0引言
随着科学技术的不断进步，社会生活水平得以逐步提高，人们物质文化生活也变得越来越丰富了，有越来越多的人选择乘飞机外出旅游、办公等，享受其带来的方便快捷等好处。但是，旅客登机桥。(以下简称登机桥)作为连接飞机与候机楼固定廊桥的一种可移动式廊桥，是一种设备，它在给人们带来方便的同时，由各种不同因素而造成的安全事故也时有发生，见诸报端。根据台湾《苹果日报》报道，台湾桃园国际机场一条停用准备检修中登机桥，在驱动轮横架梁与驱动立柱的衔接处突然发生断裂，正在另一登机桥桥位下机的乘客见此情况，吓得心惊胆颤。又据中国新闻网和香港《大公报》报道:香港国际机场的一条登机桥，因为登机桥及转台立柱之间的接驳面在制造时有缺陷，接驳面不平滑，导致接驳螺栓出现金属疲劳，最终螺栓断裂，导致登机桥坍塌。尽管这两起登机桥安全事故没有造成大的人员伤亡，但是都给当地的旅游业带来了不同程度的影响。同时，由于登机桥处在机场这样重要的窗口位置，其安全性也引人倍加关注。
人们常说态度决定一切，细节决定成败。在产品设计中也同样适用。登机桥作为一种载人用的可移动式设备，除遵循一般普通设备的安全性要求外，还有其特殊性。经过与国外登机桥制造厂商合作，在消化、吸收、总结国外先进经验基础上，结合国内实际情况，注重登机桥安全的设计、制造、使用、维护细节，消除影响登机桥安全的相关因素，对保障旅客的生命安全具有重要意义。登机桥的构成在分析影响旅客登机桥安全的因素之前，简单介绍一下登机桥的组成及其基本功能。登机桥主要构成及功能如下:
(1)旋转平台(登机桥与航站楼或固定桥的联接部分，其底部固定在与机坪基础连接的立柱上，是登机桥水平旋转运动中心及升降运动的铰轴支撑中心);
(2)活动通道(航站楼与飞机之间的主体，通过升降机构以及其自身与旋转平台铰接实现升降运动，通过行走机构实现水平旋转和伸缩运动);
(3)升降机构(登机桥实现升降运动的驱动机构);
(4)接机平台(接机口旋转运动的中心，可按客户需要安装服务门和服务梯供工作人员使用，也可作为紧急疏散出口，也可安装登顶梯，为工作人员维修提供方便);
(5)接机口(登机桥的前端与飞机舱门相接部分，通常装有控制台);
(6)行走机构(登机桥实现旋转和伸缩运动的驱动机构);
(7)服务梯(登机桥与机坪之间的阶梯通道，通常可随登机桥同步移动);
(8)立柱(底部固定在机坪基础上，顶部与旋转平台连接)。
在飞机停靠泊位后，由登机桥操作者操作登机桥在规定时间内通过接机口与飞机舱门连接，以便旅客及时通过登机桥到达目的地。在旅客上机或下机的过程中，飞机因为旅客人数、重量不同，其高度位置也不同。为随时保持登机桥与飞机舱门高度位置的一致性，在接机口侧面配备有一跟踪轮装置，把飞机的高度位置变化信号实时自动传递给操作台自动控制系统，同时发出指令使登机桥的高度随飞机舱门的高度变化一致，让旅客如履平地。
2在结构设计中影响安全的因素
2.1安全系数的选取确定
在设计产品或设备之初，安全系数均是必须优先考虑的一个重要参数，登机桥的设计也不例外。但是考虑到登机桥作一种载人的可移动式设备，同时又是大型设备，重达30吨以上，其安全系数的选取应谨慎一些，通常比常规选取要偏大一些，但也不能超出太多，一般偏大0.5为宜。这点是设计人员在设计时容易忽略之处。在后续的设计、校核过程中可根据不同结构作适当修正，以求在设计阶段保证登机桥的安全性。
2.2结构应力计算和强度校核
