拉索橋頻掉冰凌難題何解？專家：穿“電熱毯”涂“面膜”可試

2019年2月11日，武漢多座橋梁掉冰碴，橋面上能夠明顯看到碎冰塊。資料圖片

長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)融媒體2月17日訊（記者李玉瑩）近日，天寒地凍，武漢二七長(zhǎng)江大橋斜拉索上冰凌墜落，讓行駛經(jīng)過(guò)的行人和司機(jī)戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢。據(jù)了解，武漢白沙洲長(zhǎng)江大橋、鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋、軍山長(zhǎng)江大橋以及金橋大道高架拉索處等處均出現(xiàn)冰碴掉墜現(xiàn)象。這種現(xiàn)象并非只在武漢發(fā)生，國(guó)內(nèi)多個(gè)城市都有媒體報(bào)道類似事件。除了事后提醒、人工除冰，是否有更為科學(xué)有效的預(yù)防拉索結(jié)冰方案？長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者就此采訪了國(guó)內(nèi)橋梁專家。

為何拉索冰凌掉在橋面上

斜拉索懸于橋上冰凌易落橋面

有市民提出，為什么大橋拉索的冰凌會(huì)掉在橋面上？既然此類事件頻發(fā)，是否能拿出科學(xué)預(yù)防拉索結(jié)冰的方案，徹底解決后顧之憂？

為此，長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者采訪到了中鐵大橋設(shè)計(jì)院副總工程師、全國(guó)工程設(shè)計(jì)大師徐恭義。他解釋，大橋拉索的冰凌之所以會(huì)掉在橋面上，與拉索的位置有很大關(guān)系。武漢二七長(zhǎng)江大橋是A字形內(nèi)收索斜拉橋，這種斜拉橋設(shè)計(jì)抗風(fēng)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，但由于斜拉索內(nèi)收正好位于人行道和機(jī)動(dòng)車道之間，冰凌易掉落橋面。

徐恭義進(jìn)一步解釋，解決除冰問(wèn)題單純從技術(shù)上來(lái)說(shuō)并不困難，主要困難是在于工程的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，這也是國(guó)內(nèi)外至今沒(méi)有工程案例和技術(shù)被廣泛應(yīng)用的原因所在。

科學(xué)有效除冰方案有沒(méi)有

橋梁專家提供了三種實(shí)驗(yàn)室方法

“即使目前國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有很好的解決辦法，但問(wèn)題既然已經(jīng)產(chǎn)生，就要及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施來(lái)解決，這也促使相關(guān)單位更加積極的尋求解決方案?！痹诓稍L中，徐恭義向長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者提到了三種正在研究中的解決方案，有望近期獲得應(yīng)用，一是利用電熱毯原理加熱拉索，二是利用暖氣管原理加熱斜拉索，三是為拉索敷“憎水面膜”。

給拉索穿上“電熱毯” 制圖劉巖

A.給拉索穿上“電熱毯”

徐恭義告訴長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者，利用電熱毯原理加熱，實(shí)際上是在包覆層里加電熱絲，給拉索裝上“電熱毯”。但這種方案一旦實(shí)施就需要花代價(jià)維護(hù)其有效性，工程上可行但并不一定經(jīng)濟(jì)。

他舉例說(shuō)，電熱毯可以取暖，但是也只能在冬天用，不會(huì)一年四季都用。而橋梁拉索結(jié)冰掛冰是在極其特殊的氣候條件下、多種氣象因素同時(shí)出現(xiàn)時(shí)發(fā)生的較低概率自然現(xiàn)象，一旦給拉索裝上“電熱毯”，長(zhǎng)期雨淋日曬，容易老化失效，實(shí)際運(yùn)用時(shí)間較短，成本較高。

打通拉索“任督二脈” 制圖劉巖

B.打通拉索“任督二脈”

徐恭義繼續(xù)解釋：利用暖氣管原理向拉索內(nèi)輸送加熱空氣也是加熱斜拉索的一種可行方案。原理是在斜拉索內(nèi)部鼓入熱風(fēng)，提升斜拉橋的表面溫度，從而避免斜拉索結(jié)冰，他說(shuō)，“這樣的技術(shù)措施技術(shù)可行，但又使原本密閉的斜拉索不得不預(yù)留空隙和出入口，對(duì)斜拉索防腐耐久產(chǎn)生不利影響。”

為拉索敷“憎水面膜” 制圖劉巖

C.為拉索敷“憎水面膜”

有市民提出，既然抗風(fēng)阻材料容易積存雨雪，用不沾水的材料是不是就不會(huì)結(jié)冰了？

徐恭義提到的第三種科學(xué)解決方案就是這種設(shè)想，即在拉索表面涂敷一種憎水的表面材料，類似于人們常用的“憎水面膜”，使其不容易凝結(jié)水珠而形成冰凌。

