增收入、降成本、调结构、提效率、控风险五大运营，下列各项风险中
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|南京栖霞山长江大桥（原南京长江四桥，以下简称栖霞山大桥）是位于南京第二长江下游约10公里处的一条过江水道，是南京绕城高速公路的重要组成部分。桥。塞卡山大桥主桥为双塔三跨钢箱梁悬索桥，跨径为576.2+1418+481.8=2476米，该桥于2008年12月开工建设，2008年建成通车。 12 月的交通情况确实如此。 2012 年。栖霞山大桥横跨长江，是重要的交通枢纽。大桥的建成虽然给海峡两岸的生产生活带来了交通便利，但也给大桥的管理和维护带来了巨大的挑战。截至2020年6月底，塞卡山大桥累计车流量8082万辆，其中货车保有量约2779万辆，占比34%。目前日均车流量约为3.5万辆，近期统计显示，每天平均有约300辆危化品车辆通过该桥。大桥施工期间，在大桥主桥面各排水孔处共安装了552个不锈钢排水盖，防止危险化学品运输车辆渗漏污染长江水域（见图1） 。 参考）。
图1 主桥面不锈钢排水盖为了防止雨水积聚在桥面上，排水盖通常是敞开的。当出现危化品泄漏等特殊情况时，需要手动停机，但这会带来停机实施过程中安全性降低、紧急情况下响应时间缩短等问题。排水系统管理维护“难题”：大量运输危险化学品的车辆经过由于当地特点，栖霞山大桥毗邻化工园区和仓储区。南京主要水道之一，是化学品车辆过河道，也是危险化学品车辆的门户。据2019年10月30日至11月6日危化品车辆通行情况统计，7天共通过危化品车辆2120辆，其中易燃易爆车辆1617辆、有毒车辆127辆、腐蚀性车辆261辆。不可燃车辆如图2所示。
图2 青华山大桥一周内危化品运输车辆通行状况可以看出，由于危化品运输车辆过桥较多，危化品泄漏风险较高。排水沟板盖缺损栖霞山桥址距二级水源保护区上游边界约2.5公里，距一级水源保护区上游边界约6公里。南京龙潭水厂取水口位于一级水源保护区内，需要政府规定予以重点保护。图3为栖霞山大桥与龙潭饮用水源保护区的位置关系。
图3栖霞山大桥与龙潭饮用水源保护区位置关系按照原来的管理流程，排水盖始终处于打开状态，可以有效减少桥上的积水，防止车辆在桥面上滑倒。但在实际管理和使用过程中，原排水盖板的管理和维护需要： (1)容易发生二次漏水由于原排水盖板与沥青路面直接接触，可能会发生二次漏水。由于缝隙大、密封性差，危化品泄漏可能直接排入长江，污染水源。 （2）应急管理流程存在的问题由于排水盖是打开的，如果此时发生危险化学品泄漏，相关人员必须赶到现场并关闭排水盖。但考虑到处理泄漏危险化学品的应急管理要求，考虑到需要所有人立即撤离，手动关闭的安排被认为是不合理的。 (3)人工操作效率低如果需要关闭多个排水盖，工作量增加，但人工操作效率低、费时，基本无法应对突发情况。 （4）2476米长的主桥面均匀分布排水井盖，是高速车辆频繁通过的主要安全问题。即使不考虑有害物质泄漏的风险，如果施工车辆上的工人在道路上手动打开或关闭盖子，也可能会影响其他车辆的通行，对交通安全构成重大风险。盖板智能改造为了解决排水盖板的维护问题，桥管部门经过充分研究，考虑对青卡山大桥主桥面排水盖板实施智能改造。采用低压气动控制开、关盖，并开发专用软件，实现开、关操作自动控制，消除危化品车辆泄漏、直接排入河道的安全风险。经过对改造方案的研究和比较，利益相关者主要讨论了电动阀门控制和低压空气控制两种方案，最终选择了后者。两种改造方案的比较如表1所示。
低压气动控制方式低压气动控制方式采用分段控制和区域控制，以跨中线和桥梁中心线为基准，将桥梁主桥面划分为四个区域。两座桥塔各设有两个防爆控制面板和一个动力气源，控制方式为气动控制，利用气缸来打开和关闭排水盖。其中，A区和B区共用控制系统C1#，C区和D区共用控制系统C2#。两套控制系统通过GPRS与监控室进行数据交换和控制。该方案采用两种操作方式：（1）远程无线控制；在监控室，我们利用GPRS无线监控A、B、C、D区排水盖的开闭状态，同时监控各通道的气压。如果气压不足，系统会发出报警信号（见图4）。
