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橋梁的除冰除雪防滑是冬季橋梁除常規(guī)檢測(cè)之外的養(yǎng)護(hù)工作之重，也是確保橋梁正常使用、安全暢通的首要前提。隨著國(guó)家橋梁建設(shè)的逐漸趨于飽和，橋梁的檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為了目前關(guān)于橋梁的重點(diǎn)項(xiàng)目[1]，冬季橋梁的冰雪不管是基于冰雪的直接原因還是間接原因，對(duì)橋梁的影響都是相當(dāng)大的。

直接原因：冰雪融化對(duì)橋梁構(gòu)件的直接危害。新鮮雪覆蓋的生成特性和雪—冰生成物的物理機(jī)械性質(zhì)，在很大程度上決定于橋梁清除雪和冰的條件與工具。橋梁路面上的雪通常都遭受過(guò)運(yùn)輸工具的車(chē)輪和機(jī)器工作機(jī)構(gòu)的作用。由于雪融化成水進(jìn)入橋梁構(gòu)件中，對(duì)橋梁鋼筋的銹蝕和對(duì)混凝土長(zhǎng)期的侵蝕，其后果都是相當(dāng)大的；其次水進(jìn)入橋梁內(nèi)部結(jié)成冰，其體積膨脹也會(huì)造成橋梁構(gòu)件的變形和破壞。

間接原因：冰雪的堆積對(duì)橋面鋪裝的損害，由于橋面的不平整，使得使用機(jī)械除冰雪從而造成對(duì)橋面鋪裝的二次傷害。冰雪的堆積使得橋面不平整，由于過(guò)往車(chē)輛以及除雪機(jī)械的行駛，對(duì)橋面鋪裝造成一定程度的磨損和不防滑造成交通事故對(duì)橋梁的損害，再加上冰雪融化成水的侵蝕，進(jìn)一步加深了橋面的不平整度，在使用除雪機(jī)械時(shí)對(duì)橋面造成更大的損害。

一、機(jī)械法

1.機(jī)械法的意思就是用一些機(jī)械裝置對(duì)橋梁面上的冰、雪直接鏟除的一種方法。除去冰雪的方法有多種，主要有沖擊破冰，多節(jié)鞭抽打除冰、滾輪旋切除冰和鏟剁除冰等[2]。除雪機(jī)是清除橋梁積雪和結(jié)冰的專用設(shè)備，是寒冷積雪地區(qū)橋梁養(yǎng)護(hù)部門(mén)必要的冬季養(yǎng)護(hù)機(jī)械。

對(duì)下雪量小的地區(qū)可以采用清掃的方法，剛下的雪或者雪層較薄時(shí)，可用清掃車(chē)直接清掃，當(dāng)雪層較厚時(shí)，普通的清掃車(chē)就難以清掃干凈，此時(shí)需要安裝專用的清掃滾除雪[3]。除雪犁也稱推雪板，是一種較常見(jiàn)的掃雪工具，這種除雪的工具構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易更換，操作靈活，且效率高，適合清除有一定厚度的新雪。

當(dāng)結(jié)冰比較厚時(shí)，去冰就比較困難，且要保證橋面在清除冰層時(shí)不受損傷，所以說(shuō)除冰時(shí)最好要有適宜的鏟冰機(jī)。拖式的滾切除冰機(jī)行駛時(shí)由牽引車(chē)牽引，滾切除冰機(jī)由一個(gè)滾切輪和刮刀組成。滾切輪有液壓機(jī)構(gòu)升降，作業(yè)時(shí)滾切輪貼近冰面，在設(shè)備重力作用下，滾切輪對(duì)冰面產(chǎn)生一定的壓力，隨著除冰機(jī)前行滾切輪對(duì)冰面切碎，破碎的冰渣由刮刀清除[3]。

2.利：機(jī)械法清除橋面積雪在冬季除雪除冰中應(yīng)用較多，其因素在于機(jī)械法清除橋面積雪快，可以盡快的恢復(fù)交通，工作效率高，同時(shí)機(jī)械法可以不受溫度限制。

3.弊：用機(jī)械法來(lái)除冰時(shí)，其技術(shù)水平低，可靠度不高，容易出現(xiàn)故障，使用時(shí)間短，而且除冰雪的機(jī)械品種類(lèi)型很多，很難使全部橋梁被作業(yè)。機(jī)械法除冰雪容易受到橋面狀況、氣溫高低和冰層厚度等條件的限制，而且除冰雪機(jī)械的使用還會(huì)造成交通堵塞，降低工作斷面的交通流量，影響行車(chē)安全[4]。積冰及壓實(shí)雪與橋面結(jié)合緊密，但是除冰機(jī)械的力量小，不能使積冰及壓實(shí)雪與橋面分離，無(wú)法干凈的清除；力量太大，會(huì)損傷橋梁的橋面系結(jié)構(gòu)。

