高速公路橋梁冬季養(yǎng)護(hù)的可行性建議

宋 軍，宋 鋼

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

高速公路橋梁作為促進(jìn)兩地之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵樞紐，在日常的使用過程中必須要加大養(yǎng)護(hù)力度，并以此保證橋梁始終處于完好狀態(tài)，提高其承載能力，延長(zhǎng)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(huán)境更加惡劣，且往往處于雪水、低溫等自然環(huán)境下，橋梁結(jié)構(gòu)容易發(fā)生凍融、崩裂、變形等病害。為此，高速公路橋梁冬季養(yǎng)護(hù)應(yīng)受到相關(guān)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(zé)任公司哈密養(yǎng)護(hù)中心管養(yǎng)G30 高速公路，全長(zhǎng)400 km，采用高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，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(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h，該高速公路是連接內(nèi)地的一條重要交通樞紐，共設(shè)有465 座橋梁，其中有9 座總長(zhǎng)度為1 012.36 m 大橋，21 座總長(zhǎng)度為 1 377.78 m 中橋，435座總長(zhǎng)度為7 836.96 m 小橋。

2 高速公路橋梁冬季養(yǎng)護(hù)的影響因素

我國(guó)地域遼闊，南北方地區(qū)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(qū)的溫度在10℃左右，但依然會(huì)有凍雨現(xiàn)象的出現(xiàn)，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(xiàn)結(jié)冰的情況，且在這樣持續(xù)性的低溫狀態(tài)下，會(huì)對(duì)橋梁造成極大的危害性，從而影響其正常運(yùn)行。下文就雪水、持續(xù)低溫、融雪劑對(duì)橋梁造成的破壞予以詳細(xì)分析。

2.1 雪水的影響

冬季北方地區(qū)氣溫較低，地面上殘留的積雪難以在短時(shí)間內(nèi)消融干凈。通常情況下，積雪在陽(yáng)光照射和車輛的碾壓下融化，雪水會(huì)滲透至橋面和混凝土結(jié)構(gòu)中，間接影響混凝土的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)松散、泛漿甚至是坑槽等情況，這是引起橋梁結(jié)構(gòu)病害的重要因素之一，如果不能及時(shí)解決和根治，病害就會(huì)越來越嚴(yán)重，進(jìn)而降低橋梁使用壽命、威脅行車安全。

2.2 持續(xù)低溫的影響

在持續(xù)低溫情況下，會(huì)給橋梁帶來諸多的危害。高速公路橋梁以混凝土結(jié)構(gòu)為主體，但其結(jié)構(gòu)會(huì)由于持續(xù)低溫的影響而受到損壞。同時(shí)，在持續(xù)低溫的情況下，混凝土毛細(xì)管中的自由水會(huì)在零下時(shí)結(jié)冰，體積出現(xiàn)膨脹，使得抗壓強(qiáng)度受到影響。一旦混凝土的抗壓強(qiáng)度超過自身能夠承受的最大強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橋面發(fā)生凍融、崩裂、變形等病害。此時(shí)，混凝土的整體結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞，嚴(yán)重影響橋梁的穩(wěn)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(tài)，但為了保證交通的暢通，相關(guān)部門會(huì)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(diǎn)，使冰塊快速融化，實(shí)現(xiàn)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(huì)隨之增強(qiáng)，嚴(yán)重危害橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。加之，融雪劑中的Na 又會(huì)與橋梁的混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低混凝土性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)破壞橋梁的結(jié)構(gòu)。

3 高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)與重點(diǎn)

3.1 特點(diǎn)

3.1.1 強(qiáng)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(yùn)行環(huán)境。而由于高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)屬于法律法規(guī)范疇，具有一定的強(qiáng)制性，在實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作中要注意每一個(gè)環(huán)節(jié)，并要做到事無巨細(xì)。

