[分享]北方跨海大桥的管养之道

胶州湾大桥海域具有北方冰冻、浅海、高盐等特点，运营公司结合实际，主要开展以下工作——

根据大桥运营的实际情况，并结合相关的规定规程，制定大桥养护管理制度并逐步进行修订完善，对内部管理人员和外部养护工程承包、技术服务单位探索考核标准，确保规范桥梁养护及日常维修保养各项工作，促进养护工作向科学化、规范化、制度化发展。

坚持“全面养护、及时维修、保持完好”的原则，积极推进养护规划编制、计划制定及落实，编制了养护手册，不断完善日常巡查、经常性检查、定期检查的养护三级巡检体系，逐步提高养护工作质量。

小修保养中实行日常巡查、经常性检查—发现病害或缺陷—小修派工并制定维修保养方案—施工作业现场管理—验收结算，三单合一—日常巡查、经常性检查跟踪验证养护质量的闭环管理；在专项养护工程中，实行桥梁、路面质量检测—技术状况评定—制定养护维修计划—按计划进行日常养护维修/预防性养护/专项维修工程/大中修工程—工程竣工验收—桥梁定期检查、路面质量检测—技术状况评定等级提升的闭环管理。通过这种方式，结合信息化的手段，显著提高了病害发现能力和处置速度，准确捕捉病害发展趋势，维护保养上做到了精确投放人力和资金。

日常巡查

发现病患或缺陷

一方面，充分运用桥梁健康监测系统科学指导养护工作。大桥结构监测巡检养护管理系统通过在各控制点安装自动监测传感器370余套，并辅以人工定期检测，获取用于结构安全性、耐久性和使用性评估相关的数据，通过专业的数据处理和分析方法，为大桥结构健康评估提供各类数据。通过组建系统运维及数据分析团队，执行合理的运营维护方案，各类设备设施完好率达到95%以上，采集和分析了较完整的结构响应和环境荷载数据，已形成月度评估报告、临时评估报告和年度报告等80余份，为结构的安全运营和科学养护提供了技术支持。

另一方面，为满足未来高速公路运营管理范围扩展的需要，大桥建立了定位为“注重实效、注重关键管养信息”的独立养护管理系统，实现基础数据管理、日常养护管理、技术状况管理等功能，逐步将日常养护纳入信息化管理，实现无纸化办公、养护项目进度质量可追溯、档案电子化、基础数据分析统计智能化。

目前大桥已经实现了日常保养、小修工程、除雪防滑、道路清障等各项作业机械化和专业化。尤为突出的是，胶州湾大桥在原有3台大型除雪设备的基础上，与专业除雪设备生产厂家联合攻关，针对性地开发了2台综合除雪车，有机结合多种除雪方式，全面实现除雪机械化、集团化、快速化作业。

针对冬季桥面易积雪、结冰、结霜的特点,制定大桥除雪防滑应急预案和实施方案,组织成立指挥机构,明确各单位的职责和信息上报、分级响应、交通保障与恢复、事件调查等的工作职责和程序,规定突发事件处理程序,确保了险情发生时反应迅速、信息畅通、处置得当、措施有力。自大桥通车以来历次降雪均能保证在第一时间抢通大桥,未因积雪造成重大交通安全事故和其他不良社会影响。

大桥首次尝试桥梁全线采用LED护栏灯，在通过维护更新不断进行能效提升的同时，还对传统灯具进行了LED化升级改造，并不断加大环保型融雪剂应用力度。

胶州湾大桥地处北方盐冻海域、海产养殖区，对结构耐久性和环境保护提出了非常高的要求，大桥除了使用环保型固体融雪剂以外，还将环保型非氯融雪剂应用于除雪防滑中。

该融雪剂为液体，主要成分为多元醇类和有机酸盐，不含氯化物、硫酸盐及亚硝酸盐，使用改造后的洒水车或除雪车洒布机喷洒，采用雪前、雪中、雪后多种喷洒方式，可有效替代传统固体融雪剂，有效地保护了桥梁结构寿命和周边海洋环境。 

