毕业设计（论文）校园路灯的结构设计.doc

题 目 院 系 专 业 班 级 学 生 指导教师 年 月 日现在国内的照明路灯大多都是外形相似，造型枯燥，功能简单。路灯其实就是我们生活景观的其中一部分，它除了照明作用外，还可以帮助我们解决生活中遇到的一些问题，例如报警功能，路标作用等等。分析了路灯的灯杆，灯具等零部件的结构特点，和相关国家标准，对路灯灯杆，灯具材料，技术要求等进行了分析，计算了灯杆的抗风，抗压能力，以及必要的简单电路设计和计算。并对灯杆的结构，以及灯杆和灯具的嵌入方式等进行了比较详细的论述。最终给出了一套完整的路灯设计方案并绘制了相应的结构及装配图.关键词： 校园路灯 ， 结构设计 Analysis of the street lamp poles, lamps and other parts of the structure, and the relevant national standards, the lamp, lighting materials, technical requirements are analyzed, calculated the poles of the wind resistance, compressive ability, as well as essential simple circuit design and calculation. And the lamp pole structure, and the lamp post and a lamp embedded mode was described in detail.Now the most domestic lighting lamp is very similar, modelling is boring, the function is simple. Street lamps that our life is actually part of the landscape, it besides illume effect outside, still can help us solve some of the problems in life, such as the alarm functions, road signs function and so on. My topic is in shape improved design and do improvement on the lighting system, change the usual in our life the appearance of the street lamp lighting and lighting, can add alarm clock function, etc. Help people in the face of a difficult time get help, and can be a relatively short time made the place. The light with the problems changing the changes in temperature, give people warm feeling. Beautiful, and use of the street lamp can beautify our city, park, school, the courtyard environment, the design a practical strong street lamp products, make the product better service for the people's life. Key words: The street lamp, structure design目 录第1章 绪 论51.1 选题意义51.2 选题目的61.3 