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文檔簡介

橋梁冬季防凍防滑技術(shù)及維護方法在我國北方及高海拔地區(qū),冬季低溫、雨雪、冰凍天氣頻發(fā),橋梁作為交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點,其結(jié)構(gòu)安全與通行能力直接受凍害、積雪結(jié)冰影響。凍脹作用易導(dǎo)致混凝土開裂、支座變形,而橋面結(jié)冰則大幅增加交通事故風(fēng)險。因此,系統(tǒng)應(yīng)用防凍防滑技術(shù)、落實科學(xué)維護方法,對保障橋梁全壽命周期性能與公眾出行安全具有重要意義。一、橋梁冬季防凍技術(shù)體系橋梁凍害源于低溫下水分凍結(jié)膨脹,需從材料、結(jié)構(gòu)、溫控三方面構(gòu)建防凍技術(shù)體系,削弱凍脹破壞的作用路徑。(一)抗凍材料的科學(xué)應(yīng)用混凝土是橋梁主體結(jié)構(gòu)的核心材料,其抗凍性能直接決定結(jié)構(gòu)耐久性。引氣型抗凍混凝土通過在拌制階段引入均勻微小氣泡,降低水分結(jié)冰時的體積膨脹應(yīng)力,可將混凝土抗凍等級提升至F300(經(jīng)受300次凍融循環(huán)后強度損失≤25%、質(zhì)量損失≤5%)。對于嚴寒地區(qū)橋梁,需在混凝土中摻加復(fù)合型防凍劑,如亞硝酸鹽-碳酸鹽復(fù)合體系,在負溫下加速水泥水化,避免混凝土受凍臨界強度不足。除混凝土外,支座、伸縮縫等構(gòu)件需采用耐低溫材料。例如,橡膠支座可選用三元乙丙橡膠(EPDM),其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低至-55℃,能在嚴寒環(huán)境保持彈性;伸縮縫止水帶宜采用氯丁橡膠或天然橡膠與丁苯橡膠共混材料,避免低溫脆裂。(二)結(jié)構(gòu)設(shè)計的防凍優(yōu)化排水系統(tǒng)的合理性是減少橋面結(jié)冰、結(jié)構(gòu)凍脹的關(guān)鍵。橋面橫坡應(yīng)嚴格控制在1.5%~2.5%,縱坡結(jié)合地形優(yōu)化,避免形成積水段;泄水管間距不宜超過4m,且采用“直排+防回流”設(shè)計,防止融雪水倒灌至梁體內(nèi)部。對于高墩橋梁,可在墩柱底部設(shè)置集水槽與排水管,及時排除基礎(chǔ)周邊積水,避免凍脹導(dǎo)致墩臺位移。在結(jié)構(gòu)防護層面,外露鋼筋需采用環(huán)氧涂層或鍍鋅處理,降低凍融循環(huán)中銹蝕風(fēng)險;箱梁內(nèi)部可預(yù)埋保溫棉或聚氨酯噴涂,減少溫度波動對混凝土的影響。對于跨海、跨江橋梁,還需在下部結(jié)構(gòu)設(shè)置防浪冰裝置,如柔性橡膠護舷,避免流冰撞擊墩柱。(三)主動溫控系統(tǒng)的應(yīng)用在極端低溫地區(qū),可通過電伴熱系統(tǒng)對橋梁關(guān)鍵部位加熱。例如,在支座、伸縮縫處鋪設(shè)自限溫電熱帶,溫度低于5℃時自動啟動,維持構(gòu)件溫度在冰點以上;橋面可采用地熱融雪系統(tǒng),通過預(yù)埋發(fā)熱電纜,冬季通電后將橋面溫度控制在2~5℃,從根源消除結(jié)冰隱患。此外,太陽能集熱-儲熱系統(tǒng)可作為輔助溫控手段。在橋梁護欄或墩頂安裝太陽能集熱器,將熱能儲存在相變材料(如石蠟)中,夜間釋放熱量維持結(jié)構(gòu)溫度,降低能耗。二、橋面防滑技術(shù)與除冰融雪措施橋面防滑需兼顧“主動防滑”與“被動除冰”,通過材料改進、構(gòu)造優(yōu)化與應(yīng)急措施結(jié)合,保障冬季通行安全。(一)防滑型橋面鋪裝技術(shù)開級配防滑瀝青鋪裝是常用方案,其大孔隙結(jié)構(gòu)(空隙率18%~25%)可快速排除路表水,同時表面粗糙構(gòu)造提供充足摩阻。對于重載交通橋梁,可采用環(huán)氧瀝青混凝土,其強度高、耐磨性好,且表面可通過“拋砂工藝”形成防滑紋理,動摩擦系數(shù)(BPN)可提升至70以上(干燥狀態(tài))。