對(duì)橋面破壞機(jī)理：由于橋面不平整和凹凸處，使得機(jī)械法不能完全的除去橋面積雪、冰，而且會(huì)由于橋面的坑槽，裂縫，伸縮縫等原因，造成更大的橋面破壞，再可能就是機(jī)械自身的缺陷，會(huì)造成橋面更大的破壞。

4.主要預(yù)防措施：改善機(jī)械的功能性，加強(qiáng)其完整性。風(fēng)雪流的預(yù)防應(yīng)采取下列措施：

(1)設(shè)置風(fēng)雪設(shè)施，使風(fēng)雪流通過(guò)橋梁時(shí)無(wú)大量雪的沉積；

(2)設(shè)置下導(dǎo)風(fēng)板，以加大橋梁附近的貼近風(fēng)速，使風(fēng)雪流通過(guò)橋面時(shí)不沉積并清走橋面上疏松的積雪。

二、化學(xué)法

1.化學(xué)法主要是用化學(xué)藥劑來(lái)降低冰雪的融點(diǎn)來(lái)去除橋面積冰及積壓雪。撒布融雪劑是目前國(guó)際上較為流行的一種橋面除冰雪的手段[2]，國(guó)內(nèi)外常用的融雪劑主要有氯化鈣、氯化鈉等各種鹽類(lèi)和乙二醇、丙二醇、尿素類(lèi)、乙酸鉀、乙酸鈉、甲酸鈉、乙酸鎂鈣類(lèi)等[5]。使用這些融雪物，不單是因?yàn)槠浞奖?，更是因?yàn)槟芊纼?，但是撒布試劑有很多的不足，所以在大部分地區(qū)已經(jīng)不被使用。

2.利：用化學(xué)法的原因之一是其方便，在冰雪季節(jié)到來(lái)之前就可大量?jī)?chǔ)備，在雪后使用機(jī)械或者人工的方法，在任何地區(qū)都可，但下雪量特大的地區(qū)使用效果可能不佳。撒融雪劑后到雪融化是需要一定的時(shí)間，而融雪劑融化成水后才能使雪融化。一般均為超量撒布，且必須要用專業(yè)的設(shè)備來(lái)實(shí)施。

3.弊：撒鹽的副作用，鹽對(duì)橋梁，農(nóng)作物，水生物都有一定的腐蝕污染。化學(xué)法中的撒鹽撒砂方法易受環(huán)境溫度的影響，在溫度較低的環(huán)境下，其效果就明顯受到影響。而且運(yùn)用化學(xué)融雪劑，將會(huì)使瀝青和水泥混凝土受到嚴(yán)重剝蝕，其破壞速度將比普通凍融循環(huán)所引起的破壞及其他種類(lèi)破壞快的多，從而會(huì)降低橋梁的使用壽命。

破壞機(jī)理：滲透壓增大導(dǎo)致混凝土空隙飽和吸水度提高，結(jié)冰壓增大；鹽的結(jié)晶壓力；鹽的濃度梯度使受凍時(shí)因分層結(jié)冰產(chǎn)生應(yīng)力；除靜水壓外，還存在鹽溶液的滲透壓鹽凍的產(chǎn)生加劇了凍害；鹽以及鈣對(duì)瀝青、混凝土以及鋼筋的腐蝕[2]。

4.主要預(yù)防措施：(1)混凝土必須引氣，含氣量應(yīng)在5%左右；(2)要使用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；(3)摻粉煤灰、礦渣時(shí)注意降低水膠比，但提倡摻硅灰；(4)適當(dāng)增加保護(hù)層厚度。

提高混凝土抗凍性的措施：(1)降低混凝土水膠比，降低空隙率；(2)摻加引氣劑，保持含氣量在4%～5%；(3)提高混凝土強(qiáng)度，在相同含氣量的情況下，混凝土強(qiáng)度越高，抗凍性越好；(4)盡量使用粒徑比較小的骨料，避免使用吸水率大于4～5um的骨料。

5.運(yùn)用化學(xué)法不但其作用效果難以得到保證，而且融雪劑中的有害物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重的腐蝕橋面的材料、設(shè)備甚至是機(jī)動(dòng)車(chē)輛，對(duì)路面的使用性能造成一定影響，更為甚者會(huì)一定程度的使得環(huán)境污染，現(xiàn)已成為冰雪國(guó)家和地區(qū)的一種新公害，因此，大部分國(guó)家并不認(rèn)為化學(xué)方法是理想的除冰雪方法。踐行“綠色除雪”理念，最大限度降低對(duì)植物、土壤、混凝土構(gòu)造物等的腐蝕及污染，目前全國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)在使用一種植物基非氯液態(tài)環(huán)保型融雪材料，例如沈陽(yáng)的繞城高速和機(jī)場(chǎng)高速；鶴大高速公路應(yīng)用交通運(yùn)輸部科研項(xiàng)目成果——環(huán)境友好型融雪材料。這都是目前針對(duì)橋梁除冰雪的化學(xué)法的兩種比較典型的新型除雪材料。