研究思路61.4 发展现状71.5 发展趋势7第章 路灯的基本概念及工作原理82.1 路灯的分类82.2、路灯的安装高度92.2 市场调研92.3 主要零部件介绍112.3.1 灯杆11第3章 路灯灯杆的结构设计123.1 路灯灯杆的结构设计123.1.1 灯杆设计的技术参照要求123.1.2 灯杆设计的技术标准:133.1.3 灯杆设计的技术参数：133.1.4 灯杆设计的技术测试标准：143.1.5 灯杆设计的表面处理153.2 路灯顶杆的材料选择153.3 路灯灯杆的设计计算164章 路灯灯座的结构设计184.1 路灯灯座的结构设计184.2 路灯灯座的材料选择194.3 路灯灯座的设计计算19第5章 路灯灯头的结构设计215.1 路灯灯头的结构设计215.2 路灯灯头的材料选择225.3 路灯灯头的设计计算22第6章 底座256.1 底座概要256.2 底座设计25第7章 路灯的总体及其他部件设计277.1路灯的总体结构设计277.2其他附属部件设计307.2.1立皮线307.2.2 飞保险与分支保险设计317.1.4 镇流器设计317.2 功能实现及特殊情况下的路灯设计321、对特殊地段增设照明设计的标准32总结与展望34参考文献42 第1章 绪 论 1.1 选题意义 现在国内的照明路灯大多都是外形相似，造型枯燥，功能简单。路灯其实就是我们生活景观的其中一部分，它除了照明作用外，还可以帮助我们解决生活中遇到的一些问题，例如报警功能，路标作用等等。我的选题就是在外形上做改良设计和照明方式上进行改良，改变往常我们生活中照明路灯的外形和照明，可以添加报警、时钟功能等。帮助人们在遇到困难的时候得到帮助，并可以再较短的时间内确定地点。灯光随着问题的变化改变冷暖，给人们温馨的感觉。美观、使用的路灯可以美化我们的城市、公园、学校、庭院环境，设计出实用强的路灯产品，让产品更好服务为民的生活。 1.2 选题目的 照明路灯已经是我们生活环境中重要的一部分，为我们生活带来了许多的方便。路灯作为我们生活中的重要产品，它具有着重要的开发研究潜力，但现在的路灯在造型上和功能上都有许多不足的地方，我们可以从照明方式和外形上着手。我主要研究现在都市生活对照明路灯的需求，和对现有的路灯造型分类和分析。另外：对太阳能LED路灯工作原理不同场合对照明路灯的技术和造型要求现有的路灯分类和特点，以及现有路灯的缺陷照明技术在路灯生产中的应用未来照明路灯设计趋势进行了解 1.3 研究思路了解现状和实地考察：根据调查结果，然后进行造型设计。以安全设计为前提，深入研究，人性化、功能多样化、实用性。以人为本、产品造型功能设计为主。对照明路灯和功能设计进行调查问卷、草模制作研究，草图造型设计方案。查看相关文献、杂志、书籍。从外观及色彩，还有功能及安全性这几个方面考虑和方案设计，根据调查结果进行构思最终确定可行方案。实地调查，就以三亚市为调查对象，对其公园、学校、巷间、街道进行现有的路灯分类、分析、调查、收集材料信息，强化我的设计方案。重点访谈，到生产厂家与技术人员进行交流，以求生产技术的要求和注意事项，完善设计，避免技术和生产的失误。拟定多项设计方案，制作模型对多重光源、布光，光距进行研究测试。筛选方案，实验，测试，确定设计方案，完成设计模型和终稿 1.4 发展现状现在国内外生产使用的路灯都大同小异，都普遍使用铝合金和低碳钢，LED照明技术。 1、灯杆材质选用上海宝钢产优质低碳钢Q235A型,钢材的硅含量不高于0.04%,经大型折弯机一次折弯成型,直线度误差不超过0.05%,灯杆的抗风能力按36.9米/秒11级以上设计,抗地震烈度为8级.灯杆焊接方式为自动埋弧焊接,焊接可靠,表面光滑,无明显的气孔、焊瘤、咬边等焊接缺陷,超声波探伤检验,达焊接GBl1345级标准要求. 2、钢杆防腐处理采用内外热镀锌,镀锌工艺过程经过酸洗、热镀锌、水洗、磷化、钝化等过程,镀锌层表面光滑美观 3、透光罩采用曲面高强度钢化玻璃,耐高温200以上,透光率高,耐冲击 4、反射器、钢化玻璃罩以及灯座用密封胶粘成一体,组成内换泡结构,具有良好的密封性能,密封圈耐高温250以上,密封程度达IP66. 