張 俊

（天津市市容環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所，天津 300201）

天津市城市立交橋清融雪方案及對(duì)策

張 俊

（天津市市容環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所，天津 300201）

分析了天津市城市立交橋冬季清融雪的現(xiàn)狀及主要存在的問題，介紹了國(guó)內(nèi)外城市道路立交橋清融雪措施，闡述了固定自動(dòng)噴灑除雪系統(tǒng)，提出了天津市城市立交橋清融雪方案及對(duì)策。

天津市；立交橋；清雪；融雪

隨著天津市交通道路建設(shè)迅速發(fā)展，城市道路已逐步構(gòu)成快速路網(wǎng)，道路的平面交叉也被各種形式立體交叉所取代，目前外環(huán)線以內(nèi)道路立交橋約50余座，連接著主要干線路網(wǎng)和快速路網(wǎng)，是天津市交通道路的樞紐和重要節(jié)點(diǎn)。作為北方的一個(gè)大城市，天津冬季降雪對(duì)通行造成很大的不便，給交通安全帶來了隱患，尤其對(duì)立交橋的安全通行影響更大。這些立交橋中有些主橋長(zhǎng)度已達(dá)2 km以上，主橋跨高7～18 m。由于立交橋特有的坡度，尤其是匝道的坡度及彎度降雪對(duì)其通行影響更明顯，所以，快速、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)進(jìn)行城市道路立交橋冰雪清除，是保障城市道路立交橋暢通的重要措施，也是消除雪后交通安全隱患的有力保障。

1 天津市城市道路立交橋清融雪現(xiàn)狀及存在的主要問題

目前天津市城市道路立交橋的冬季清融雪的主要手段是使用灑水車噴灑鹽水融雪，其主要程序?yàn)椋阂罁?jù)天氣預(yù)報(bào)→溶鹽池溶鹽→據(jù)氣溫天氣條件→確定并噴灑鹽水。

由于該過程準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，也受天氣預(yù)報(bào)不準(zhǔn)確及突然降雪影響，往往不能及時(shí)地將融雪劑噴灑到立交橋坡道，致使灑水車抵達(dá)立交橋時(shí)，難以駛上被雪覆蓋的橋面，無法迅速有效地完成立交橋清融雪工作，形成有橋難上、有橋不通，使道路重要樞紐——立交橋成為降雪后交通事故頻發(fā)地段，造成交通堵塞。

采用灑水車噴灑鹽水的融雪方式也存在著噴灑量難以控制，若加大鹽水的噴灑量，雖能很快將降雪融化，但大量的鹽水會(huì)加重對(duì)橋梁的腐蝕，反之，減少鹽水的噴灑量則達(dá)不到融雪效果。這種融雪方式無法做到有效、合理地融雪，更無法控制減輕噴灑鹽水對(duì)橋梁的損害和對(duì)環(huán)境的影響。

2 城市道路立交橋清融雪措施

2.1 國(guó)外道路立交橋清融雪措施

美國(guó)在一些道路立交橋上，采用電地暖路面融雪系統(tǒng)，是利用在地下鋪設(shè)發(fā)熱設(shè)備，使路面積雪自動(dòng)融化的1套可操控設(shè)施，這套系統(tǒng)的核心發(fā)熱體為發(fā)熱電纜。在橋面沒有積雪的情況下，系統(tǒng)可以完全關(guān)閉。當(dāng)城市遇到雨雪天氣時(shí)，開啟系統(tǒng)，路面下的發(fā)熱電纜通電產(chǎn)生熱量，保證橋面可以達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟?。?dāng)雪剛剛接觸橋面時(shí)即可立即融化。這樣，城市道路即不會(huì)有積雪，也不會(huì)有大量積水，有效改善了雨雪天氣的立交橋橋面情況。降低了受積雪的影響及城市交通事故發(fā)生率。

在德國(guó)、瑞士等歐洲國(guó)家，主要采用固定自動(dòng)噴灑系統(tǒng)（FAST）［1］提高橋梁、斜坡、隧道進(jìn)出口及道路交通安全，改善道路關(guān)鍵區(qū)域的交通狀態(tài)，減少由于降雪引起的交通事故。固定自動(dòng)噴灑系統(tǒng)（FAST） 由結(jié)冰早期預(yù)警系統(tǒng)（GFS）自動(dòng)控制，該系統(tǒng)通過安裝于地面的主動(dòng)及被動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)傳感器，可隨時(shí)對(duì)道面溫度做出實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，所監(jiān)測(cè)的各種數(shù)據(jù)在傳至路邊安裝的遠(yuǎn)程處理單元綜合分析后，通過無線傳輸方式再傳送到控制中心的計(jì)算機(jī)上，最后通過道面早期結(jié)冰預(yù)警軟件系統(tǒng)做出分析處理，系統(tǒng)軟件根據(jù)分析結(jié)果結(jié)合氣象預(yù)報(bào)和實(shí)際溫度變化，準(zhǔn)確判斷出未來72 h天氣降雪和道面結(jié)冰的具體時(shí)間，可提前通知作業(yè)部門進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，同時(shí)還可以有效支持自動(dòng)噴灑除冰液系統(tǒng)的同步啟動(dòng)決策。在降雪時(shí)和道面結(jié)冰前及時(shí)自動(dòng)噴灑除冰液，并可根據(jù)具體情況設(shè)定噴灑量。確保橋梁、斜坡、隧道進(jìn)出口重要道路節(jié)點(diǎn)的雪后暢通。

