高速公路橋梁冬季養護的可行性建議

宋 軍，宋 鋼

（1：新疆交投吐哈高速公路有限責任公司，新疆 哈密 839000；2：新疆交通投資（集團）有限責任公司哈密分公司，新疆 哈密 839000）

高速公路橋梁作為促進兩地之間經濟發展的關鍵樞紐，在日常的使用過程中必須要加大養護力度，并以此保證橋梁始終處于完好狀態，提高其承載能力，延長使用壽命，從而滿足通行要求。特別是在冬季，橋梁周圍的自然環境更加惡劣，且往往處于雪水、低溫等自然環境下，橋梁結構容易發生凍融、崩裂、變形等病害。為此，高速公路橋梁冬季養護應受到相關部門的高度重視。

1 案例概況

新疆交投吐哈高速公路有限責任公司哈密養護中心管養G30 高速公路，全長400 km，采用高速公路技術標準建設，路基分整體式路基和分離式路基，瀝青混凝土路面，雙向4 車道，設計時速120 km/h，該高速公路是連接內地的一條重要交通樞紐，共設有465 座橋梁，其中有9 座總長度為1 012.36 m 大橋，21 座總長度為 1 377.78 m 中橋，435座總長度為7 836.96 m 小橋。

2 高速公路橋梁冬季養護的影響因素

我國地域遼闊，南北方地區溫差較大，尤其是在冬季，其溫度更是相差懸殊，雖然南方地區的溫度在10℃左右，但依然會有凍雨現象的出現，而在北方的日均氣溫基本在0℃及以下，雪天更是十分常見。由此足以說明，北方的高速公路橋梁更容易出現結冰的情況，且在這樣持續性的低溫狀態下，會對橋梁造成極大的危害性，從而影響其正常運行。下文就雪水、持續低溫、融雪劑對橋梁造成的破壞予以詳細分析。

2.1 雪水的影響

冬季北方地區氣溫較低，地面上殘留的積雪難以在短時間內消融干凈。通常情況下，積雪在陽光照射和車輛的碾壓下融化，雪水會滲透至橋面和混凝土結構中，間接影響混凝土的結構，導致混凝土出現松散、泛漿甚至是坑槽等情況，這是引起橋梁結構病害的重要因素之一，如果不能及時解決和根治，病害就會越來越嚴重，進而降低橋梁使用壽命、威脅行車安全。

2.2 持續低溫的影響

在持續低溫情況下，會給橋梁帶來諸多的危害。高速公路橋梁以混凝土結構為主體，但其結構會由于持續低溫的影響而受到損壞。同時，在持續低溫的情況下，混凝土毛細管中的自由水會在零下時結冰，體積出現膨脹，使得抗壓強度受到影響。一旦混凝土的抗壓強度超過自身能夠承受的最大強度時，會導致橋面發生凍融、崩裂、變形等病害。此時，混凝土的整體結構就會遭到破壞，嚴重影響橋梁的穩定性和安全性。

2.3 融雪劑的影響

冬季的新疆日均氣溫基本在0℃以下，積雪一直為不融化狀態，但為了保證交通的暢通，相關部門會在橋面上拋灑一定量的融雪劑，其目的是為了加速冰雪融化的速度。眾所周知，雪溶劑的主要成分是Na，通過Na 來降低冰雪的凝固點，使冰塊快速融化，實現除雪的根本目的。但在橋面上拋灑融雪劑后，冰雪的滲透壓力就會隨之增強，嚴重危害橋梁結構的穩定性。加之，融雪劑中的Na 又會與橋梁的混凝土發生化學反應，降低混凝土性能，嚴重時還會破壞橋梁的結構。

3 高速公路橋梁養護的特點與重點

3.1 特點

3.1.1 強制性

為了保證行車的舒適性和安全性，需要橋梁具有一定的通行能力和運行環境。而由于高速公路橋梁養護標準屬于法律法規范疇，具有一定的強制性，在實際的養護工作中要注意每一個環節，并要做到事無巨細。

3.1.2 及時性

在對橋梁養護工作中，養護管理部門要隨時做好準備，及時進行養護管理工作。因為在日常的行車過程中，難免會發生一些突發情況。以發生交通事故為例，會一定程度地破壞橋梁的結構，影響車輛正常行駛，這時就需要養護單位能迅速到達事發地點，組織人員進行檢修，恢復交通。

另外，一些自然災害也會對橋面上的交通產生重要影響，比如泥石流、暴雪會影響橋梁正常通行，也需要養護人員能在第一時間內出動，控制災情，避免交通事故發生，保證高速公路橋梁暢通無阻。

