架均应与避雷带、引下线及均压环焊接连通。

（2）同时，建议将监控机房设在办公楼的二楼，尽可能不要将监控机房放在最顶层。

（3）收费岛棚架钢结构柔性连接底座与支撑钢柱（或混凝土柱内对角两条主钢筋）用两条Φ10热镀锌圆钢做跨接等电位处理。同时收费岛棚架各支撑柱基础用-4×40熱镀锌扁钢作闭合环形等电位连接。

（4）收费岛棚架上所有的金属物体，包括铝合金板、金属招牌、金属装饰扣板等应与网架有良好的等电位连接。

3.3 引下线的设置

第二类防雷建筑物引下线不应少于两根，其间距不宜大于18m。控制中心办公楼为钢筋混凝土结构，可利用钢筋混凝土框架中的互联钢筋作为自然引下线。

3.4防雷地网及接地引线的设计

接地装置应优先利用建筑物基础的自然接地体作接地极使用，因此在办公楼及高架桥基础施工时应预留出扁钢，供接地网引线时使用。

当基础自然接地体的接地电阻值达不到要求时，应增加人工接地网。为了降低基础的接地电阻，同时也为了将雷电流均匀地泄放入大地，减少建筑物在被雷击时，由于地面电位梯度过大而容易产生对室内设备高压反击的危险，人工附加地网的结构尽量采用闭合环形的方式设计。

3.5 等电位连接的设计

等电位连接是感应雷防护的基本措施之一，等电位是用连接导线或过电压（电涌）保护器，将在需要防雷空间内的防雷装置与建筑物的金属构架、金属装置、外接导线、电气装置、电信装置的金属外壳等连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位的“法拉第”笼，避免产生由于电位差而引起的反击。

信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统的等电位连接应采用以下两种基本形式的等电位连接网络之一：S型星形结构和M型网形结构。通常，M型等电位连接网络宜用于延伸较大的开环系统，而且在设备之间敷设许多线路和电缆，以及设施和电缆从若干点进入该信息系统。用截面积不小于25mm2的铜缆线把机房内的电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管道、金属屏蔽线槽外壳、电子设备的防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端子等均以最短的距离与等电位连接网络的接地端子作可靠的电气连接。各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。

3.6电源防护设计

（1）在各站区低压配电房内的电源总开关处，在UPS电源室的电源总开关处，在UPS电源的输出端，在收费岛电源开关处，都要安装上合适的电涌保护器。

3.7 摄像头的防护设计

摄像头属于长期暴露在室外的监控设备，极易遭受雷击和雷电波入侵。因此做好直击雷和感应雷至关重要。

（1）摄像头的直击雷防护。在摄像头上方竖一支避雷短针加以保护，避雷短针的引下线敷设在摄像头的支撑杆外。

（2）感应雷防护设计。摄像头的信号线敷设在金属屏蔽管内，且在摄像头端口和监控室端口都应串接信号SPD加以保护。摄像头的电源处配电室前端也应安装电源SPD加以保护。

4.结束语

防雷工程设计是关乎国家财产和人民生命安全的一项重要工作，面对新型的防雷工程层出不穷，很多已经不再是传统防雷思想所能解决的问题，因此在此以实际工程为实例进行设计，旨在提高实际应用能力，同时自己培养与时俱进的目光和思维。此项防雷工程较为综合，其中包括办公楼、收费岛的共用接地系统的设计，办公楼通信监控机房、UPS电源室及各收费岛电子设备接地引线的施工设计，办公楼天面提前放电避雷针的施工设计，办公楼低压配电房、UPS电源室、监控机房设备前端及收费岛的电源浪涌保护器（SPD）的施工设计，摄像头的防护等。 [科]

【参考文献】

[1]林维勇.建筑物防雷设计规范.北京：中国计划出版社，2001.

[2]国家标准.建筑物电子信息系统防雷技术规范.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3]国家标准.电子计算机房设计规范.北京：中国标准出版社，1994.