3.1.2 及時(shí)性

在對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)工作中，養(yǎng)護(hù)管理部門要隨時(shí)做好準(zhǔn)備，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理工作。因?yàn)樵谌粘５男熊囘^程中，難免會(huì)發(fā)生一些突發(fā)情況。以發(fā)生交通事故為例，會(huì)一定程度地破壞橋梁的結(jié)構(gòu)，影響車輛正常行駛，這時(shí)就需要養(yǎng)護(hù)單位能迅速到達(dá)事發(fā)地點(diǎn)，組織人員進(jìn)行檢修，恢復(fù)交通。

另外，一些自然災(zāi)害也會(huì)對(duì)橋面上的交通產(chǎn)生重要影響，比如泥石流、暴雪會(huì)影響橋梁正常通行，也需要養(yǎng)護(hù)人員能在第一時(shí)間內(nèi)出動(dòng)，控制災(zāi)情，避免交通事故發(fā)生，保證高速公路橋梁暢通無阻。

3.2 重點(diǎn)

3.2.1 護(hù)欄養(yǎng)護(hù)

護(hù)欄作為高速公路橋梁的一種安全防護(hù)設(shè)備，是橋梁構(gòu)造的重要組成部分，更是防護(hù)障礙物的有效手段。當(dāng)護(hù)欄出現(xiàn)損壞或者缺陷時(shí)，雖不會(huì)對(duì)交通造成直接影響，但會(huì)影響橋容，會(huì)使行車失去安全感，降低交通安全使用水平。因此，對(duì)于出現(xiàn)損壞和有缺陷的橋梁護(hù)欄要及時(shí)養(yǎng)護(hù)?，F(xiàn)行橋梁一般為鋼筋混凝土護(hù)欄，如若出現(xiàn)裂縫（如圖1 所示）或者剝落時(shí)，輕者可以灌注環(huán)氧樹脂膠修補(bǔ)，情況嚴(yán)重時(shí)應(yīng)鑿除損壞部分重新修繕，必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換護(hù)欄。

圖1 高速公路護(hù)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(shè)計(jì)的速度連續(xù)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(zhǎng)時(shí)間封路除雪，會(huì)直接影響橋梁運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為此應(yīng)大力提倡采用不封路除雪。目前，在我國(guó)北方現(xiàn)有的除雪設(shè)備有專用除雪設(shè)備機(jī)械、多功能養(yǎng)護(hù)車裝備、平地機(jī)及改裝后的裝載機(jī)輪式除雪機(jī)械設(shè)備。

根據(jù)積雪的程度不同，除雪作業(yè)又包括清除積雪、清除雪堤及移送積雪等。其中，清除新雪應(yīng)當(dāng)從降雪時(shí)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(jī)械作業(yè)速度，其目的是能讓雪拋得更遠(yuǎn)。通常來說，為了避免橋面上形成較高雪堤，在使用除雪機(jī)械作業(yè)時(shí)，速度需控制在30 km/h～35 km/h 內(nèi)；如果遇到降雪量較大情況，每小時(shí)積雪厚度在3 cm～5 cm 時(shí)，則可使用單機(jī)作業(yè)來進(jìn)行除雪；此外，當(dāng)降雪量和交通量較大時(shí)，應(yīng)使用除雪機(jī)聯(lián)合作業(yè)。聯(lián)合作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)是一次性將積雪運(yùn)送至橋面外，消除風(fēng)雪流對(duì)行車阻力的影響。

另外，除雪受溫度影響較大，抓住有利時(shí)機(jī)除雪是十分重要的，當(dāng)降雪量較大且室外溫度在O℃左右時(shí)，機(jī)械除雪時(shí)，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(huì)自行融化；而當(dāng)室外溫度在O℃以下時(shí)，除雪的最佳時(shí)間應(yīng)控制在13:00～14:00，要盡可能地使用機(jī)械消除積雪，少用或者不用融雪劑。這是因?yàn)槿谘﹦┑闹饕煞譃镹a，Na 滲透到混凝土中，會(huì)使混凝土凍融，造成鋼筋腐蝕，導(dǎo)致橋面結(jié)構(gòu)承載能力下降。