如今计算机辅助设计技术已十分发达，在登机桥三维模型设计过程中，根据设计阶段的不断推进，所设计的结构强度和应力也可按需进行模拟计算，以便实时改进薄弱环节，有针对性地对不合理的结构进行改进，使产品在理论设计阶段就达到比较理想的状态。在完成登机桥的理论结构模型设计后，再用专门的有限元分析软件进行桥架结构的有限元分析，做到边设计边修正，以保证安全，结构合理，承载能力足够并有一定裕度，相关分析计算可参见武汉理工大学王鹏著的《钢结构波纹板登机桥的有限元分析》，武汉理工大学杨蔚华、刘刚、董明望合著《新型玻璃幕墙式登机桥结构有限元分析》，此处就不再详细讨论。
当然，实践是检验真理的唯一标准，任何产品都要经历各项实验、试验的检验合格后才可以正式运用于实际生活中。同样在登机桥样桥制作完成后就应立即进行实际的载荷试验和结构应力试验等主要试验。
进行载荷试验的主要步骤如下:首先，将登机桥活动通道伸展到最长位置，并水平放置，空载时测量两支撑点之间的距离(设为L)，升降机构外壳立柱与驱动轮横架梁之间的距离(设为H)，注意这里的支撑点是指活动通道与旋转平台或固定平台之间的铰轴中心或升降立柱中心，而不是指旋转平台或固定平台的旋转中心;其次，将顶板和地板规定的载荷均匀分布在登机桥的整个地板面上，为保证在规定时间内加载规定的均匀载荷，建议让多个操作者加载，比如20人同时向登机桥内地板平面，包括旋转平台地板和接机平台地板，迅速完成在规定时间内加载规定载荷这一要求(规定载荷指地板载荷不低于每平方米2000牛顿，顶板载荷不低于每平方米1200牛顿);再次，载荷施加完成后，静置一段时间，测量活动通道在两支撑中心的最大变形量0L值，并计算0L/L的值;测量升降机构外壳立柱与驱动轮横架梁之间的滑移量，设为△H，这两项指标均应满足《登机桥》民用航空行业标准的相关技术要求。否则，登机桥因为承载能力不足，极易引起诸如登机桥突然坍塌等这样的安全事故。
为节省时间，在载荷试验的同时也可进行结构应力试验时。事先准备好应力测试试验所使用的相关测试工具、应力测试仪器设备，在登机桥的桥架结构的各主要受力点粘贴应力应变片，用数据线连接应力应变片与测试仪器，随着载荷的逐渐增加，测试出应力应变曲线;加载完成后应继续保载一定时间，观察应力应变曲线的变化情况。测得的曲线及应力应变值应满足相关设计规范要求。值得注意的是在试验之前可根据设计分析和经验选定各主要受力点，仔细除去受力点表面的油漆、油污、铁锈等杂质，露出金属本色，平整地把应变片贴在金属表面，应力应变片不得有扭曲、变形、破损等缺陷，以免影响数据传递的准确性。
为防止机场台风等情况对登机桥的影响，增加登机桥锚泊时的安全可靠性，修建机坪时，在登机桥收缩停泊位置，应考虑预置锚泊螺栓，一旦有台风等大风经过时，就可用钢丝绳在登机桥的两侧与锚泊螺栓相固定，消除或减轻登机桥的剧烈摇晃，防止出现安全事故。
此外，还应在登机桥极限伸展状态下进行详细的风载荷、雪载荷(尤其在南方地区使用的登机桥也应计算，不应忽略)、动载荷、静载荷、旋转平台与立柱连接螺栓强度，旋转平台与机坪连接的地脚螺栓强度，驱动立柱强度，遮雨棚驱动强度校核计算，以满足不同机场对登机桥的特殊要求。
2.3工艺方法的设计
由于登机桥绝大部分是经焊接而成的钢架结构体，加之每个通道的长度尺寸较长，通常在12米以上，普通的由某单个操作人员完成一条焊缝的焊接方法已经不适合这样的长焊缝焊接。这就提出了一个如何对长焊缝进行焊接，保证产品质量，减少应力集中，减轻变形的问题。