3.2 重點

3.2.1 護欄養護

護欄作為高速公路橋梁的一種安全防護設備，是橋梁構造的重要組成部分，更是防護障礙物的有效手段。當護欄出現損壞或者缺陷時，雖不會對交通造成直接影響，但會影響橋容，會使行車失去安全感，降低交通安全使用水平。因此，對于出現損壞和有缺陷的橋梁護欄要及時養護。現行橋梁一般為鋼筋混凝土護欄，如若出現裂縫（如圖1 所示）或者剝落時，輕者可以灌注環氧樹脂膠修補，情況嚴重時應鑿除損壞部分重新修繕，必要時還應當及時更換護欄。

圖1 高速公路護欄常見病害－裂縫

3.2.2 橋面除雪

冬季橋梁除雪的主要目的是保證橋面的車輛能以設計的速度連續和安全的行駛。除雪方式通常有封路除雪和不封路除雪2 種，由于G30 線車流量較大，如果長時間封路除雪，會直接影響橋梁運行的經濟效益和社會效益，為此應大力提倡采用不封路除雪。目前，在我國北方現有的除雪設備有專用除雪設備機械、多功能養護車裝備、平地機及改裝后的裝載機輪式除雪機械設備。

根據積雪的程度不同，除雪作業又包括清除積雪、清除雪堤及移送積雪等。其中，清除新雪應當從降雪時開始，直至降雪停止為止。在具體的除雪過程中，在保證安全的前提下，要盡可能地提高除雪機械作業速度，其目的是能讓雪拋得更遠。通常來說，為了避免橋面上形成較高雪堤，在使用除雪機械作業時，速度需控制在30 km/h～35 km/h 內；如果遇到降雪量較大情況，每小時積雪厚度在3 cm～5 cm 時，則可使用單機作業來進行除雪；此外，當降雪量和交通量較大時，應使用除雪機聯合作業。聯合作業的優點是一次性將積雪運送至橋面外，消除風雪流對行車阻力的影響。

另外，除雪受溫度影響較大，抓住有利時機除雪是十分重要的，當降雪量較大且室外溫度在O℃左右時，機械除雪時，僅需撒少量的融雪劑，隨著地表溫度的增加、車輛輪胎與地面的摩擦，殘留的積雪會自行融化；而當室外溫度在O℃以下時，除雪的最佳時間應控制在13:00～14:00，要盡可能地使用機械消除積雪，少用或者不用融雪劑。這是因為融雪劑的主要成分為Na，Na 滲透到混凝土中，會使混凝土凍融，造成鋼筋腐蝕，導致橋面結構承載能力下降。

3.2.3 排水系統養護

若橋梁排水系統損壞或者堵塞，會造成橋面積水，引起車輛滑移，給行車安全帶來不利影響，這也是導致交通事故發生的一個重要因素。當積水通過排水系統裂縫進入混凝土結構時，不僅會使橋面銹蝕，還會造成橋面使用功能受到較嚴重影響。因此，如果橋面的泄水管、排水槽堵塞，應及時疏通，保證排水系統暢通。

此外，泄水管損壞要及時修補，接頭不牢、掉落需重新安裝，必要時還應予以更換。筆者曾在實際工作中遇到過以下情況，由于橋面泄水管接頭損壞，使得積雪消融的水倒流至梁板底部，使得梁板底部的混凝土出現凍融，造成混凝土脫落和鋼筋銹蝕[1]。

3.2.4 伸縮縫養護

橋面伸縮縫一般位于梁端薄弱部位，承擔著車輛反復通行的重要作用，由于其長時間暴露在大自然中，加之冬季受惡劣氣候條件的影響，伸縮縫會發生不同程度的損壞。為此，應當加大對橋梁伸縮縫定期的養護，及時清理伸縮縫內的垃圾，擰緊螺栓，使其發揮正常作用。但是，對于伸縮縫出現嚴重的缺陷或者損壞，養護工作人員應當根據伸縮縫的嚴重程度，找出其中原因，對其進行修補或者全部換新。