大桥结构监测巡检养护系统

大桥养护信息化管理系统

在大桥运营过程中注重科研创新，在耐久性保障技术研究、气象预警、除雪防滑技术应用研究、无人机桥梁检测系统研发等方面取得进展。

1.首先，《青岛海湾大桥耐久性保障技术》在冰冻海域跨海大桥耐久性设计、结构联合防护及管养决策等方面取得多项重大技术突破，其成果填补了我国冰冻海域跨海大桥建设的相关技术空白。另外在运营初期就着手准备大桥中长期养护规划，认真分析总结北方冰冻海域大型桥梁的建养技术，随着环渤海湾经济圈的发展，项目研究成果将对我国冰冻海域沿海桥梁和跨海湾通道的建设，发挥重要的技术引领和支撑作用。

2.开展大桥气象预警预报系统研发。依托气象卫星云图，结合大桥上分布安装的气象采集设备，生成所辖区域内的实时气象数据，实时监测和预报预警的内容包含各类强对流及恶劣天气的预报信息，包括低能见度、强降雨、雷暴、大风、冰雹等，为安全运营和科学养护管理提供依据。下一步计划在接下来的气象信息预警预报系统中，建设雾区防撞诱导系统，实现对大雾天气实时的调控处置，多设备、多系统、多部门联动，保障驾乘人员安全通行大桥。

大桥机械化除雪

3.大桥建立了基于人工巡检、传统暴露实验站数据、新一代暴露实验站数据和实体监测数据四位一体的大桥管养数据支撑平台。传统暴露试验站开展了盐冻环境对混凝土氯离子迁移过程和附加防腐蚀技术措施对混凝土耐久性影响的研究，为大桥的健康状态评估和维护维修时间节点的确定提供数据支持。新一代暴露试验站通过温湿度传感器、渗透传感器、腐蚀传感器等实现了实时的耐久性监测。实体监测数据则通过钢筋腐蚀监测传感器，实现了重要下部构件钢筋腐蚀情况的实时监测。

4.联合多家单位开展北方冰冻海域大型桥梁除雪防滑应用研究，2017年取得山东省交通厅科技项目立项。该项目以大桥冬季除雪防滑为应用背景，针对桥面积雪、结冰、结霜概率大、冻融循环频繁、保畅通工作任务重的特点，系统开展桥梁除雪防滑成套技术研究，建立冰雪灾害实时预警预报与应急处置管理平台，研制多功能除雪设备、快速高效环保型融雪剂等配套技术，提出大型桥梁冬季除雪防滑作业指导规范和评价体系。研究成果可有效降低大桥交通事故发生率、提升运营效率，减少运营期养护与维修费用，降低冰雪、融雪剂对桥面及周边海域环境的影响，延长桥梁结构寿命。

跨海长大桥梁的夜间养护

5.胶州湾大桥联合中科院自动化所和高校共同研发无人机桥梁检测系统。预期将环境感知避障方法中的SLAM技术、抗风算法、高精度RTK定位技术、相机云台防抖技术、深度学习算法等新技术相融合，探索用无人机和人工智能替代人工桥梁检测和技术评估。目前无人机原型机已可实现三轴机械防抖高清变焦相机拍摄、激光雷达和超声波传感器自动避障，并已开展机器学习算法自动识别裂缝等病害的尝试。

6.结合信息化管理，加强大桥全寿命周期运营，提升档案技术服务水平。工程档案既是工程建设情况的真实记录，也是运营维护的基础资料，对大桥的运营管理起着至关重要的作用，借助现代化技术水平，实现工程养护档案全寿命周期管理，不断提升档案管理水平。

胶州湾大桥运营八年来，虽然养护运营管理工作基本正常，但同时感受到一些困难也在影响养护工作的质量和水平。

1.当前跨海大桥主要是国有企业投资建设运营模式，目前的收费公路条例一般运营期限是25-30年，导致运营企业很少建立百年养护运营的理念和目标，运营企业最多做好当下收费投资，缺少实施创新驱动发展理念。最根本的就是缺少自主创新的环境和能力，特别是要高度重视原始性桥梁基础理论突破，加强基础性、系统性、前沿性技术研究和技术研发持续推进。百年大桥最紧迫的是破除体制机制障碍，最大限度解放和激发科技作为第一生产力所蕴藏的巨大潜能，切实整体提高我国跨海长大桥梁养护科技水平，真正成为世界桥梁建养强国。

2.我国现行的桥梁养护技术规范《公路养护技术规范》（JTGH10-2009）、《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）、《城市桥梁养护技术标准》（CJJ99-2017）无法完全适应运营条件更复杂、要求更高的跨海桥梁养护工作，许多大型跨海桥梁养护管理单位大多自行组织编制相关的养护作业手册，其质量受限于项目具体情况和编制者的技术力量，造成全国跨海桥梁养护质量参差不齐，缺乏统一的技术标准。