4.江苏省高速公路综合防雷的设计 篇四

一、服务事项

建（构）筑物防雷施工图纸审查

二、所需材料

（一）建（构）筑物施工图纸1套 ：（业主提供）

（二）建设工程规划许可证及附件、附图。（业主提供）

（三）《防雷施工图纸审查申请表》；（本部门自备）

三、办结时限

5个工作日

四、收费标准

一般项目1.0元/平方米，其中工业厂房0.7元/平方米

结合新建民用建筑修建防空地下室的项目审批事项

一、审批范围

全县城镇规划区域内的结合新建民用建筑修建防空地下室的项目审批

二、审批所需材料

1、结合民用建筑修建防空地下室申请表（一式五份，加盖建设单位公章）

2、项目面积明细表（加盖建设、设计单位公章）

3、发改委项目立项批文、可行性报告批文

4、规划设计方案审查意见

5、总平面图（所有图纸按规范折好）

6、单体首层、标准层及地下室平面图

三、办结时限

法定期限：20个工作日 承诺期限：5个工作日

四、收费依据及标准

按规定修建人防地下室工程的项目，建设单位应在办理相关审批手续前按标准全额向财政部门预缴易地建设费。具体标准按《如东县人防建设经费筹集管理规定》（东防办[2011]25号）执行。

房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查

一、审批范围

全县范围内的二级及以下建筑工程

二、审批所需材料

（1）《岩土工程勘察报告》、《审查报审表》、《江苏省建筑工程施工图设计审查报审表》2份。

（2）勘察设计单位资质证书副本，勘察、设计合同（复印件）各1份。（3）建设工程规划许可证（复印件）1份（由局窗口内部传递）。（4）项目初步设计文件及批复（复印件）1份。

（5）全套施工图设计文件(2份)，审批的建筑红线以及相关设计基础资料等，岩土工程勘察报告（2份），结构计算书（含结构计算软件名称），热工计算书和节能报审表（民用建筑），房地产开发项目的开发意见书，各1份。（6）消防、气象、环保、人防等部门的审查合格的意见（复印件）各1份。

三、办结时限：

建筑单体数量5幢以下5个工作日，5幢以上10幢以下7个工作日，10幢以上20幢以下15个工作日，特殊大型审查项目最多不超过20个工作日。

四、收费标准及依据

收费标准：

（一）一般民用建筑：三级项目，按1.44元/平方米收取；二级项目，按1.66元/平方米收取。

5.济宁市洸府河大桥综合防雷设计 篇五

雷电灾害是十种最严重的自然灾害之一。全球每天约发生800万次雷电, 每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。雷电灾害被国际电工委员会 (IEC) 称为“电子化时代的一大公害”。[1]随着我国经济的快速发展, 基础设施建设进一个高速发展的时期, 桥梁作为跨越江河, 以及解决城市交通的基础设施, 规模和数量也都得到速发展。然而, 桥梁主体结构通常都高于周边建筑遭受雷电破坏的概率较大、破坏的后果也较严重, 因此做好桥梁的防雷是整个桥梁设计中不可缺少的重要一环。济宁市!府河大桥位于济宁市太白楼东路, 该!府河大桥全长1831米, 主桥长600米, 主跨320米, 主塔高77米, 为双塔双索面混合式叠合梁斜拉桥, 桥宽40米, 双向6车道。!府河大桥工程创造了济宁市市政施工建设史上“五个之最”:国内同类型桥梁中最宽、混合型叠合梁结构形式最为独特、国内同类型市政桥梁中支座承载力最大、济宁市政工程单体投资最大、济宁市政工程施工难度最大。鉴于其特殊的社会地位和经济地位, 提出安全可靠、技术先进、经济合理的防雷保护措施。

1 大桥防雷类别确定

1.1 防雷工程现场勘查

府河大桥呈东西向横跨!府河、九九铁路专用线, 新兖铁路上行和下行线等“一河三线”, 与既有铁路呈18度角斜交, 采用钢混叠合结构。大桥位于水路交接处的空旷地带, 且桥下铁路两侧电线的电压高达2.75万伏, 属于雷暴多发地带。大桥设有配电室, 高杆灯照明, 塔顶设计安装航空障碍灯, 这些均未安装防雷装置。

1.2 防雷类别的确定[2]

根据GB50057～2010中建筑物年预计雷击次数公式可计算出大桥的预计年雷击次数N。

式中:N—建筑物年预计雷击次数 (次/a) ;

K—校正系数, !府河大桥取1.5;

Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度 (次/km2/a) ;

Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积 (km2) ;