3.2.3 排水系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)

若橋梁排水系統(tǒng)損壞或者堵塞，會(huì)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(dǎo)致交通事故發(fā)生的一個(gè)重要因素。當(dāng)積水通過排水系統(tǒng)裂縫進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅會(huì)使橋面銹蝕，還會(huì)造成橋面使用功能受到較嚴(yán)重影響。因此，如果橋面的泄水管、排水槽堵塞，應(yīng)及時(shí)疏通，保證排水系統(tǒng)暢通。

此外，泄水管損壞要及時(shí)修補(bǔ)，接頭不牢、掉落需重新安裝，必要時(shí)還應(yīng)予以更換。筆者曾在實(shí)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(xiàn)凍融，造成混凝土脫落和鋼筋銹蝕[1]。

3.2.4 伸縮縫養(yǎng)護(hù)

橋面伸縮縫一般位于梁端薄弱部位，承擔(dān)著車輛反復(fù)通行的重要作用，由于其長(zhǎng)時(shí)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(huì)發(fā)生不同程度的損壞。為此，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)橋梁伸縮縫定期的養(yǎng)護(hù)，及時(shí)清理伸縮縫內(nèi)的垃圾，擰緊螺栓，使其發(fā)揮正常作用。但是，對(duì)于伸縮縫出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷或者損壞，養(yǎng)護(hù)工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)伸縮縫的嚴(yán)重程度，找出其中原因，對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)或者全部換新。

3.2.5 墩臺(tái)基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)

墩臺(tái)基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)的根本目的是為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的牢固性和穩(wěn)定性，減少行車振動(dòng)雪水沖刷。《高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范》中明確規(guī)定，墩臺(tái)基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)需要從以下5 個(gè)方面做起。

1）養(yǎng)護(hù)前，及時(shí)清除污穢，使墩臺(tái)表面要保持清潔與干凈。

2）污工結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受低溫影響和雪水侵蝕而出現(xiàn)灰縫脫落，需重新勾縫。

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

4）塊石砌體鑲面出現(xiàn)損壞或風(fēng)化時(shí)，需使用石料、混凝土預(yù)制塊補(bǔ)砌，要求結(jié)合牢固、色澤和質(zhì)地應(yīng)當(dāng)與原砌體基本一致。

5）墩臺(tái)基礎(chǔ)沒有流水坡、坡面凹凸不平或者有裂縫時(shí)，應(yīng)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(yǎng)護(hù)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(gè)方面工作。

1）健全與完善定期檢查管理制度，明確檢查責(zé)任，使定期檢查工作做到有章可循、有據(jù)可依。對(duì)于沒有按照制度規(guī)定開展定期檢查而造成的經(jīng)濟(jì)損失，要將責(zé)任落實(shí)到人，并給予相關(guān)責(zé)任人相應(yīng)的處罰[2]。

2）橋梁養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，作為養(yǎng)護(hù)管理單位應(yīng)及時(shí)組織人員檢查驗(yàn)收，成立專業(yè)檢測(cè)驗(yàn)收小組，評(píng)定檢查結(jié)果，保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，并能及時(shí)更新橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)、養(yǎng)護(hù)信息等內(nèi)容。

3）出具橋梁養(yǎng)護(hù)檢查報(bào)告，列舉影響橋梁養(yǎng)護(hù)因素，對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總分析，提出針對(duì)性解決措施，為今后橋梁養(yǎng)護(hù)提供決策幫助和理論依據(jù)。

4.2 日常維修

主要負(fù)責(zé)G30 線的養(yǎng)護(hù)單位還要健全與完善橋梁日常養(yǎng)護(hù)維修制度，聘用專業(yè)能力強(qiáng)、有責(zé)任心的橋梁專業(yè)養(yǎng)護(hù)工程師，根據(jù)橋梁使用年限、承載能力制定日常維修計(jì)劃，加大日常巡查力度，做到經(jīng)常性檢查，一旦發(fā)現(xiàn)橋梁發(fā)生凍融、崩裂、變形等的病害，及時(shí)開展維修作業(yè)，降低安全隱患，保證橋梁處于良好使用狀態(tài)[3]。