5、灯体、灯盖采用铝合金压铸,表面经静电喷塑处理,结构轻巧耐腐蚀.灯具外壳防腐蚀性能级; 2、反射器采用高纯铝压制成型,经阳极氧化电化学抛光处理,具有光学性能稳定,反射率高的特点. 1.5 发展趋势 为了满足城市道路照明设计标准,传统的道路照明灯具往往采用耗电200瓦以上含水银的灯泡。相比之下,到2009年,市场上发光二极管(LED)的光学效率已经超过了100lm/W,这意味着采用LED作光源的路灯,其耗电量将会大大的减少。由于LED的超长寿命、不含汞和节能的特性,采用LED作光源的路灯来取代传统的LPS(低压钠灯)或MH(金属卤化物灯)是很好的选择。目前,LED路灯在世界上各个国家都进行了测试。为了解决能源紧缺和温室气体的排放问题,LED路灯在一些地方已经实用化,其中中国、北美以及欧洲的一些地区和都市的政府进行了积极的推广。 由于市场上出厂的LED大部分都是呈郎伯型(Lambertian distribution)分布,中心光强比较强,而且是对称的圆形光斑分布,不能直接用于道路照明。为了满足城市道路照明设计标准,LED路灯需要进行二次光学设计,以产生一个长方形、均匀分布的光斑,其配光曲线需要呈蝙蝠翼的形状。另外,光学设计的好坏直接决定了LED路灯的效率,有的LED路灯加上了设计不好的二次透镜之后,有些光在透镜里面多次反射后损耗掉了或者是不能配到有效的区域,有些二次透镜虽然光斑形状和均匀度都可以,但出光效率却降低了将近一半。还有,光学设计的好坏也均定了LED路灯有无眩光,有的设计得不好的透镜,虽然也可以产生一个长方形、均匀分布的光斑,配光曲线也可以呈蝙蝠翼,但由于没有采用截光设计,导致沿道路方向7590范围的出射光还是很多,这样就会给远处的车辆或行人造成眩光。 好的光学设计应充分利用LED光源面积小这一优点,充分考虑光的利用率,将所有从LED芯片发出的光都分配到路面上,形成一个均匀度好、无眩光、配光曲线呈蝙蝠翼的光斑。本文将基于这些因素来探讨LED道路照明系统的光学系统设计及发展趋势。 第章 路灯的基本概念及工作原理 2.1 路灯的分类1、按路灯高度分：高杆路灯、道路灯、庭院灯。 2、按路灯灯杆材质分：钢质路灯与不锈钢路灯。 3、按路灯光源分：钠灯路灯、LED路灯、节能路灯。 4、按造型分：景观灯、单臂路灯，双臂路灯。 5、按供电方式分：市电路灯与太阳能路灯、风光互补路灯6、 路灯通常按发出光线的形状来划分种类。具体划分方法,国际照 明委员会（CIE）建议按投射、扩展、控制 3项内容进行。投射。表示灯具发出的光线沿道路纵向的扩散程度,分为短、中、长3种。扩展。表示灯具发出的光线在道路横向的扩散程度，分为窄、一般、宽 3种。控制。表示灯具控制眩光的程度，分为有限、中等、严格3种。 7路灯的安装方式有托架式、高挑式、直杆式、悬索式和吸壁式等几种路灯按路灯光源可分为：钠灯路灯，LED路灯，节能路灯。8 开放式分: 路灯，庭院灯，景观灯，道路灯，高杆灯路灯，2.2、路灯的安装高度1、灯具安装高度，同一街道灯具安装高度必须一致（发光中心到地面高度）。小弯灯 一米灯 5-6米普通街道长臂灯和吊灯6.5-7.5米快车道弧型灯不低于8米慢车道弧型灯 不低于6.5米 2、特殊灯型根据设计要求安装，灯的高度在致相当于需要被照明马路的宽度。只在一侧照明时 HL 在两侧照明时 HL/2 其中，H：灯具安装高度（米） L：路宽路灯灯头采用铝合金压铸成型，可以有效的散热和防水、防尘。灯具表面进行了耐紫外线抗腐蚀处理，整体灯具达到IP65标准； 2.2 市场调研道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野。成为目前世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。我国LED照明产业可谓产业热、市场冷。