3.2.5 墩臺基礎養護

墩臺基礎養護的根本目的是為了保證橋梁結構的牢固性和穩定性，減少行車振動雪水沖刷。《高速公路橋梁養護規范》中明確規定，墩臺基礎養護需要從以下5 個方面做起。

1）養護前，及時清除污穢，使墩臺表面要保持清潔與干凈。

2）污工結構長期受低溫影響和雪水侵蝕而出現灰縫脫落，需重新勾縫。

3）橋面混凝土出現侵蝕脫落、蜂窩、麻面等病害時，應先及時清洗周圍鑿毛，再用水泥砂漿抹平。

4）塊石砌體鑲面出現損壞或風化時，需使用石料、混凝土預制塊補砌，要求結合牢固、色澤和質地應當與原砌體基本一致。

5）墩臺基礎沒有流水坡、坡面凹凸不平或者有裂縫時，應采用水泥砂漿或者混凝土鋪填，做成橫向坡度，方便排水。

4 高速公路橋梁冬季養護的可行性建議

4.1 定期檢查

橋梁定期檢查需要做好以下3 個方面工作。

1）健全與完善定期檢查管理制度，明確檢查責任，使定期檢查工作做到有章可循、有據可依。對于沒有按照制度規定開展定期檢查而造成的經濟損失，要將責任落實到人，并給予相關責任人相應的處罰[2]。

2）橋梁養護結束后，作為養護管理單位應及時組織人員檢查驗收，成立專業檢測驗收小組，評定檢查結果，保證養護質量，并能及時更新橋梁養護技術、養護信息等內容。

3）出具橋梁養護檢查報告，列舉影響橋梁養護因素，對橋梁養護數據信息進行匯總分析，提出針對性解決措施，為今后橋梁養護提供決策幫助和理論依據。

4.2 日常維修

主要負責G30 線的養護單位還要健全與完善橋梁日常養護維修制度，聘用專業能力強、有責任心的橋梁專業養護工程師，根據橋梁使用年限、承載能力制定日常維修計劃，加大日常巡查力度，做到經常性檢查，一旦發現橋梁發生凍融、崩裂、變形等的病害，及時開展維修作業，降低安全隱患，保證橋梁處于良好使用狀態[3]。

4.3 跟蹤檢測

橋梁養護單位應全面檢查橋面、護欄、墩臺及橋梁結構，對發現的凹陷、起翹、沉降等問題，應當及時分析問題產生的原因，采取針對性的方法予以解決。比如：對于橋梁鋼筋銹蝕或者空心板底部出現裂縫，可使用環氧樹脂水泥高壓注漿、高強灌封膠壓注或者碳纖維粘貼技術進行修補。

實踐證明：以上技術操作簡單、施工方便、經濟環保，可有效修補橋梁混凝土表面裂縫，提高橋梁自身結構強度，且無需設施錨固螺栓，不損傷橋梁原有結構，延長橋梁的使用壽命。同時，高速公路橋梁養護單位還應當根據橋梁所在地的季節特點，制定適合橋梁的養護技術，比如在炎熱夏季，可以在橋面噴水，防止橋面干裂；在晴朗的冬季，可提前在前面鋪撒防護砂，在降雪時方便車輛順利通行，減少由于路滑事故對橋梁造成的影響。與此同時，高速公路養護單位還應當貫徹預防為主的養護方針，制定橋面微表處預防性養護措施，保證橋梁養護的有效性。

4.4 狀況評定

高速公路橋梁狀況評定需要綜合以下3 個方面內容。

1）分幅評定。橋梁結構形式多樣，在分幅評定中應結合橋梁的結構形式進行，尤其對于含有左右幅橋、輔道橋等結構的橋梁，應加大分幅評定力度，并以最低評定等級為標準實施分幅評定。

2）逐孔評定。假如本項目橋梁橋孔較多，在評定其使用狀況時，應對每一個孔進行單獨評定，并以最差的評定結果作為綜合評定結果，為養護人員提供幫助，保證橋梁整體質量。

3）總體評定。在評定橋梁狀況時，還應當結合橋梁的結構性能和承載能力，進行總體評定，體現橋梁安全性和穩定性的重要意義。尤其對于小比例部件和養護后新增部件出現病害時，先應綜合考慮橋梁結構整體情況，在進行使用狀況評定。

4.5 強化素質

高速公路養護單位應加大對技術能力強、橋梁養護經驗豐富人員的重視程度，不斷壯大橋梁養護隊伍，將健全與完善的養護制度應用到實際工作中，并定期開展教育培訓，豐富他們的理論知識，促使其技能更進一步地提升。對于養護工作人員來說，也要主動和積極地學習高速公路橋梁養護各項規范和技術標準，嚴格執行養護流程，并不定期進行巡檢，針對橋面出現的質量問題開展針對性的修復。

5 結語

綜上所述，為了延長高速公路橋梁的使用壽命，提升高速公路橋梁服務水平，對其進行養護是必不可少的。因此，應加大和注重高速公路橋梁養護力度，合理分析養護過程中的影響因素，減少橋梁安全隱患，以此不斷提高高速公路橋梁的承載能力和使用壽命。