他舉例說(shuō)，大家都知道，落在荷葉上的雨珠，會(huì)順著荷葉滑落，這種“憎水面膜”就如同荷葉一般，雨雪落在上面會(huì)自動(dòng)滑落，拉索自然不會(huì)結(jié)冰了?！?/p>

解讀>>>

2018年1月8日，武漢二七長(zhǎng)江大橋掉冰棱。視頻截圖 轉(zhuǎn)自@主播糖糖 資料圖片

拉索除冰技術(shù)上不難

但需要平衡工程經(jīng)濟(jì)型和可靠性

徐恭義告訴長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者，以上提及的方案都在研究中，最終能否實(shí)施還是取決于工程經(jīng)濟(jì)性和可靠性，當(dāng)然，這也需要設(shè)計(jì)單位、研究所和業(yè)主單位共同努力權(quán)衡其有效性和適用性。

徐恭義最后打了一個(gè)比喻，為防止天降冰雹砸傷，我們可以制作頭盔等預(yù)防設(shè)施，原理簡(jiǎn)單可行，但要求做到并不容易。天氣預(yù)報(bào)技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)知何時(shí)一定會(huì)發(fā)生造成傷害的冰雹，所以我們并不愿意戴頭盔防范冰雹。橋梁拉索防冰也是同樣的道理，需要多方面權(quán)衡、采取有效措施應(yīng)對(duì)。

此外，徐恭義還提到一種方案，即通過(guò)橋上的攝像監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)斜拉索是否已經(jīng)結(jié)冰，從而及時(shí)預(yù)告墜冰時(shí)段，并發(fā)布預(yù)警信息和采取交通管制措施，從而避免交通擁堵和意外傷害?！斑@可能是最經(jīng)濟(jì)可行的方法?！?/p>

背景資料>>>

國(guó)內(nèi)橋梁拉索頻掉冰凌

處理方案多為事后人工除冰加強(qiáng)警示

長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者梳理發(fā)現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)，橋梁拉索冰凌吊墜問(wèn)題由來(lái)已久：2015年，已有媒體報(bào)道武漢天興洲大橋冰凌墜落；2018年1月，鄱陽(yáng)湖大橋拉索結(jié)冰，冰凌從高空掉落，不少過(guò)往車輛玻璃被砸中；同時(shí)，南昌市八一大橋斜拉索掉冰，多輛車輛被砸，為防止傷亡，八一大橋臨時(shí)封閉；同年2月，安慶長(zhǎng)江大橋橋梁塔索冰層融墜，多輛汽車被砸，兩人受傷，事后安慶長(zhǎng)江大橋公司立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，封閉主路段和沿線入口。今年2月，安慶長(zhǎng)江大橋再次出現(xiàn)墜冰現(xiàn)象，安慶大橋收費(fèi)站關(guān)閉ETC和自動(dòng)發(fā)卡入口車道，管理人員用鐵鏟清除部分塔頂邊側(cè)臨界融冰……

長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者注意到，盡管橋梁拉索冰凌墜落砸中過(guò)往車輛事件頻發(fā)，但處理方案多是事后進(jìn)行交通管制、人工除冰及提醒市民謹(jǐn)慎駕駛等。

他山之石>>>

國(guó)外已有對(duì)橋面加熱先例

但電熱融冰技術(shù)暫未運(yùn)用于橋梁拉索

長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者查詢資料發(fā)現(xiàn)，北美、北歐等國(guó)家已經(jīng)有了對(duì)橋面加熱的先例。1992年12月，美國(guó)奧馬哈的一座橋梁上安裝了一種可自動(dòng)加熱的橋面板，原理是在混凝土摻合料中加入金屬片，當(dāng)硬化的混凝土橋面板插入通電時(shí)，金屬碎片即帶電流，所產(chǎn)生的熱能使橋梁解凍，防止結(jié)冰。倫敦橋作為英國(guó)倫敦最古老和最有名的地標(biāo)之一，也是英國(guó)唯一一座在冬季加熱路面（在混凝土塊下面）防止天氣寒冷時(shí)路面結(jié)冰的橋梁。

在我國(guó)，電熱融冰技術(shù)也已在湖北恩施南鶴公路、建始旅游公路、內(nèi)蒙神華煤礦及甘肅蘭州市小西湖立交橋、京滬高速沂蒙段等路段成功應(yīng)用。

既然路面可以加熱，那么，橋梁拉索應(yīng)該也能設(shè)計(jì)加熱裝置防止結(jié)冰，但長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者梳理資料發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有對(duì)橋梁拉索加熱防止結(jié)冰的案例。徐恭義解釋到，主要原因是因?yàn)槔饔鲲L(fēng)晃動(dòng)的不穩(wěn)定性，提高了工程經(jīng)濟(jì)成本。

【編輯：符櫻】