LED照明企业发展迅速，但是规模小、质量参差不齐、无统一标准、性能不稳定、互换性差、价格高、产业链不完整等，这是制约LED户外照明发展的因素。 中国的照明产业经过了50多年的发展，已经逐步形成了以白炽灯、荧光灯等传统灯具为主体的照明市场。根据国家发改委等部门公布的半导体照明节能产业发展意见，到2015年，半导体照明节能产业产值年均增长率在30%左右，功能性照明达到20%左右。随着LED芯片性价比的提高，以及综合配光设计、控制设计、散热设计、灯具设计、动力设计等因素、面向不同光环境应用特点的各类半导体照明解决方案体系的完善与成熟，半导体照明已经越来越多的渗透进传统照明领域，逐渐得到广泛的应用和推广。从半导体照明的各个细分市场来看，由于用户群体和应用特点的不同也存在不同的市场特性。其中户外照明市场主要包括LED路灯市场、LED隧道灯市场等，并由于其应用的特殊性而得到了政府、交通等公共事业部门的大力鼓励和支持，是半导体照明最早渗透进传统照明领域的市场。由于公共交通能耗的逐步攀升，政府近几年来开始大力推动半导体照明示范工程的建设，通过提供政府补贴等优惠政策，推动LED路灯和LED隧道灯的普及。预计2008-2013年间，LED路灯将保持年均100%以上的增长速度，到2013年LED路灯市场规模将达到106.63亿元。在LED隧道灯市场上，预计2008-2013年间，LED隧道灯将快速增长，到2013年LED隧道灯市场规模将达到20.57亿。 我国LED照明相关企业3000多家，应用企业超过2000家，上规模的封装企业约600多家，外延以及芯片企业有42家。这足以说明我国LED照明企业已形成一定规模。随着LED照明产业的发展，2010年我国LED照明产值达1500亿元以上，无疑这成为LED户外照明企业的香饽饽。而众多不知名小企业也如雨后春笋般加入研发生产，同时导致了整个LED产业的恶性竞争。国内LED照明产业存在三大问题：产业过热、产品质量参差不齐、产品研发和推广的偏差。我国LED户外照明发展的关键不仅在于技术的突破，还应明确认识LED照明产业的整体发展，让LED照明市场进入规范化。总体来说，我国老百姓对LED的认知还很低。虽然环保意识有所加强，但对此绿色能源产品认识度不高。LED户外照明发展时间短，产品成熟度还不够稳定，同时还缺少品牌支持等，这都成为LED户外照明产品发展的制约条件。不过，由于我国政府大力提倡环保节能产品的应用，并且加快城镇化建设，LED户外照明将会进入快速的发展时期。以市场来看，中国现为全球最大LED户外照明市场，预估2011年LED路灯将成长至40万盏，占全球照明市场的46%。 2.3 主要零部件介绍2.3.1 灯杆路灯的灯杆主要分为以下几种:1、不锈钢灯杆，我国采取的方式是进行热镀锌表面处理，热镀锌符合国际标准的产品寿命可以达到15年。否则远远达不到。 2、铁质灯杆：我国大部分是这种灯杆，只是表面做一下喷涂（刷漆或喷粉处理），寿命是35年。 3、铝合金灯杆：高强度铝合金制造，不仅人性化地保护了人员安全，而且强度高，不需要任何表面处理也有超过50年的耐腐蚀性，而且非常美观。看起来更加高档。 中国现状： 中国目前现状是铁质灯杆占市场大部分份额，铝合金灯杆大部分出口至国外。特别是发达国家。1 2.3.2 配电系统电力系统中从降压配电变电站（高压配电变电站）出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统可划分为高压配电系统、中压配电系统和低压配电系统三部分。 由于配电系统作为电力系统的最后一个环节直接面向终端用户，它的完善与否直接关系着广大用户的用电可靠性和用电质量， 因而在电力系统中具有重要的地位。 我国配电系统的电压等级，根据城市电网规划设计导则的规定，220kV及其以上电压为输电系统，35、63、110kV为高压配电系统，10、6kV为中压配电系统，380、220V为低压配电系统。第3章 路灯灯杆的结构设计 3.1 路灯灯杆的结构设计3.1.1 灯杆设计的技术参照要求1.