4.3 跟蹤檢測(cè)

橋梁養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)全面檢查橋面、護(hù)欄、墩臺(tái)及橋梁結(jié)構(gòu)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的凹陷、起翹、沉降等問題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)分析問題產(chǎn)生的原因，采取針對(duì)性的方法予以解決。比如：對(duì)于橋梁鋼筋銹蝕或者空心板底部出現(xiàn)裂縫，可使用環(huán)氧樹脂水泥高壓注漿、高強(qiáng)灌封膠壓注或者碳纖維粘貼技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。

實(shí)踐證明：以上技術(shù)操作簡(jiǎn)單、施工方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，可有效修補(bǔ)橋梁混凝土表面裂縫，提高橋梁自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且無需設(shè)施錨固螺栓，不損傷橋梁原有結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。同時(shí)，高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)單位還應(yīng)當(dāng)根據(jù)橋梁所在地的季節(jié)特點(diǎn)，制定適合橋梁的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，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(hù)砂，在降雪時(shí)方便車輛順利通行，減少由于路滑事故對(duì)橋梁造成的影響。與此同時(shí)，高速公路養(yǎng)護(hù)單位還應(yīng)當(dāng)貫徹預(yù)防為主的養(yǎng)護(hù)方針，制定橋面微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，保證橋梁養(yǎng)護(hù)的有效性。

4.4 狀況評(píng)定

高速公路橋梁狀況評(píng)定需要綜合以下3 個(gè)方面內(nèi)容。

1）分幅評(píng)定。橋梁結(jié)構(gòu)形式多樣，在分幅評(píng)定中應(yīng)結(jié)合橋梁的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行，尤其對(duì)于含有左右幅橋、輔道橋等結(jié)構(gòu)的橋梁，應(yīng)加大分幅評(píng)定力度，并以最低評(píng)定等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施分幅評(píng)定。

2）逐孔評(píng)定。假如本項(xiàng)目橋梁橋孔較多，在評(píng)定其使用狀況時(shí)，應(yīng)對(duì)每一個(gè)孔進(jìn)行單獨(dú)評(píng)定，并以最差的評(píng)定結(jié)果作為綜合評(píng)定結(jié)果，為養(yǎng)護(hù)人員提供幫助，保證橋梁整體質(zhì)量。

3）總體評(píng)定。在評(píng)定橋梁狀況時(shí)，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合橋梁的結(jié)構(gòu)性能和承載能力，進(jìn)行總體評(píng)定，體現(xiàn)橋梁安全性和穩(wěn)定性的重要意義。尤其對(duì)于小比例部件和養(yǎng)護(hù)后新增部件出現(xiàn)病害時(shí)，先應(yīng)綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)整體情況，在進(jìn)行使用狀況評(píng)定。

4.5 強(qiáng)化素質(zhì)

高速公路養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)加大對(duì)技術(shù)能力強(qiáng)、橋梁養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)豐富人員的重視程度，不斷壯大橋梁養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，將健全與完善的養(yǎng)護(hù)制度應(yīng)用到實(shí)際工作中，并定期開展教育培訓(xùn)，豐富他們的理論知識(shí)，促使其技能更進(jìn)一步地提升。對(duì)于養(yǎng)護(hù)工作人員來說，也要主動(dòng)和積極地學(xué)習(xí)高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)各項(xiàng)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行養(yǎng)護(hù)流程，并不定期進(jìn)行巡檢，針對(duì)橋面出現(xiàn)的質(zhì)量問題開展針對(duì)性的修復(fù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了延長(zhǎng)高速公路橋梁的使用壽命，提升高速公路橋梁服務(wù)水平，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)是必不可少的。因此，應(yīng)加大和注重高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)力度，合理分析養(yǎng)護(hù)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。