3.我国跨海桥梁的维养量巨大，但缺少具有针对性的行业规范和标准，行业内也急需进一步推广跨海桥梁全寿命周期养护理念，推动预防性养护工作技术的提升，把养护工作的起点设定在规划伊始，贯穿于建设和运营全过程。与内陆桥梁相比，跨海桥梁规模大、结构复杂、造价昂贵，特别是它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，时时受到风、海浪、海流和潮汐的疲劳作用，同时还受地震、碰撞等偶然作用和台风、巨浪等极端荷载的威胁。环境腐蚀、海生物附着、地基土冲刷和基础动力软化、材料老化、构件缺陷及疲劳和裂纹扩展的损伤积累等不利因素，都将导致跨海桥梁构件和整体抗力的衰减，其退化速度远比陆地快得多，从而影响结构的服役安全度和耐久性。规模如此庞大的跨海桥梁处在海洋环境中，长期受到恶劣气候、地质、水文等自然界的作用，又承受着风振、超载等外荷载的破坏，对后期的养护提出了更高的技术要求。随着我国桥梁建设水平的不断提高，跨海桥梁养护的需求也显得尤为迫切，展现出了前所未有的市场前景，然而其后期养护标准的制定工作却十分滞后，整个行业还未形成成熟、可推广应用的跨海桥梁养护模式。

监测传感器

跨海长大桥梁具有公司运营、冰冻、设计寿命长、海上高腐蚀等特点，要保证实现大桥公司的存在价值这一核心命题，应该树立基本的发展理念。

当前，跨海大桥一般是国有企业投资建设，就存在经济效益和社会效益的问题，并且直接影响到大桥的养护运营决策。作为市场经济微观主体的各类企业，无论是国有企业、集体所有制企业，还是民营企业、合资企业，都既要按照企业经营、管理的普遍规律来做，也要根据中国的实际情况来经营，体现中国特色，找好自己的定位。

企业一定要寻求“个人、企业与社会的互惠共赢之道”，企业发展与社会需要、员工个人发展与企业需要相结合的管理模式，才能符合社会和国家的需要，从而实现企业的长期发展。人类社会发展到今天，向善与向上已经成为人类文明发展的方向，符合社会的正向需求是企业应该遵循的原则底线。企业发展壮大，必须遵循“利与大众”的商业原则，保持商业原则和道德伦理价值的高度一致。

监测传感器

大桥的运营安全和结构安全是存在的根本，必须以安全标准化示范工程、安全风险管控示范工程、平安高速示范工程和安全文化示范工程为抓手，全力提升安全管理品牌影响力，推进公司高质量发展创造良好环境。高标准建成路域全生命周期安全动态管理系统，推进大桥生命安全防护体系的落地，为打造平安高速示范工程形成大桥标准。

完善路桥安全生产风险分级管控和隐患排查治理体系。按照关口前移、精准监管、源头治理、科学预防的风险防治机制，建立“情景—应对”型长大桥梁运营事故应急管理体系，构建高度可控的路桥风险防控体系，为打造路桥营运风险防控示范工程描绘大桥蓝本。从安全理念、安全环境、安全沟通、安全激励、安全活动、管理层行为、员工行为等方面，制订公司安全文化发展规划和建设实施方案，引导全体员工在安全意识和安全绩效方面做出承诺并付诸实践，实现员工安全理念和行为习惯从“要我安全”，向“我要安全”的根本转变，为打造路桥营运企业安全文化示范工程积累运营经验，形成良性循环的管养状态。

大桥机械化除雪

跨海大桥的设计年限一般是100—120年，与一般的高速路桥有着明显的不同，需要建立桥梁养护运营所独有的“桥人合一”文化。大桥公司从领导到一线员工形成了技术梯队，切实保证工程养护全寿命周期工作的统一理念和贯彻落实的体制机制，形成决策科学化、管理规范化、日常信息化的工作平台，配足桥梁工程师，并按照交通运输部的相关要求落实“四个一制度”做好基础工作。在养护管理上引入绿色、智能、BIM技术、桥梁信息管理系统，对部分核心技术开展攻关，编制养护手册，提前着手桥梁结构衰变及预防性养护技术研究，做到科研和规划先行，切实做到产学研的结合，结合同类桥梁病害经验，明确未来桥梁养护的研究发展方向。