主体杆采用一次成型，钢杆(Q235)焊缝须平整光滑，整根杆体焊缝凸起的部分与本杆体平整误差应不大于±1mm。灯杆焊接方式为自动亚弧焊接，着色探伤检验达焊接国际GB/T3323-1989111标准要求。灯杆套接方式采用穿钉加顶丝固定。2、灯杆防腐处理为热镀锌，。镀锌层表面光滑美观，光泽一致。无皱皮、流坠及锌瘤、起皮、斑点、阴阳面缺陷存在，锌层厚度达到85um以上，镀锌层附着力应符合GB2694-98标准，保证8年不褪色，灯杆的抗风能力按36.9米/秒设计。灯杆防腐寿命大于20年。3.灯杆表面喷塑厚度100um，附着力达到GB9286-880级，表面光滑：硬度2H，采用室外耐候性材料，喷塑材料为全聚酯塑粉。4.灯杆工艺和验收标准按国家标准执行。设计系数1.8。灯杆的设计寿命大于20年。5.灯杆设计应便于导线穿接，手孔门采用背包门形式。杆门必须平整光滑，与本杆平整误差不大于±1mm，相同灯杆门与门互换性要好，达到防盗防雨要求。杆门切割后局部做加强处理，基本达到原整体杆的强度。6.外观颜色:按业主指定色彩。(效果图色)灯杆三维立体图3.1.2 灯杆设计的技术标准: 执行标准1、GB2694-88 热浸镀锌体镀锌质量2、GB10854-89 钢结构焊接外形尺寸3、GB77-88 碳素结构钢4、GB1591-93 低合众结构钢技术条们5、GB2519-88 热连轧钢板含带钢品种6、DL/T646-98 输电线路钢管杆制造技术条件7、AASHT01994 灯杆、高杆、交通信号杆3.1.3 灯杆设计的技术参数：1、锥度：12：10002、直线度偏差：<0.2%3、长度偏差：<+5nlm4、对边距偏差：+2mm5、灯体扭曲度：<5°6、杆体直线度：<1mm7、弯臂扭曲度：<2°8、弯臂部分对边距偏差：<15°9、法兰盘与杆体垂直度偏差：<1°10、法兰焊接位置偏差:<2mm11、镀锌层厚度：85um12、灯杆表面喷塑厚度：100um13、设计系数：1.814、抗风速：36.9m/s 3.1.4 灯杆设计的技术测试标准： 1、附着力测试，十字化痕以特制粘胶带垂直粘12次无剥落。 2、镀锌层厚度测试：任取30点，取算术平均值大于86um。 3、耐盐雾试验：5%Nacl、35°C、96小时无黄锈。 4、镀锌层厚度均匀性测试，硫酸铜浸渍法测试6次无挂铜现象。1、灯杆材质选用上海宝钢产优质低碳钢Q235A型，钢材的硅含量不高于0.04%，经大型折弯机一次折弯成型，直线度误差不超过0.05%，灯杆的抗风能力按36.9米/秒11级以上设计，抗地震烈度为8级。 2、杆体总高X米，上口径为Xmm，下口径为Xmm，壁厚Xmm。灯杆底部带有法兰盘，法兰盘安装孔距为ØX，通过地脚螺栓安装在基础上。（X为用户设定的参数，或由公司按常规配置） 3、灯杆焊接方式为自动埋弧焊接，焊接可靠，表面光滑，无明显的气孔、焊瘤、咬边等焊接缺陷，超声波探伤检验，达焊接GBl1345级标准要求。 钢杆防腐处理采用内外热镀锌，镀锌工艺过程经过酸洗、热镀锌、水洗、磷化、钝化等过程，镀锌层表面光滑美观，光泽一致，无皱皮、流坠及锌瘤、起皮、斑点、阴阳面等缺陷存在，锌层厚度达到 86um以上，符合国家标准GB/T13912-92，镀锌层附着力符合GB2694-88的要求，防腐寿命大于30年。 5、灯杆热镀锌后进行静电喷塑（颜色可选择），喷塑前先磨砂以增加附着力，喷塑过程中严格控制固化时间和温度，保证塑层均匀、光滑、无气孔。喷塑层厚度1Ooum，附着力达到GB9286-880级，表面光滑，硬度2H3.1.5 灯杆设计的表面处理 该系列产品采用静电涂装新技术，以FP专业建材涂料为主，可以满足客户对产品表面色彩及环境协调一致的要求，同时产品自洁性高、抗蚀性强，耐老化，适用于任何气候环境。加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装，使产品性能大大提高，达到了最严格的AAMA2605.2005的要求，其它指标均已达到或超过GB的相关要求。 