马鞍山长江大桥位于安徽省东南部马鞍山境内，是国家高速G4221沪武高速公路的组成部分，路线全长36.14千米，其中跨江大桥全长11千米，于2013年12月31日通车运营。

图1 马鞍山长江大桥左汊主桥

左汊主桥采用三塔两跨悬索桥桥型方案，桥跨布置为2×1080米，在建设期跨度位居世界同类桥梁首位。钢箱梁两跨连续，中塔处则以塔梁固结结构体系与中塔下横梁固结；中塔选用钢－混叠合塔，上塔柱为钢结构，下塔柱为预应力混凝土结构。

右汊斜拉桥跨径布置为（38+82+2×260+82+38）米，全长760米，为三塔六跨的双索面半漂浮体系斜拉桥，斜拉索采用平行钢丝，主梁为预应力混凝土π形双边箱梁，主塔则选用拱形混凝土桥塔。

图2 马鞍山长江大桥右汊斜拉桥

大桥自通车以来交通流量逐年上升，年平均日交通量从2014年的1.2万辆上升至2022年的5.1万辆，重大节假日最大日交通量达14万辆。

大桥位于长江下游干线航道，地处长三角腹地。运营期主要面临以下风险：

自然灾害：台风、强对流天气、地震、洪水等；

火灾：缆索区及桥下发生车致或堆积物引发的火灾；

营运安全：缆索坠冰、伸缩缝损坏、支座串动等影响行车安全事件；

撞击：船舶或车辆撞击桥梁；

荷载：超限车辆过桥，严重交通拥堵等；

新型结构：设计偏差及检测评价规范缺失带来的风险；

结构损伤：吊索及斜拉索失效、索夹滑移等。

养护公司建立了一套科学的养护管理体系，制定了完善的桥梁养护管理制度，编制了桥梁养护规划、指南、手册、应急预案及作业指导书等养护文件，形成安徽省长大桥梁养护系列地方标准，对桥梁养护管理“干什么”“怎么干”“何时干”等都有明确规定。

马鞍山大桥的养护工作主要包括检查、维修、应急、评估四个方面。

图3 马鞍山大桥养护工作体系

作为桥梁养护的基础工作，公司严格按照行业养护标准的相关规定，加强特殊结构、重点病害、突发事件的巡查检测，开展桥梁检查工作。

1.初始检查。公司在桥梁通车一年内做首次全面检查，掌握桥梁技术状况，建立桥梁初始状态信息库，为后期的检查提供基准参数，包括：几何空间线形、受力、振动、损伤等。

2.日常巡查。由现场分公司实施，包括日巡查及夜巡查，主要对桥面及其以上部分的桥梁构件、结构异常变位、桥梁安全保护区、测量控制网以及航空航道灯等进行日常巡视。 

3.经常检查：公司根据养护规范相关规定，在养护手册中科学设置经常检查周期及覆盖率，明确检查方法及检查要点，对桥面设施、上部结构、下部结构及附属构造物的技术状况进行抵近检查。主桥构件每年覆盖一次，重点病害每月检查一次。

4.定期检查：对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行的全面检查及等级评定。根据所编制的《长大桥梁养护指南 第3部分:定期检查工作验收》开展包含前期核查、过程核查和成果验收在内的三阶段核查验收；每3年开展一次结构安全性评估。

5.特殊检查。对于经检和定检中需进一步判明构件损伤原因、程度或使用能力的构件，拟通过加固手段提高荷载等级的桥梁，或当桥梁受到灾害性损伤，进行专门的试验检测等鉴定工作。对桥梁承载能力、抗灾能力、耐久性能、水中基础技术状况进行检查与评定，以及对定期检查中难以判明病害成因及程度的桥梁进行检查。

针对检查中存在的难点及问题，采取不同解决方案，以保证桥梁检查工作质量。大桥目前所采用的先进检查技术可参见表2。

公司根据历年的检查结果，建立大桥的病害库，对病害实行动态管理，形成了“咨询（若有）-观测-设计-实施-验收-后评价”一整套的病害标准化处置流程。建立桥梁病害知识库，桥梁病害处置方案科学合理、病害处置及时有效，确保桥梁结构安全。大桥历年重点病害及处置情况可参见表3。

公司设立桥梁病害知识库，采用Neo4j图数据库建立病害管养知识图谱，大幅提升管养策略制定的精准度和专业性，提高管养效率，供桥梁工程师采纳较为先进的技术，提升管养质量，增加管养工作的智能化程度，降低成本。

按照“预防为主、防治结合”的方针，在桥梁养护规范的基础上，公司面对大桥大流量交通的实际情况，重点关注钢桥面铺装、吊索、斜拉索、伸缩缝、阻尼器等构件养护，制定预防性养护对策和时机，积极采用“四新”技术及快速养护技术，以达到治未病、防风险的目的。

面对桥区复杂环境及大交通流量现状，公司在大桥通车伊始即构建了完整的应急管理体系，在历年养护实践中不断总结经验并调整完善。目前已形成完整的桥梁养护应急指挥体系、应急预案、应急专家库、应急队伍库、《应急处置办法》，明确应急报告、值守及处置相关程序。

此外，公司不断提升先进技术在应急管理中的作用，持续开展突发事件极端工况下的结构响应及敏感性分析，找出敏感因子，设置合理结构报警阈值，提出应急响应相关措施及建议。通过桥梁健康监测系统，提前预知可能发生的突发事件，避免或减轻事件造成的结构损伤，并在最快的时间内消除影响、恢复桥梁的基本功能。

针对部分发生概率较大的突发事件场景，在健康监测系统内开发专项处置页面，罗列可能的风险点及管控要点，全面监控外部环境、作用及结构响应，集中展示相关关键数据，确保桥梁工程师快速、实时掌握桥梁状态，确保系统在关键时刻“管用、顶用、好用”。

图4  长大桥梁结构健康监测平台

国内长大桥梁监测评估方面普遍存在数据挖掘程度不足、人工检测和实时监测数据融合难度大、现行评估体系和方法对长大桥梁适应性不够等难点。有鉴于此，公司研发存储、数据库、查询、传输等方面先进技术，建立省级长大桥梁结构健康监测平台，实现监测检测一体化，应用于桥梁结构评估及评定工作。

MongoDB数据库+时间序列数据库技术的应用，根据桥梁养护监测数据的特点，采用MongoDB数据库，可减少对数据库的冲击，提升写入和查询的性能；针对桥梁养护数据特点，采用时间序列数据库，可节约数据存储空间达33%。

在数据融合方面，充分利用全省ETC门架资源和收费站称重数据，依托数据融合技术，实现实时动态感知，分析全省高速重车荷载数据，并接入桥梁健康监测系统。实现了车辆动态称重、测速，实时监控危化品运输车辆，并可提前预测桥梁拥堵情况，为公司决策提供依据。

目前，数据采集实时传输、查询，实现了速度由传统10分钟级到秒级的跨越，监测检测从孤立到统一的分析评估。

图5 桥梁病害管养知识图谱

图6 桥梁病害管养知识库构建示意图

长虹跃碧波，天堑变通途。马鞍山长江大桥通车已近10年，为安徽省全域融入长三角区域一体化发展，加快建设交通强国创造了有利条件和坚实支撑。

目前，大桥整体技术状况良好，跨江主桥历年技术评定均为I类桥。后期，将按照大桥近中期养护管理规划的内容，以科技创新为引领，加大科技成果研发应用，实现“一流管理、一流技术、一流养护，一流团队”的目标，不断提升马鞍山长江大桥安全耐久水平。