融出通途越寒冬——冰雪极端天气下桥面如何养护

又一个冬天，已悄然来到我们身边。

伴随着冷空气，一些极端的天气现象，将会粉墨登场。冰、雪、雨、雾、凌汛等，可能在不同的地区现身，让大桥面临严峻的考验，做好冬季防护及保通工作，是大桥管养的一个重要环节。

在我国大多数地区，冬天以冰雪最为常见，若不及时处理，积雪及结冰的桥面会给交通造成很大困难，也会对大桥的结构安全构成严重的威胁。面对挑战，管养单位需要提前做好哪些准备？如何选择除冰融雪的时机及融雪剂？智能化手段又如何在应对冰雪灾害时发挥作用？为此本刊记者采访了几位业内专家。

不打无准备之仗

从前，许多北方的家庭，在深秋时节会储存一些大白菜，以备“过冬”之需。而在每年的“冰雪季”来临之前，大桥的管养单位也会提前进行物资等多方面的准备。“首先，在人员方面，通常从11月开始，我们组织召开除雪工作准备会议，积极联系交警、路政、消防等单位，做好联勤联动。管理单位还需要与当地政府沟通联系，组建除雪预备队，持续开展巡查和检查；其次，在材料方面，根据辖区高速公路气候特点及冬季冰雪恶劣天气情况等综合因素，足额储备除雪物资，包括融雪剂、警示标牌、麻袋、铁锹、除雪铲等，及各类易损配件、辅助材料与御寒用品；最后，结合路段特点，提前调试并备好铲雪融雪机械及运输车等设备”。武汉中交沌口长江大桥投资有限公司养护部经理何凡作了具体的介绍。

为防止大桥的构件积水结冰，对结构造成破坏，针对桥梁一些重点部位的检查也是其“过冬”前的一项重要任务，同时还应采取相应的防护措施。山东高速青岛公路有限公司副总经理李传夫指出，加强桥梁伸缩缝、泄水孔清理，确保排水通畅尤为重要；还必须做好伸缩缝装置外露于桥面之上部件防腐，并进行伸缩缝止水条检查更换，确保含有融雪剂的雪水及时排走，降低对伸缩缝的腐蚀。齐河黄河大桥的斜拉索冬季容易结冰，当气温回升时，融化的冰脱落，将会增加桥面的安全风险。据了解，该桥的管理方设立了斜拉索结冰监测系统，通过高清摄像头和温度传感器来确定斜拉索表面是否有冰及附着冰融化的时间，他们正在积极探索在拉索表面喷涂疏水涂膜，自然固化后形成憎水耐候层，使其在雨雪天气中不易结冰。

图1 冬季除雪防滑演练

据记者了解，不少大桥管养单位已建立了应急管理体系，以便快速地处置冬季的突发性事件，保证桥面的畅通与车辆安全。李传夫表示：“一是提前进行应急预案、现场处置方案、设备操作规程的制订、修订及培训；二是强化应急预案的桌面推演及现场演练；三是推进应急联动体系和气象预警体系建设。”

结合以往“冬防”工作的经验，山东齐河城投黄河大桥经营管理有限公司董事长于健，针对如何细化和完善应急处置预案，给出下述建议：首先，人员职责需要细化，确保责任到人，并且保证应急处置队伍的稳定性，不轻易更换人员；其次，对于除雪机械的线路需要细化，在降雪的时候如何先打通保通车道，扫雪机和铲雪机如何搭配才能做到既快速清理，又方便运输车装卸积雪，均需要根据现场实际情况进行安排；其三是演练制度亟需加以完善，应急处置预案不能只停留在纸上，只有经过实际演练，才能发现在现场操作及人员机械配合中的问题，从而加以改进。在此基础上，江苏扬子江高速通道管理有限公司总经理助理孙洪滨作了一些补充，他强调闻雪守岗，即通过调度中心定时采集沿线气象信息预报，并利用电话、网络等多种渠道，全面掌握气温、冰冻、降雪量等即时气象信息，及时向各部门和单位发布应急预案启动指令，为除雪作业的顺利实施奠定基础。