图4 第一种方式：遥控无线电控制(2)现场手动控制。根据现场情况，可现场手动控制A、B、C、D区排水盖板的开闭状态（见图5）。请注意，盖子在正常情况下是打开的，只有在发生危险化学品泄漏时才会关闭。
图5 第二种方式：现场手动控制方式采用该方案具有以下优点： （1）桥面采用气动传动，无火花、无污染，安全环保。 （2）专门开发的软件，通过4G、5G网络远程控制，先进可靠。 (3)设有现场手动控制方式，方便应急处理。 （4）可通过手机短信、APP、云平台远程控制，灵活机动。 （5）建立数据库管理，便于数据追踪。 （6）根据用户需求，未来可安装智能检测设备，升级控制系统，如更安全可靠的数字化、信息化、智能智慧交通、降雨等，基于以下的智能桥梁管理可意识到了。交通量等数据信息和控制。关键技术及实施效果关键技术是考虑到桥面跨度大、排水覆盖面分布广，采用细分、区域控制作为控制手段。其目的是保证某一路段的关闭不影响其他区域的正常运行，保证各系统的稳定性和及时性，便于区域维护和监控。对于区域划分，需要综合考虑桥面和塔塔的位置、盖板的放置、控制系统的位置等因素。针对出现的问题，管护部门采取了以下关键技术措施。 (1) 重新设计操作方法 设计控制方法。平时开启，紧急情况关闭，实时监控数据库并集中管理。 细分/区域管理。各区域独立控制，互不影响，也便于区域维护和监控。大桥四个区域设置138个排水井盖，共计552个排水井盖，实现细粒度区域控制。 开发专用控制系统。采用西门子PLC控制系统和GPRS无线通讯，自主开发了具有远程无线控制和现场手动控制方式的自动控制系统。首先根据实际情况，将现场手动控制模式设置为最高级别，以便于应急处理。图6 显示了系统框图。
图6 控制系统框图(2) 为了加强水密密封，将原来的排水盖拆下，在排水盖外轮廓内安装硅胶密封圈（见图7）。密封圈采用硅胶材质，可耐200摄氏度以上高温，且具有较强的耐腐蚀性、抗老化性、低温下的柔韧性。安装密封圈后，合盖时具有良好的密封效果，即使在寒冷的冬季也不会失效。
图7 排水盖密封(3) 验证系统功能。随着时间的推移，原有的排水孔和排水盖会损坏，因此请尽可能进行修复。对于损坏严重的设备，必须重建或直接更换盖子，如图所示。如图8所示。
图8 排水沟盖板维修/更换（4）创新管理方式随着远程监控软件的发展，管理方式也发生了变化。操作人员可以在观测大厅实现远程监控和控制，发生事故时无需赶赴现场，可确保人身安全。为便于应急处置，在桥塔内部的控制面板和桥塔外部的手动按钮盒�**沧傲耸侄僮髯爸茫缤�9所示，提高了系统的稳定性和安全性。
图9 实施远程监控和现场手动控制的效果根据改造方案的目标，管护部门设计了排水盖板控制系统，经过现场施工和调试后实施了控制系统。于2020年6月中旬开始试运营（图10）。
图10 现场及远程调试2020年6月23日，栖霞山大桥管理部门举行桥上危化品车辆过桥应急演练，如图11。经现场实际测试，主桥排水盖气动控制系统在单区域气压0.4-0.6MPa时可快速开启和关闭气缸。排水盖具有精确的面积控制、精确的操作和快速的响应（图12），只需6秒即可关闭盖。经实际检验，各项参数均达到设定目标，排水盖板自动控制系统满足设计预期，能够满足桥梁应急管理和维护目标。
图11 危化品车辆过桥应急培训
图12 封场效果本次改造工程竣工投产后，解决了赛卡山大桥原排水盖板人工操作、效率低下的问题，降低了危化品车辆泄漏事故和直接事故的风险。有效预防。排入长江，保护长江流域和下游集中饮用水源地，提高应急响应效率和能力。在排水盖智能控制方面，我们充分利用先进的物联网技术，重新定义和设计独特的操作控制方法，打造出可实现远程控制和实时监控管理的专用智能控制系统。在。数据库的。为确保安全，现场安装了最高级别的手动控制设备。该项目是国内河桥排水系统管理技术和控制方法的创新，是最新控制技术与物联网技术有效结合的成功范例，也是该技术的首次应用。有。类似的跨江桥梁、跨洋桥梁的科学管理提供了借鉴和指导。本文发表/《大桥养护与运营》杂志2020年第4期第12期作者/李金桥倪秀琴张鹏飞作者单位/南京长江第四大桥有限公司、中交道路规划设计院有限公司