三、熱力法

1.熱力法是利用類(lèi)似于熱水、地?zé)帷⑷細(xì)?、電或者是太?yáng)能等產(chǎn)生的熱量去除橋面積冰及壓實(shí)雪。如熱管加熱法、循環(huán)流體加熱法、發(fā)熱電纜法、導(dǎo)電路面鋪裝法。一種是電加熱，在橋梁使用導(dǎo)電混凝土去除積冰；利用舊航空發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢熱氣去除積冰；另一種是加熱車(chē)加熱。

(1)噴灑熱水法除冰雪技術(shù)主要是在降雪的同時(shí)向橋面噴灑熱水，使橋梁表面的冰雪在最短時(shí)間內(nèi)融化，再通過(guò)橋梁的排水管排出橋面的水。該技術(shù)要橋梁排水系統(tǒng)完善，以方便雪水的順暢排出。

(2)循環(huán)流體加熱法是使用循環(huán)泵加熱埋設(shè)于橋梁內(nèi)部的管線中的液體使其循環(huán)，通過(guò)管壁處的對(duì)流、交換液體使熱量傳向橋梁結(jié)構(gòu)，依靠結(jié)構(gòu)層內(nèi)的熱傳導(dǎo)將熱量傳遞到道路表面，進(jìn)而通過(guò)熱傳遞與冰雪進(jìn)行熱交換融雪化冰。在此系統(tǒng)中，丙二醇水溶液、乙二醇水溶液、油等低凝固點(diǎn)溶液均可作為循環(huán)介質(zhì)；而埋設(shè)于橋梁中的管材，通常需要具有較好的強(qiáng)度和柔韌性，以便施工時(shí)安裝，使用時(shí)具有較好的抵抗車(chē)輛荷載作用的能力。

(3)熱管加熱融雪系統(tǒng)是一種靠自身動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行的系統(tǒng)，正是因?yàn)檫@種原因使得熱管融雪法除了可控性差以外，還具有以下不足。首先，要保證系統(tǒng)良好的流通性，那么埋設(shè)管的管徑就必須盡量大或者增加地下埋置深度，但這加大的工程量。其次，橋梁路面系統(tǒng)內(nèi)的埋管應(yīng)該要有足夠大的梯度以使冷凝的流體能依靠自身的重力作用回到起點(diǎn)。再者，管道必須足夠的清潔，管道的傾斜度也要合理，這樣以避免在管的周?chē)纬杀?，以減少財(cái)力和物力去修復(fù)。最后，管內(nèi)的液體是不能反向流動(dòng)的，這樣的話，在溫度較高時(shí)不能達(dá)到熱回收的效果，在經(jīng)過(guò)多年之后，效果會(huì)減弱。

2.利：熱力法除雪方便，可以避免人員大量的、長(zhǎng)期的對(duì)橋梁積雪的處理，以減少時(shí)間、人力、物力；對(duì)于剛下的雪，可以在未墊起時(shí)使其融化，避免積雪的積淀，同時(shí)融化產(chǎn)生的水，熱量可以使其蒸發(fā)，避免水的侵入對(duì)橋梁造成危害。對(duì)于一時(shí)無(wú)法融化而沉淀的積雪，熱量可以降低冰點(diǎn)，以便于在用其他的方法除去。

3.弊：由于這種除雪除冰的方法能耗大，成本高，融化速度慢、效率低。而且溶化后產(chǎn)生的大量水，將有可能會(huì)再次結(jié)成冰，影響清除冰雪的效果，所以很難在城市橋梁中使用。而且融化后的雪水會(huì)將橋面的灰塵等雜質(zhì)帶入到排水系統(tǒng)中，長(zhǎng)此以往，會(huì)在橋面內(nèi)部結(jié)構(gòu)存留，從而使空隙堵塞，使排水系統(tǒng)不能正常工作，影響雪水的排出。此外，進(jìn)入橋面內(nèi)部的雪水會(huì)因結(jié)冰對(duì)橋面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹破壞，進(jìn)而影響橋梁的正常使用。

冬季冰雪會(huì)使橋面變得非常濕滑，容易引發(fā)事故，對(duì)車(chē)輛安全行駛的威脅性很大。使用一種叫做“低表面能緩釋型路、橋面除冰涂層”的新型材料噴灑到橋面上，此材料會(huì)在3～5h之內(nèi)固化，且不易脫落，能使雨雪要在零下3～5℃才會(huì)結(jié)冰，并且能很大程度的降低冰層對(duì)橋面的附著力，促使冰層在車(chē)輪的碾壓下破碎，便于除去。

四、結(jié)語(yǔ)

上述是對(duì)本人對(duì)橋梁在冬季時(shí)除冰雪方法的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，這是一項(xiàng)極其艱苦而復(fù)雜的養(yǎng)護(hù)工作，如何在短時(shí)間內(nèi)快速有效地清除橋面積雪確保橋梁的安全暢通和正常運(yùn)營(yíng)，還需要我們?cè)跇蛄吼B(yǎng)護(hù)的實(shí)際工作中共同研究、交流、提高。