3.2 路灯顶杆的材料选择1选用陶瓷材料陶瓷材料是金属和高聚物以外的无机非金属材料通称，是用天然人工合成的粉状化合物，经成型和高温烧结而制成的多晶固体材料。2性能特点1）硬性是各种材料中最高的；（陶瓷 1000-5000HV）2）刚度是各类材料中最高的；3）强度，理论强度很高；4）热膨胀性好；5）化学性能稳定；6）其他，耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀。 3.3 路灯灯杆的设计计算在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下： 灯杆高度= 5m设计选取灯杆底部焊缝宽度 = 4mm灯杆底部外径= 168mm 焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ = 5000+（168+6）/tan16o× Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数，F = 1.3×730 = 949N。所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = ×（3r23r23）。 上式中，r是圆环内径，是圆环宽度。破坏面抵抗矩W = ×（3r23r23） =×（3×842×43×84×4243）= 88768mm3 =88.768×106 m3 风荷载在破坏面上作用矩引起的应力= M/W = 1466/（88.768×106）=16.5×106pa =16.5 Mpa215Mpa 其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。 所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。 4章 路灯灯座的结构设计 4.1 路灯灯座的结构设计图41结构简单、易于安装的灯座，其包括灯座外壳、座体和开关、两个导电接线柱、两个电极连接铜片、两个电极，灯座外壳与座体通过螺纹相连接，电极置于座体的沉孔内，电极连接铜片也插入前述座体的沉孔内，开关放于座体中并架于两电极连接铜片间的横片上并穿出座体，所述灯座还包括有一个一端有钩的座盖，座体上还有与钩相应的*口，二者住后用手轻按座盖另一侧，用螺钉固定即可完成安装而不用费太多力气。一种灯座头结构，用以安装一灯泡，并适于与一灯杯连接，其特征在于，所述灯座头结构包括： 一壳体，具有一灯座头安装孔、两线材安装孔、及至少一嵌槽，所述灯泡配置于所述灯座头的安装孔上； 两弹性导片，配置于所述壳体内，其中每一所述弹性导片的一端与所述灯泡电性连接，且每一所述弹性导片的另一端分别对应于所述线材安装孔 ；以及 一固定片，用以连接所述壳体及所述灯杯，所述固定片具有至少一凸轨及一灯头安装孔 ，所述凸轨嵌组于所述壳体的所述嵌槽 上，且所述灯头安装孔具有螺纹，适于以螺锁的方式与所述灯杯连接，而用以提供所述灯泡电源的一电源线，贯穿所述灯头安装孔且所述电源线 的两极分别迫入所述些线材安装孔中，并与所述弹性导片电性连接。 4.2 路灯灯座的材料选择1选用陶瓷材料陶瓷材料是金属和高聚物以外的无机非金属材料通称，是用天然人工合成的粉状化合物，经成型和高温烧结而制成的多晶固体材料。2性能特点1）硬性是各种材料中最高的；（陶瓷 1000-5000HV）2）刚度是各类材料中最高的；3）强度，理论强度很高；4）热膨胀性好；5）化学性能稳定；6）其他，耐高温，耐火，不可燃烧，抗蚀。4.3 路灯灯座的设计计算4.3.1技术性能工作电压；AC220V控制功率：=40W;联控式：当环境亮度小于10lux时开灯，当环境亮度大于20lux时关灯；防闪电干扰：环境亮度大于20lux，而且持续时间大于10lux分钟后才会关灯；其他：功耗=0.1W，直径86*45mm，重量为50g.