2.2 國(guó)內(nèi)道路立交橋清融雪措施

在國(guó)內(nèi)，由北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科學(xué)研究所研制的立交橋自動(dòng)除雪系統(tǒng)（見圖1）已在北京、西安、煙臺(tái)等地廣泛使用［2］，該系統(tǒng)由中央控制室、遠(yuǎn)程通訊控制系統(tǒng)以及安裝在立交橋區(qū)或其他特殊地區(qū)的融雪劑自動(dòng)噴灑裝置組成的工作系統(tǒng)。在實(shí)際除雪工作中，操作人員在中央控制室通過計(jì)算機(jī)及大屏幕監(jiān)視器監(jiān)測(cè)立交橋地區(qū)的降雪情況，適時(shí)啟動(dòng)噴灑裝置噴灑融雪劑，就可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成除雪工作，保證除雪路段的通行條件。立交橋自動(dòng)除雪系統(tǒng)工作快速及時(shí)、穩(wěn)定可靠，可根據(jù)雪情調(diào)整融雪劑的噴灑量，既節(jié)省了融雪劑，也減少了融雪劑對(duì)橋梁的腐蝕，這種清融雪系統(tǒng)已經(jīng)顯示出傳統(tǒng)除雪方式無可比擬的優(yōu)勢(shì)，可有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)除雪方式的不足。

3 固定自動(dòng)噴灑除雪系統(tǒng)介紹

立交橋固定自動(dòng)噴灑除雪系統(tǒng)（見圖1） 是采用多種先進(jìn)自控技術(shù)的主動(dòng)除雪方式，主要由3部分組成：中央控制室及局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通訊傳輸系統(tǒng)；遠(yuǎn)端（立交橋處）數(shù)據(jù)接收及噴灑自動(dòng)控制［3］。

3.1 中央控制室及局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)由屏幕顯示系統(tǒng)、視頻服務(wù)器、通訊控制服務(wù)器、控制終端計(jì)算機(jī)組成?？梢酝ㄟ^大屏幕電視墻觀察立交橋上車輛的擁堵情況、立交橋地區(qū)的降雪情況、道路的除雪效果和遠(yuǎn)端（立交橋下）分控制室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況。通過服務(wù)器和終端計(jì)算機(jī)上的控制軟件可以實(shí)現(xiàn)以下功能。

1）噴灑方式控制：可以實(shí)現(xiàn)接力式噴灑，每組噴頭噴灑時(shí)間為4 s或20 s的噴灑啟動(dòng)控制。

2）系統(tǒng)工作狀態(tài)檢測(cè)：?jiǎn)?dòng)噴灑系統(tǒng)，融雪劑通過循環(huán)管道回流到融雪劑貯藏罐中而不是噴灑到道路上，該功能用于降雪前對(duì)整個(gè)系統(tǒng)完好性能的檢測(cè)。控制、通訊、執(zhí)行的過程均是真實(shí)過程。

3）室外溫度檢測(cè)：在終端計(jì)算機(jī)上可以顯示立交橋地區(qū)的氣溫，為融雪劑的噴灑量提供計(jì)算依據(jù)。

4）融雪劑貯藏罐液位顯示：在終端計(jì)算機(jī)上可以顯示立交橋下分控制室中的融雪劑貯藏罐融雪劑的剩余量。

5）管路水壓檢測(cè)：在終端計(jì)算機(jī)上可以顯示立交橋上噴灑管路水壓，平時(shí)可以了解管路的泄漏情況，噴灑時(shí)可以根據(jù)水壓的變化了解各組噴頭的噴灑狀態(tài)。

6）系統(tǒng)掉電報(bào)警：在遠(yuǎn)端分控制室設(shè)備停電時(shí)，在終端計(jì)算機(jī)上可以通過聲音和圖像閃爍顯示報(bào)警信號(hào)。

7）遠(yuǎn)端分控制室入室報(bào)警：當(dāng)有人非正常進(jìn)入遠(yuǎn)端分控制室時(shí)，在終端計(jì)算機(jī)上可以通過聲音和圖像閃爍顯示報(bào)警信號(hào)，同時(shí)通過視頻設(shè)備看見入室人員的情況。

8）遠(yuǎn)端設(shè)備在線顯示：當(dāng)遠(yuǎn)端通訊設(shè)備在線時(shí)，在終端計(jì)算機(jī)軟件中該立交橋的標(biāo)志以綠色顯示，當(dāng)遠(yuǎn)端通訊設(shè)備不在線時(shí)，標(biāo)志以灰色顯示。

3.2 數(shù)據(jù)通訊傳輸系統(tǒng)