建议采用对称焊接的工艺方法较为合理，即采用单条焊缝从中间向两端焊接;对称焊缝分两组同时进行焊接的原则。为消除或减少在焊接过程中产生的焊接应力，减少变形，通常的做法是:把通道的四侧(顶板，底板，两侧壁)单独作为一个整体，焊接人员分偶数组，同时焊接。焊接时各组的焊接工艺参数应一致，每组的焊接速度应力求一致，在整条焊缝焊接完成以前，中途不停顿，以保证在焊接时焊缝的热膨胀以及在焊缝冷却收缩时的应力对称分布，减少焊接翘曲等变形，减轻产品由于应力集中而造成拉伤或拉裂;单侧部件焊接完成后，再在专用工装上进行一个活动通道的组装焊接，组装焊接时亦应采用同样的原则。一个活动通道的四侧焊接完成后，再进行整体抛丸、喷砂处理，进一步消除焊接应力，减轻变形，增加疲劳强度，消除安全隐患，降低安全事故的发生率。
2.4紧急撤桥的安全措施
所谓紧急撤桥是指当登机桥与飞机已经成功对接的情况下，使用方在紧急情况下需要在规定的时间内立即解除登机桥与飞机的对接。而这种紧急情况常常是不确定的，比如停电、飞机发生故障、登机桥发生故障等等，都应能及时撤退登机桥距离飞机至少一米以上。这就要求在登机桥的设计时就要考虑多种方式，以备不时之需。
目前不同生产厂商设计有不同的撤桥方式:如中集天达公司的自动与手动组合;日本新明和公司的自动、UPS不间断电源和拖杆退桥装置组合等等。
所谓自动退桥方式是在登机桥没有停电的情况下，由登机桥操作者按正常程序退桥，不需额外的人力，也最为节省时间。
所谓手动退桥方式是在登机桥停电的情况下，由登机桥维护保障人员采用摇柄等专用工具驱动电机轴，带动登机桥向后撤离，这种方式也比较方便及时，但需至少额外增加两名操作人员，同时用摇柄驱动两台电机。
UPS不间断电源退桥方式就是设计时配备相应的UPS不间断电源，一旦市电供电停止时，登机桥可以立即启用UPS备用电源，无需中间转换，与自动撤桥方式一样，所需时间最少，不需额外增加操作人员。
拖杆退桥装置退桥方式就是在设计登机桥的同时设计一个拖杆退桥装置，在停电时用拖杆退桥装置的一端与拖车挂钓相连，另一端与登机桥的驱动装置下部横梁相连接，用拖车提供的牵引力，拖动登机桥后退撤离飞机。这种退桥方式需额外增加两名操作者和一名拖车司机，人员的劳动强度较小，花费的时间最长，在十三到十五分钟间。
综合考虑机场客户的要求以及供应商的设计能力等的因素，比较以上几种退桥方式方法，为能在紧急情况下快速地安全撤离登机桥，解除故障危机，消除安全隐患，建议在以后的登机桥的设计中考虑采用自动退桥、UPS不间断电源退桥和手动退桥这三种方式的组合较好，节省财力、时间，不额外增加过多的操作人员，符合用户的要求。
2.5安全防护措施
在把登机桥调整至水平，进行登机桥的维护、保养、安全点检时，这时登机桥的顶部高度通常的10米左右，属高空作业。据操作人员讲述:因为登机桥的外侧顶部没有防护栏，操作人员在顶部作业时，即使是穿上安全服，也会由于安全绳无系栓位置而造成阴影，心里感到恐慌，甚至恐惧，慌乱中就有可能发生人身伤害事故。有鉴于此，建议设计登机桥时，考虑在其外侧顶部增加安全防护栏，消除作业人员在高空进行登机桥的维护、保养、安全点检时恐惧心理，既有利于安全绳索位置的固定，也有利于作业人员放心作业。同时也保障了在高空作业不出人身意外事故。
2.6人性化安全设计
人性化设计是登机桥设计中必须考虑的。比如，在活动通道连接处设计一段过渡区，相对于通道向下倾斜的一块地板，斜板下倾坡度一般设置成小于30并与内侧活动通道铰接，这样设计的目的是:其一，便于清洁过渡区域下部的杂物;其二，便于旅客行李的移动;其三，便于旅客行进的安全，不踢脚，不摔跤，尤其是对坐轮椅等行动不便的旅客，可以在没有其它人员帮助的情况下轻松地通过活动通道，顺利到达目的地。