依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。 2）焊缝所在面的计算 焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ = 5000+（168+6）/tan16o× Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。 第5章 路灯灯头的结构设计5.1 路灯灯头的结构设计1、灯具应牢固端正，谢绝有松动，歪斜现象。2、灯罩应完整无损，没有破碎。3、搪瓷灯伞锈蚀，变形者应更换。4、灯具反光镜面失效，应更换。5、灯具反光镜在运输，安装过程中不应损坏或变形，灯罩应加胶圈，擦试明亮，灯口是瓷的破碎露铜时，应予调换。6、灯具、灯身不能弯曲，各部分固定螺丝需加弹簧眼线紧好，谢绝松动。7、铸铁灯头有裂纹，掉块不能使用，没有胶皮堵头者，应加胶皮堵头。8、灯身抱箍要适合电杆，装置服贴不应过长。9、灯身的透明罩和反光镜检修时应清扫擦拭干净，现场无法清扫的应更换。10、透明罩的扣环应完整好用，防止掉罩应用可靠挂勾。11、灯具防尘毡条要齐全，不齐的要修换。12、灯坨与灯管法兰盘必须配套不得有裂纹和伤痕，螺丝要齐全，螺栓长度应能穿透灯坨法兰盘。13、一个灯具适用不同规范的灯泡时，应将灯口固定点调整到与灯泡容量相同的位置，得到最佳配光曲线。14、各种铁件均无严重锈蚀或裂缝、伤痕等情况漆皮脱落锈蚀应除锈刷漆或镀锌。15、封闭灯具的灯头引线，应采用耐热绝缘管保护（石棉管或瓷管）。5.2 路灯灯头的材料选择灯具由3MM厚的铝板焊接而成，灯体的外型尺寸为400*400MM H=5M，米黄色云石透光灯罩，紧固件螺钉,螺母为不锈钢,防护等及IP65,(灯具供应商需配灯具基础预埋件)灯体为砂黑色,灯杆高5米,铝制压铸灯头,灯杆为3MM厚直径200MM热锓锌圆钢管，紧固件螺钉,螺母为不锈钢,防护等及IP65,(灯具供应商需配灯具基础预埋件)灯体为砂黑色,灯高5米,5.3 路灯灯头的设计计算1、光源选择：a、低压钠灯，高压钠灯为首选，钠灯光色透光率高，提供给人，车辆较好的照度。b、高低压荧光灯c、金卤灯2、从距高比和相适应的光源来初选单只灯的功率：a、工厂一般选钠灯和荧光灯，灯功率宜在100W250W之间b、路灯支线，低压钠和高压钠灯，灯功率宜在150400W之间c、干线，宜选高压钠灯，灯功率宜在，250W400W之间 灯功率W/H400W250W125W距离/灯高 10.130.150.1820.1850.2150.2430.210.2320.2840.2140.2450.28550.220.250.2960.2250.2550.33、求照度：a、照度公式：N：路灯排列方式值，单排为1，对排为”2”，交错为”2”：一个照明器的光通量V：利用系数：光损失系数<0.60.7>S：路灯间距<M>W：道路宽度b、关于利用系数见附表路灯利用系数较低<见表>C、路灯利用系数是通过试验得到的一般宜选低值容器中的状态：色泽均匀，疏松无结块2、筛余物（88um%）: <0.53、固化条件：180-200±2 °C 10-20分钟4、外观：平整光滑，允许有轻微防桔皮皱5、涂膜厚度：100um图526、颜色：符合供需双方确定的标准色板及允许偏色范围7、光泽：高光85% 、半光51-84% 、平光50-15% 、无光<14%8、冲击强度：50kg/c9、铅笔硬度2H(无划伤)10、附着力（划格法）：0级11、弯曲试验（锥形轴）：3mm通过12、杯突试验6mm5.4 分离式灯杆与灯座的插接导电结构是一种分离式灯杆与灯座的插接导电结构，是由固设于地面的灯座、套设于灯座外围的套筒、以及最外围的灯杆组成；藉由灯座外缘与套筒内环皆呈由下往上渐缩的推拔结构，以提供灯座可紧密贴合于套筒内缘；又灯座外缘设一卡制环，且套筒与灯杆对合卡制环的部位，分别于环面上设有侧让孔与螺孔，以提供螺栓可由灯杆的螺孔中穿入，并穿过套筒的侧让孔，而凸伸入灯座的卡制环内，藉以将灯杆限位于灯座上；另配合套筒顶中央设有一供插座套设固接的定位孔，以提供位于灯杆内部的插接头可预先插入插座，据以形成通电的状态。