在特殊路段(如彎道、坡道),可采用陶瓷顆粒防滑層。將粒徑3~5mm的陶瓷顆粒嵌入環(huán)氧樹脂膠結(jié)料中,形成“微釘式”防滑構(gòu)造,即使在積雪覆蓋下,陶瓷顆粒仍能刺破冰雪層,保障輪胎抓地力。(二)預(yù)防性除冰融雪措施環(huán)保型融雪劑是冬季防滑的基礎(chǔ)手段,需根據(jù)氣溫選擇類型:-5℃以上用醋酸鉀型,-15℃以上用氯化鈣型,極端低溫(-30℃)采用氯化鎂與氯化鈣復(fù)配型。融雪劑撒布需遵循“少量多次、提前預(yù)撒”原則,預(yù)撒量控制在20~30g/m2,可使冰雪凍結(jié)溫度降低至-10℃以下,延緩結(jié)冰時間。對于景觀要求高或環(huán)保敏感區(qū)域(如跨河橋梁),可采用機械除冰。配備滾刷式除冰車,在積雪厚度≤5cm時作業(yè),避免損傷橋面鋪裝;對于結(jié)冰路段,可使用“破冰+掃雪”聯(lián)合設(shè)備,先通過高頻振動破冰,再用螺旋葉片清掃碎冰。(三)智能監(jiān)測與預(yù)警聯(lián)動在橋梁關(guān)鍵部位(如坡道、彎道)安裝路面狀態(tài)傳感器,實時監(jiān)測溫度、濕度、冰雪厚度與摩擦系數(shù),數(shù)據(jù)傳輸至管理平臺后,自動觸發(fā)融雪劑撒布、電伴熱啟動等指令。同時,與氣象部門建立預(yù)警聯(lián)動機制,在寒潮、降雪前24小時啟動預(yù)防性措施,將被動除冰轉(zhuǎn)為主動防控。三、冬季橋梁維護管理方法科學(xué)的維護管理是技術(shù)落地的保障,需建立“日常巡檢-專項養(yǎng)護-應(yīng)急處置”的全流程機制。(一)日常巡檢與隱患排查冬季巡檢需重點關(guān)注:①支座與伸縮縫:檢查橡膠支座是否開裂、鋼板支座是否銹蝕,伸縮縫內(nèi)是否積冰導(dǎo)致梁體位移;②橋面排水:清理泄水管雜物,疏通橋面橫縱坡,避免積水結(jié)冰;③結(jié)構(gòu)外觀:觀察混凝土是否出現(xiàn)凍脹裂縫、剝落,及時標記并評估損傷等級。巡檢頻率應(yīng)隨氣溫降低加密:氣溫0~5℃時每周1次,-5~0℃時每3天1次,低于-5℃時每日巡查??刹捎脽o人機+紅外熱成像技術(shù),快速排查墩柱、箱梁內(nèi)部的溫度異常區(qū)域,識別潛在凍害隱患。(二)專項養(yǎng)護與病害處置針對凍害病害,需分類處置:①混凝土凍脹開裂:采用環(huán)氧樹脂注漿封堵裂縫,表面涂刷硅烷浸漬劑,阻止水分再次侵入;②支座凍壞:更換失效支座時,需在負溫下采用“低溫快硬砂漿”座漿,確保2小時強度≥10MPa;③橋面鋪裝磨損:在春季融凍期后,對防滑層進行“補砂+封層”處理,恢復(fù)摩擦性能。除冰作業(yè)后,需及時清理橋面殘留融雪劑,采用高壓水槍沖洗,避免氯離子侵蝕混凝土與鋼筋。對于跨海橋梁,還需監(jiān)測海冰對下部結(jié)構(gòu)的撞擊,必要時在墩柱包裹防撞緩沖層。(三)應(yīng)急處置與長效管理制定冬季應(yīng)急預(yù)案,明確除冰隊伍、設(shè)備、材料的儲備要求。例如,每50km橋梁配置1臺除冰車、20噸融雪劑,建立30分鐘應(yīng)急響應(yīng)圈。當橋面結(jié)冰導(dǎo)致交通中斷時,采用“機械除冰+撒布融雪劑+臨時防滑鋪裝(如防滑草墊)”組合措施,快速恢復(fù)通行。長效管理需建立橋梁凍害數(shù)據(jù)庫,記錄每年凍害發(fā)生時間、部位、處置措施,結(jié)合氣象數(shù)據(jù)分析凍害規(guī)律,優(yōu)化次年防凍防滑方案。同時,將防凍防滑納入橋梁全壽命周期養(yǎng)護計劃,在新建橋梁設(shè)計階段預(yù)留溫控、排水等設(shè)施接口,降低后期改造難度。結(jié)語橋梁冬季防凍防滑是一項系統(tǒng)工程,需從材料、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、管理多維度協(xié)同發(fā)力。通過應(yīng)用抗凍材

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