桥梁的应急处置是一项系统性工程，在多数情况下，管养单位难以单独应对冰雪灾害，需要多个部门的联动配合。而保证信息渠道的畅通，则成为“一路三方”联动机制致胜的关键。“管养单位通过监控中心将相关信息及时进行汇总，并利用信息化系统向相关应急处置人员传达；此外，按照成熟的“一路三方”联动机制，各方联合办公，通过统一指挥、紧密协作，才能保证信息的准确互通”。中交资产管理有限公司安监部总经理吴正安中肯地说道。为了加强各方的沟通与即时联系，何凡推荐运用既时通信软件，确保重要信息和指令得到及时共享。

融雪中的“学问”

在雪降临大桥区域后，如何把握融雪的时机，成为一道有难度的选择题。在部分专家看来，撒布过早会有相当一部分融雪剂被通行车辆带走，造成浪费；融雪过晚则导致桥面结冰。由于我国各地的气候、地理环境不同，择机融雪需考虑的因素亦有所差别。孙洪滨认为，确定融雪的时机，主要取决于几个因素，分别为：下雪前的天气和气温情况、大雪来袭时的时间及后续的天气预报、以及桥面的实时温度。按照他的解释，若实时温度低于0℃，就需要格外关注；而当其降到-5℃以下，桥面依然潮湿，就值得考虑使用融雪剂。

“主要参照降雪时的温度和下雪量”。提及应当何时除雪，何凡谈了他的看法：“当雪天气温低于 1℃时，信息中心全天候使用摄像头巡视，巡查人员在下雪期间不间断进行巡查，并关注桥上的每个温度计。而在大雪天转晴后，如果室外温度超过0℃，清除积雪后，只需要撒少量的融雪剂，随着地表温度的升高和行驶车辆的轮胎与地面的磨擦，残留的薄雪将自行融化；而室外温度降到0℃以下时，应利用 10:00 ~14:00 的时段，及时撒融雪剂防冻。当夜晚室外温度较低时，白天行车道残留的积雪，因路面有残存融雪剂不会结冰，但为了尽快清除它们，务必在清晨交通量增大之前，再撒一层融雪剂，然后借助过往车辆的车轮压、磨，加快雪的融化”。与他的观点相仿，重庆城投路桥管理有限公司的工程师蒲登科也提倡清雪除冰选择在中午12:00-15:00为宜，而在作业过程中要特别注意桥面的清理范围，既提高工作效率又能达到有效引导车流之目的。

在一些省份，冰雪共存的现象并不鲜见，而使用传统的融雪剂除雪的方式，效果则不尽如人意。李传夫提出，可改用热熔吹雪方式除雪，再辅以融雪剂，对于较薄且松散的积雪，他和同事们更倾向于采用滚刷除雪的方法。

图2 雪中桥面设置警示标志

在大桥的除雪作业中，融雪剂的应用较为普遍。那么挑选一款合适的融雪剂，需要从哪几个方面入手？

“一是参考融雪原理。齐河黄河大桥主桥为钢—混叠合梁,引桥为预应力混凝土构造，所选的融雪剂不能对桥梁结构造成伤害,影响其寿命。二是撒布方式。是否可以机械撒布？需要安排哪些专用的配套机械设备？固体融雪剂和液体融雪剂撒布所对应的人工和机械有较大差异。三是环保要求。齐河黄河大桥上跨黄河，所用的融雪剂难免会进入河道,因此融雪剂能否环保达标也是一个重要因素。此外,价格亦为选择融雪剂时不可忽视的一个方面”。于健告诉记者。据他所言，其单位目前使用液体非氯融雪剂，主要成分含生物基多元醇、甲酸盐等。因冰点低,又不含氯化物，不会腐蚀桥面及其它构件，对土壤及河流亦无影响。

记者在采访中发现，随着绿色的理念深入人心，环保型的融雪剂逐渐成为不少大桥管养单位的首选，由于含氯的融雪剂具有一定的腐蚀性，故而无氯或少氯的产品得到更多的青睐。据悉，江阴大桥目前选用冰点较低的无氯类融雪剂，融雪效果较为理想；在青岛的胶州湾大桥，养护人员则根据不同区域的特点，制订了针对性的融雪策略。他们将环保型氯化钙占比较高的含氯融雪剂用于普通桥面，而在钢桥面撒布植物基非氯型环保融雪剂，并在胶州湾大桥局部路段涂刷抗凝冰涂层材料，可降低路面冰点，减小路面与冰雪的结合力，起到直接融雪的作用。