第6章 底座6.1 底座概要路灯底座是由路灯的一个装饰物来的，是用在景观灯或者是中华灯等大型户外照明上。有的直接在底座上打孔，那种是不用法兰。有的是套在法兰上，底座款式多样，材料一般有铸铝和铸铁的。铸铁和铸铝的加工的时候都需要做模具的。成型后，还需要对其焊接口进行打磨，然后进行渡锌进行防腐处理。底座上一般有花纹进行装饰。6.2 底座设计挖土，支模，（若觉得强度不够可加钢筋）预埋电线管，浇完混凝土后穿电缆电缆敷设工程，路灯底座基础混凝土C25的应该借用土建定额中的零星现浇砼相关的定额子目。图61设计过程如下：1、电缆敷设工程，路灯底座基础混凝土C25，按独立基础套定额；2、路灯基础有以下几项：（1）挖土方，挖深超过0.3米，要计挖土方；（2）回填土；（3）混凝土垫层及模板；（4）独立基础混凝土及模板；（5）钢筋；（6）预埋件或预埋螺栓；建定额中可以套小型构件的定额子目，也可以套基础的定额子目 敷设工程，路灯底座基 础混凝土C25的应该借用土建定额中的零星现浇砼相关的定额子目。如图所示：图62第7章 路灯的总体及其他部件设计图717.1路灯的总体结构设计1).矩形状符合防风阻要求。 我们所说的矩形状是指灯具呈近四方体形状，每个面都呈大面积的平面。这样的平面比较好受力，当风力从某个平面垂直吹过来时，其平面不能将风力分化，从而给灯杆及灯具固定结构造成压力。这种压力在一般情况下表现不明显，但当灯具灯杆经过长时间的老化和腐蚀以后，如若在沿海地区碰上台风，可能会造成灯杆倾斜或者折弯或者灯具掉落的危险。 2). 大功率集中在整块热沉材料上工作，易造成热岛效应。热岛效应在工具书中的解释是：城市气温较四周郊区为高,好像一个温暖的岛屿分布于农村较凉的“海洋”之中,这种现象称为热岛效应。其实在较大的LED路灯散热器上也存在这种现象，尤其是单纯靠自然对流的时候。LED灯具的散热过程最主要的还是靠散热器和空气的对流换热，在排除外界风力影响下主要靠自然对流。自然对流是靠和散热器接触的冷空气被散热器加热后自然上升，旁边的冷空气继续补充进来，通过这样不断循环把热量带走。如果散热器过大的话其中间部分的热空气上升后傍边没有足够的冷空气可以补充（旁边也有光源在发热，空气也相对比较热），这样就会导致中间部分散热效率下降，温度升高，形成热岛效应。热岛中心的LED比周围的LED老化更快，故障更高。四.整体设计带来后期维护的困难。整体式设计是指灯具整个光源腔设计成一个不可维护的整体，或者光源腔和电源腔一起设计成一个不可维护的整体。近几年的实践已经告诉我们LED灯具不可能做到免维护。而这种整体式灯具恰恰是不能维护的，一般上路以后出现故障在高架车上没法完成维护任务，要整个灯换下来带回厂家修理。这种方式迫使厂家从一个制造商变成兼备制造商和服务商的角色，这是需要付出巨大的代价的。 3). 棱角锋利的裸体散热块，符合灯具安全标准要求。我们所说的棱角锋利是指灯体某些金属零部件出现多个锐利的尖角。这种尖角的存在至少有3点弊处。其一，加工及搬运过程难以保护，容易卷曲。其二，表面处理困难，不管是电镀还是喷塑，工件本身都要带电，在尖角处容易出现“聚电”现象，或者导致该处烧坏，或者导致涂层（镀层）过后，这都是我们不愿意看到的。其三，容易伤及操作工人，我见过某厂家就有一款灯因棱角太锋利到时转配工人经常刮破手，更危险的是如果工人在高架车上装灯的时候如果被刮伤可能会由于本能反应将手松开，后果不堪设想。 针对以上五个问题，我们来探讨一些解决方案。对第一、二个问题，我认为可以给灯具加一个流线型的上盖，流线型的上盖不要有大面积的平面，并且最好是中间高，周边低。当然盖子上要有设计合理的散热孔和导流面。1.盖子可以减轻暴晒的紫外线对散热器表面保护层的破坏；2.流线型的形状不利于雨水在上面停留积聚，能大部分的水直接导向地面，减少酸碱物质对灯具的腐蚀；3.流线型面能大幅减少积聚在上面的沙尘和雪，利于散热也减少灯