在活动通道连接处的侧端面，为保证内外通道能顺利活动，两通道之间留有一定的间隙，如果有纸屑、小本棍等杂物在两活动通道的间隙的底板上，其一，极易影响滚轮与轨道的磨损，缩短滚轮的使用寿命;其二，清洁工在拾取纸屑等杂物，因通道之间的间隙较小，时常有被夹手的情况。建议在端部设计一封板，封挡两活动通道之间的间隙，即可避免纸屑等杂物进入活动通道的间隙，消除安全隐患。
3在自动控制系统方面影响安全的因素
控制器的设置原则:一般应按双重设计、与主电源互锁的设计等。单重设置限位控制器或声光报警器均不可取。
登机桥在桥身左右摆动、前后伸展收缩，驱动立柱上下升降，接机平台绕旋转中心旋转时，为不使其移动位置超出设计范围，均应设置极限限位控制器。当摆动(伸展)至极限位置之前3-50时还应设置报警器，其位置应在操作平台上显示提请操作人员注意，减速操作，察看登机桥周围是否有障碍物，一旦发现有障碍物，应立即停止操作，移走障碍物后方可继续操作;当继续移动登机桥至极限位置，触发极限限位控制器时，应设置互锁装置，控制系统CPU应能立即发出指令，自动断开驱动系统与主电源的电源开关，自动停止操作，使登机桥不能再继续移动，以达到保护设备安全的目的，同时防止了人为的疏忽或误操作。
与上述同样原理，在接机时，在接机平台上与飞机舷梯接触的位置，除应设置缓冲装置外，在接机平台的两端和中间位置应设置限位控制器;在登机桥靠机翼一侧，设置位置传感器，在靠机操作中发出报警，提醒操作人员注意集中精力操作，防止操作人员疏忽或误操作等原因，强使登机桥还继续动作，此时控制系统CPU将立即发出指令，自动断开登机桥与主电源开关，避免发生擦剐机身或机翼的安全事故。
后置安全摄像机的安装。因后视镜一般安装在接机平台外侧立面上，在靠机时，随着接机平台的旋转，后视镜也一起旋转，这样就造成桥身下面的行走机构有盲区，脱离操作者的视线，操作者为观察到行走机构的实际情况，就会不停地往返于操作台和维修平台之间，以便了解到行走机构的实际情况，这容易引起操作者的慌乱，操作失误，出现安全事故。为避免此种不安全的情况出现，让操作者实时观察到桥身外部的实际情况，应在旋转平台外侧或立柱上设置实时摄像机，将其面实时传递到操作台，以便操作人员能及时发现桥身下面的情况，准确操作登机桥，避免操作者的频繁走动，消除安全隐患。
4在设备使用维护保弄中影响安全的因素
设备操作人员和维护保养人员，应认真仔细阅读登机桥设备供应商提供的操作使用维护保养手册，接受登机桥供应商专门针对登机桥操作、维护保养提供的岗前培训，理解手册中的注意事项，警告事项，危险事项，熟练掌握各种操作程序，尤其是在紧急情况下的处理程序，不得在紧张中操作失误。对自己不能处理的事项及时提请相关部门，联系供应商，由供应商排出专业人员进行维修处理。
操作人员应能明白操作屏上显示的各种符号，懂得与错误代码对应的解释、提示信息，及时排除由于误操作带来的安全隐患。
维护保养人员应按登机桥设备维护保养手册，坚持按点检表内容进行日常点检，月检，季检，注意对滚轮与轨道间，传动链条与链轮间等活动部位的润滑情况，及时补充手册规定牌号的润滑油脂，防止出现干摩擦，损坏传动部件。密切注意驱动电机内润滑油的质量，当润滑油的颜色变异，质量下降时，应及时更换新的同牌号润滑油;当电机内油量不足时，也应及时补充足量的规定牌号润滑油，以保持驱动电机的正常运转。
5结论
综上所述，对旅客登机桥产品，提出了一些影响其安全性的因素，设计者在结构设计方面，自动控制方面，使用维护保养等方面，注重各种参数的确定、工艺方法的选择、控制系统的合理设置、安全细节设计，在脑子中时时绷紧安全这根弦，从源头消除各种影响登机桥的不良安全因素，就能保障旅客登机桥的安全性，同时也给旅客、操作维护保养人员提供一个安全的环境。