在中央控制室和遠(yuǎn)端分控制室設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊，采用中國(guó)移動(dòng)公司的GPRS無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成的通訊網(wǎng)絡(luò)和利用當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)公司組建的有線網(wǎng)絡(luò)組成的局域網(wǎng)構(gòu)成。在檢測(cè)和控制數(shù)據(jù)的傳輸上，2個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有同樣的功能互為備用方案，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，用另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)就可以完成全部的控制、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸。

3.3 遠(yuǎn)端（立交橋下）數(shù)據(jù)接收及噴灑自動(dòng)控制系統(tǒng)

控制池由中央處理器組成，負(fù)責(zé)把通訊信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?hào)；把報(bào)警信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ嵭盘?hào)；把壓力、液位等檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ嵭盘?hào)等。

遠(yuǎn)端設(shè)備由4個(gè)部分組成：①通訊、控制機(jī)柜。這是遠(yuǎn)端控制設(shè)備的核心包括通訊池、控制池、圖像池、終控池。②設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)儀器和報(bào)警設(shè)備。包括水箱液位傳感器、管道壓力傳感器、溫度傳感器、入室報(bào)警器、攝像頭等。③執(zhí)行設(shè)備。由安裝在橋上的多個(gè)分控制盒和電磁閥組成，負(fù)責(zé)根據(jù)終控池的噴灑指令，使管路上的電磁閥按設(shè)定時(shí)間接力順序噴灑融雪劑。④機(jī)械設(shè)備。包括融雪劑貯藏罐、水泵管路、水管、線管管件等。

4 方案及對(duì)策

針對(duì)天津市立交橋清融雪現(xiàn)狀和存在的問題，選擇采用國(guó)內(nèi)外較先進(jìn)的立交橋自動(dòng)除雪系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，適時(shí)把握融雪劑噴灑時(shí)機(jī)，在較短時(shí)間內(nèi)完成清融雪工作，并能根據(jù)除雪量大小及時(shí)調(diào)整噴灑量，使融雪劑的使用始終保持在合理的使用時(shí)機(jī)和使用量。

立交橋自動(dòng)除雪系統(tǒng)雖然具有清融雪及時(shí)可靠，并能有效控制融雪劑噴灑量而減少對(duì)橋梁的腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但因設(shè)施投資較大，而且設(shè)施在立交橋現(xiàn)場(chǎng)需要做好防損防盜工作，缺乏移動(dòng)式除雪機(jī)械的靈活性和能兼顧多個(gè)除雪現(xiàn)場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，因此，天津市城市立交橋應(yīng)在跨度大的主橋和坡度較大的匝道處設(shè)置固定式自動(dòng)除雪系統(tǒng)，而在坡度不大的低層橋面等處使用移動(dòng)式除雪機(jī)械，這種固定和移動(dòng)設(shè)備相結(jié)合的清融雪方案適宜天津市城市立交橋冬季清融雪工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

天津市立交橋自動(dòng)除雪系統(tǒng)應(yīng)用，可完全彌補(bǔ)移動(dòng)式除雪設(shè)備在立交橋除雪存在的不足，能夠通過計(jì)算機(jī)及大屏幕監(jiān)視器監(jiān)測(cè)立交橋地區(qū)的降雪情況及橋面清融雪情況，及時(shí)啟動(dòng)噴灑裝置噴灑融雪劑完成除雪工作，而且，根據(jù)雪情調(diào)整融雪劑噴灑量，有效降低融雪劑對(duì)橋梁的腐蝕，是保障城市立交橋雪后暢通的必需設(shè)備，與移動(dòng)式除雪機(jī)械結(jié)合對(duì)立交橋清融雪是非常經(jīng)濟(jì)、有效的清融雪技術(shù)方案。

［1］瑞士波雄公司固定自動(dòng)噴灑系統(tǒng)、結(jié)冰早期預(yù)警系統(tǒng)介紹［EB/OL］.http://www.boschung.cn/product/pro5/97.html.

［2］ 劉建平.淺談城市道路除雪方法［EB/OL］.［2011-05-15］.http://www.cnhw.net/html/31/201105/27398.html.

［3］北京市環(huán)衛(wèi)設(shè)計(jì)科研所.立交橋自動(dòng)除雪系統(tǒng)研制與示范工程［R］.2007.

Plan and Countermeasures of Snow Removing and Melting for Urban Overpass in Tianjin

Zhang Jun
（Tianjin City Appearance Environmental Engineering Design&Research Institute,Tianjin 300201）

The status and main existing problems in snow removing and melting of urban overpass in Tianjin were analyzed,and its measures at home and abroad were introduced.A fixed automatic splashing system for snow removing was expounded.The plan and countermeasures of snow removing and melting for urban overpass in Tianjin were also put forward.

Tianjin city；overpass；snow removing；snow melting

U418.3+26

B

1005－8206（2012） 02－00012－03

2011-02-21

張?。?961—），工程師，主要從事地理信息研發(fā)、環(huán)衛(wèi)設(shè)施規(guī)劃等。

（責(zé)任編輯：鄭雯）