2022年1月，交通运输部公布了2021年度国家公路网技术状况监测结果，山东高速集团荣获高速公路技术状况综合得分全国第一。“国评”第一的背后，是在高速公路养护上综合施策、高质量发展的结果。坚持以精准养护为主线，夯基筑本、精准谋划，不断完善制度体系建设，提高养护智慧化水平，加快推进管理创新、技术创新，倾力打造“山高养护、精准长效”养护品牌。

精准养护保通畅

济南黄河三桥于2005年5月开工，2008年完工,是青银高速济南绕城北线跨越黄河的一座特大桥,桥梁全长4473米,主跨长386米、宽40.5米。主塔高197米，采用倒Y形索塔、独塔双索面斜拉式设计,共设96根斜拉索,呈空间双索面扇形分布。桥面采用高速公路标准,双向八车道,设计时速120公里。主桥规模在建设期位居同类桥梁世界第二、亚洲第一,达到世界先进水平。

黄河三桥的管养工作，围绕养护高质量转型发展这一中心工作，全面实施精准养护管理。落实桥梁“三个一”制度，以桥面养护为中心、以承重结构为重点、预防为主、安全至上为桥梁养护工作方针，践行创新养护、科学养护、预防养护、智慧养护理念，确保了桥梁安全畅通运行。

创新养护

黄河三桥以养护高质量转型发展为中心，推动养护由要素驱动向创新驱动发展转变。

集团公司联合高校研究所等多家机构进行联合攻关，成功自主研发了大型钢桥桥面铺装用防水粘结层高黏沥青，形成了大型桥面高黏沥青铺装结构体系设计与施工成套技术，经郑健龙院士及多名教授学者组成的鉴定委员会鉴定，认为成功解决了大型钢桥桥面铺装建养难度大、耐久性不足的技术难题，经济和社会效益显著，应用前景广阔，整体成果达到国际先进水平、部分成果达到国际领先水平；项目形成了一批具有自主知识产权的技术产品，并于2018年获得山东省科技进步三等奖。

图1 济南黄河三桥环氧沥青铺装维修

经过前期实验性应用及跟踪观测后，该技术分别于2016、2018及2021年用于济南黄河三桥环氧沥青铺装维修，并在平阴黄河大桥、舟山桃夭门大桥、青岛胶州三里河大桥全桥面铺装工程维修中成功应用。      

科学养护

2019年3月建成黄河三桥健康监测系统，对车辆荷载、环境温湿度、结构温度、风速风向、主梁振动、主梁变形、塔顶偏位、梁体偏位、结构应变、斜拉索索力、钢结构疲劳和典型裂缝等参数进行监测，共计布设355个监测传感器，通过实时参数监测和数据深度挖掘，保障济南黄河三桥良好的运行状况。

安全性能长期评估方面，依托动态称重系统对过桥车辆的车型、车重、轴重和车速等进行监测，记录短中长期车流量变化和超载车辆信息；实时追踪大件车辆过桥时桥梁的响应情况，并结合应变、挠度等监测参数，使用小波分析等时频域分析方法，综合判断车辆荷载对桥梁结构安全性能的影响。

图2 健康监测系统行车道流量统计

 图3 健康监测系统车辆载荷统计

突发事件应急评估方面，对“济南长清地震”“运煤车辆撞击斜拉索”等应急事件进行快速安全评估，通过事件发生前后的数据变化对比，对主梁结构应力、主梁挠度、基频和索力等关键参数进行分析，从而确保监测指标处于正常范围，保障车辆安全过桥。

图4 微应变分析

图5 突发事件前后监测数据分析

预防养护

黄河三桥全面实施精准养护管理，加强对桥梁伸缩缝的养护管理，及时检查、维修、更换老化或损坏的伸缩缝部件，并于2019-2021年陆续实施了伸缩缝更换，提高了桥梁的安全稳定性。

借鉴学习近年来快速发展的桥梁结构健康监测系统，利用黄河三桥伸缩缝更换工程，在主桥及引桥共7条伸缩缝处安装了传感器，共计布设梁体位移5套、结构温度7套和伸缩缝位移14套，组成了桥梁伸缩缝监测系统。

图6 桥梁伸缩缝监测系统

通过位移传感器、温度传感器、声呐装置以及高清摄像头等终端，及时了解伸缩装置在全寿命周期内的疲劳损伤程度，利用机械电子信息、互联网、结构分析、视频监控、声呐监控及软件运用等多项人工智能技术进行全方位远程在线实时监测，并实时反映在配套的伸缩装置健康智能诊断系统中，方便管养人员监测。

图7 桥梁伸缩缝监测系统相关性曲线分析

图8 桥梁伸缩缝监测系统声呐监控模块

智慧养护

济南黄河三桥2008年建成通车至今已有14年，是青银高速绕城北线的重要节点，车流量大，保障冬季安全畅通是养护部门的重要工作。2021年，为提高黄河三桥除雪效率并避免除雪对桥面及钢筋结构的损伤和锈蚀，公司在黄河三桥主桥布设了智能除雪融冰系统，共布设管路3358米，安装喷洒终端132个。

图9 智能除雪融冰系统

系统通过对气象局大数据平台的原始数据进行分析预报，以及安装于本路段内的智能感应终端，实时采集路面信息，用数字通信、自动控制等物联网技术，对采集来的交通气象数据及路面凝冰信息进行实时分析，提前预测出路面凝冰生成的时间点，系统自动发出凝冰处置指令，控制喷洒系统，对路面进行智能喷洒液体融雪剂，自动除冰融雪，最大程度降低冰雪灾害对道路交通安全的影响，快速应对冰雪冻雨等恶劣气象灾害，避免重大交通事故发生。

系统有效防范了冬季路面凝冰积雪，提升了路面交通安全性；精准控制融雪剂的使用量，降低污染，减少了对钢结构的腐蚀；降低了管养成本，提升通行效率，较好地达到了预期功能。2021年11月获得中华人民共和国国家版权局计算机软件著作权。

坚守养护促发展

济南黄河三桥已安全运行近15载，在每一代养护人的坚守之下，在科学技术不断发展的今天，不断地实践养护创新，仍焕发着活力与风采，始终矗立在黄河之上，守护者每一位出行者的平安。

今后仍将全面实施科学决策与精准养护管理，持续推动公路养护由要素驱动向创新驱动发展转变，在广泛吸收学习新技术、新工艺、新设备、新材料的同时，持续对传统管理模式进行创新，将技术创新与管理创新相结合，努力实现管理能力的跃进。

本文刊载 / 《大桥养护与运营》杂志

2023年 第3期 总第23期

作者 / 丁晓岩 李昌辉

作者单位 / 山东高速集团有限公司