图3 多功能除雪车

在冬季清冰除雪的过程中，融雪剂的撒布不仅要把握好时机，还应遵循一定的原则。大连南部滨海大道开发建设投资有限公司总经理徐太波坦言，在大连星海湾大桥遇到雪情时，他们按照“适当少撒，尽量不撒”的基本方针，将融雪和机械清理相结合，在降雪的过程中，撒布环保型融雪剂。而当使用大型融雪剂撒布车实施时，则对行车速度和行车道路都有所限制。

根据何凡的描述，沌口长江大桥的融雪剂撒布则秉承“从左到右、从高到低”的原则，按照超车道→行车道→硬路肩的顺序依次进行，以减少中分带处积雪，防止其融化后桥面再次结冰，同时也避免融雪剂腐蚀中分带绿化和附属设施。

融雪剂也在除冰中一展身手。吴正安以贵州为例加以说明。他说：“在贵州山区，除冰的时机应结合现场温度、湿度、风速进行综合考虑。当地雨天气温可能高于0℃，但地表温度也许已降到0℃以下，在桥面又有积水的情况下，路面较易结冰，造成车辆行驶打滑失控。根据经验，通常在天气预报温度将低于0℃时，建议开展现场巡查和测温工作；当现场温度在1～2℃时，将预防性撒布融雪剂，防止因急速降温路面凝冻后影响行车安全；而当温度低于0℃时，将参考气温及现场车流量等因素，按照一定的时间间隔撒布融雪剂，确保路面不会结冰”。在他看来，由于使用固体融雪剂，融化后需要一定的时间才能影响桥面相应的范围，所以必须保证“提前作业 撒布均匀”，才有望化解桥面结冰凝冻的难题。

“吹”“撒”行动

在冬季桥面所形成的积雪，在不同地区会体现出一些差异，故而需要区别对待。蒲登科表示，雪主要分干雪和湿雪两种，其含水量差别较大。干雪比较松散，容易被风吹走，不易结冰；而湿雪含水量较高，极易融化后产生二次结冰，对桥面通行安全形成较大隐患。“南方一般以湿雪为主，因为地表温度不会降得太低，雪落地后都会部分融化，再加上车辆碾压，均变成水加雪”。吴正安对湿雪作了进一步的解释。根据何凡的经验，湿雪伴杂着雨水，极易导致结冰，不仅阻滞车辆通行，还会诱发恶性事故。有鉴于此，他所在的公司通常结合路面状况，在下雪之初就撒布融雪剂，防止桥面因气温低由水成冰。在除雪时，作业车辆的前后距离保持在100—150m，铲迹搭接为30—80cm，按中高档速度行驶。

由于干雪缺乏粘性，对桥面的威胁相对较小，部分专家倾向于采用机械或工具快速清理干雪后撒布融雪剂的方式，旨在防止桥面结冰。

图4 融雪剂撒布

当第一辆喷气式吹雪机在青岛胶州湾大桥正式“上岗”时，曾让李传夫和他的伙伴们颇感兴奋。“喷气式吹雪车以载重汽车为载体，其发动机尾部则装有主喷管和前喷管。它主要由电气仪表系统和发动机工作系统两部分组成。该车型是利用航空涡轮喷气发动机排出的高速燃气流，将燃气的部分热能转换为动能，从喷口高速喷出，产生巨大的吹扫力，使积雪从地面分离而被吹走”。对于这台“重型武器”的原理及特点，他娓娓道来。

随着现代科技的发展，传统的人工除雪方式已沦为“配角”，机械化除雪防滑渐成主流，其中吹雪车因功能强大，受到“热捧”。根据徐太波的介绍，大连星海湾大桥，也迎来一台吹雪车，它与推雪板、滚刷车、融雪剂撒布车、铲车等大中型机械，共同负责桥面除雪。而对于机械清除不到的盲区，公司则仍通过人工清理。