Td—年平均雷暴日, 济宁市的年平均雷暴日为29.1 (d/a) ;

L—建筑物的长度, !府河大桥全长1831米;

W—建筑物的宽度, 桥宽40米;

H—建筑物的高度, 主塔高77米。

由此可计算得出建筑物年预计落雷次数为0.26次/a, 从而可确定大桥的防雷类别属第二类防雷建筑物。

2 防雷设计方案

现代防雷技术的原则强调全方位防护、综合治理、层层设防, 把防雷看作一个系统工程。根据国家有关规定, 要求在建筑物的内外部各种系统上统一安装防雷装置。结合现场测量数据及大桥自身特点, 需从直击雷和雷电感应两方面进行防雷保护, 即进行综合防雷保护[3]。

2.1 防直击雷设计

大桥防直击雷的主要保护对象是两个77米高的主塔, 为两个主塔均设计两支高度8米的避雷针, 两个主塔南北两侧各一支。避雷针采用圆钢支撑杆支持, 支撑杆由两节直径为20mm和15mm的热镀锌圆钢焊制而成。主塔顶部一圈安装避雷带。现场检测大桥主塔接地符合国家规范标准, 故避雷针、避雷带接地与主桥塔结构主钢筋作多点电气连接, 接地达到国家规范要求。

由于!府河大桥主塔高, 桥体跨度大, 外侧拉索部分不在避雷针保护范围之内, 鉴于国内其他城市大桥防雷经验, 设计将大桥上的主塔斜拉索与桥上所有金属体作等电位连接以防侧击雷[4]。而非斜拉桥处也有可能遇受直击雷, 故设计将大桥上所有路灯的灯杆作为接闪器, 且与防雷装置、主桥、桥台等其他金属体做好电气连接。

2.2 防雷电感应设计

大桥除主体建筑工程之外, 还建有供电系统、照明系统、航空障碍灯等配套工程, 这些系统设备遭雷电感应和电磁感应侵害的可能性很大, 因此对其采取防雷电感应和电磁感应措施也是!府河大桥防雷工程的重点。

2.2.1 供电及照明线路电源系统

大桥设有配电室一间, 在总配电柜内安装通流容量100KA的一级电源避雷器, 以防止雷电浪涌对设备的造成损坏。在分配电箱处安装通流容量40KA的二级电源避雷器。在桥面路灯分配电箱内安装通流容量20KA的三级电源避雷器 (如图2) 。

2.2.2 斜拉桥塔顶航空障碍灯

航空障碍灯安置在两个主塔顶部四角, 共8只, 通过2个UPS供电。虽然航空障碍灯均在避雷针的直击雷保护范围之内, 但为了保证航空障碍灯不受雷电感应的影响, 在各斜拉桥主塔航空障碍灯UPS控制箱处安装通量流为40kA的电源避雷器, 在另外在各航空障碍灯接线处安装通流量为20kA的单相电源避雷器 (如图3) 。

2.3 接地要求

接地是防雷技术最重要的环节, 不管是防直击雷或是雷电感应最终都是把雷电流送入大地, 因此, 没有合理而良好的接地装置是不可靠的防雷的。将!府河大桥全桥各部分连接起来形成统一的接地系统, 即将大桥斜拉索、桥面金属栏杆、照明路灯灯杆等所有金属构件以及防护网与大桥内主钢筋、连续梁内接地钢筋、每个桥墩内接地钢筋、承台桩基的基础钢筋连接成一个自然接地网。这样整个大桥形成了一个电气通路, 能有效地将雷电流经过接地系统引入大地。形成联合接地后, 最终接地电阻小于4Ω。

3 结语

府河大桥是济宁市标志性跨河、跨铁路的大桥, 设计难度大、施工难度高。!府河大桥防雷系统方案汲取了国内外很多桥梁防雷系统的经验, 利用桥梁自身的结构钢筋和金属体 (包括金属灯杆) 作为接闪器、引下线、接地装置, 配合电源系统防雷措施, 形成了一体化的综合防雷系统, 对大桥做到全面防雷保护。大桥投入使用一年来, 今年防雷年检接地效果良好, 为今后此类桥梁防雷工程积累了宝贵经验。

参考文献

[1]IEC61024:1993.Protection of Structures againstLighting[S].

[2]GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].

[3]GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].