除了吹雪机之外，融雪剂撒布车几乎成为桥面融雪中的常规装备，而经过优化，它的功能日渐全面。据了解，大桥养护单位普遍采用该类车辆与其它机械相结合的模式，开展冬季融雪除冰工作。例如：在沌口长江大桥，冬季作业以综合铲雪融雪撒布机与平地机的组合为主。何凡又作了补充：该类组合的特点是平地机在前，负责超车道铲雪；综合铲雪融雪撒布机车在后，在行车道进行“前铲后撒”作业。后者撒布范围较广（约11m），撒布时能够兼顾超车道与行车道，与平地机相配合效率更高，能够快速融化冰雪。在他的描述中，当大雪纷飞时，考虑到路上车少，可以在超车道、行车道同时除雪，最终将雪推到路肩，并用装载机清除至桥面以外。而在必要时，可采取机械与人工配合的方式撒融雪剂，保证机械推雪后剩下的一层薄雪及时融化。

破冰克难

由于许多桥梁跨越水域，会使桥区保持一定的湿度，再加上冬季气温低，桥面容易结冰，而如果出现雨雪天气，结冰则难以避免。冰会增加事故的发生率，给除冰防滑作业造成较大困难。“主要困难还是对于结冰时间的判断。桥面从结冰到车辆打滑发生事故的时间可能不超过半小时，若遇到极寒天气，十几分钟就会出现一起事故。之前我们每小时进行一次人工巡查，有时巡查时桥面还未结冰，而巡查刚结束，桥面就结冰并发生车辆打滑”。孙洪滨略显无奈地说。在千里之外的贵州，在降雪凝冻天气下，交通事故易导致交通拥堵甚至中断，而道路较长时间没有车辆碾压，会加剧路面的结冰现象，给车辆的正常通行带来更大难度。吴正安在抛出难题之后，开始和记者分享他们保畅的对策：在应急处置中，结合常规的单向双车道，首先将事故车辆快速移到一个车道，然后通过撒布融雪剂和警车压道带行的方式打通一个车道，事故区域后方由专人指挥现场秩序，让车辆有序通行。

图5 吹雪车吹雪

按照于健的说法，桥面结冰以后再开展除冰作业将遇到很大的挑战，由于他们养护的桥梁跨径较长，即使投入巨大，除冰效果也低于预期。他们选择在降雪时喷洒足够的融雪剂，待雪融化后及时使用铲车和运输车将未结冰的积雪从桥上运走，桥面上留存的少量积水大部分会被风吹干，剩余的小部分即使结冰，对交通造成的影响也微乎其微。何凡则主张，因路面不平整或纵坡导致桥面局部冰冻时，可铺设麻袋或铲除处理；而当全桥段发生冰冻时，建议车辆跟随路面冰冻铲除速度前进。“一些湿冷地区的冰壳、冰挂对桥面交通安全的隐患处置能力亟待加强”，蒲登科语重心长地说。

修炼“内功” 推动智能化升维

在桥梁管养智能化的趋势下，“冬防”工作中的科技元素已崭露头角。除了现代化的除雪装备外，大桥信息管理系统和结构健康监测系统的表现可谓中规中矩。李传夫认为，通过这些系统的监测数据或提供的实时路况信息，管养单位可及时掌握管辖路段现场大气温度、湿度、风力风向、结构温度等信息，间接了解桥面结冰状况及趋势，从而辅助应急处置决策。他还特别提到气象大数据系统，它能够结合气象监测数据，利用内置数据分析模型，发挥预警功能，精准判断结冰时间，从而帮助养护人员有效把握处置时机，减少道路封闭时间。

在蒲登科的眼中，桥梁信息管理系统和健康监测系统在冰雪灾害中主要是如实记录气象灾害过程，间接评价气象灾害对桥梁结构安全和正常运营的影响，但因两系统的设计目标并非专门针对冰雪灾害，故在实践中所发挥的作用比较有限。在现阶段，要实现完全准确地预测冰雪等恶劣天气和监测桥面，尚缺乏有效的科技手段。

于健认为，我国冬季养护作业应对极端天气的能力亟待提升。首先，在短时间强降雪的情况下，不仅正常交通会受影响，除雪作业人员的调度也颇为困难；其次，若降雪量较大，超出了平时应急预案的涉及范围，会使人员和设备捉襟见肘，但受限于养护资金，又无法大量增加应急人员和物资的储备。此外，当高速公路桥梁遇到冰雪等恶劣天气时，通常采取交通管制、分流、封闭桥面等措施，会给公众造成出行不便，而此种气候条件，无疑又增加了快速救援的难度。

保证冬季桥梁安全，既要治标，也要治本，在设计、施工阶段应当提前着手完善防护功能。“在设计时采用能适应寒冷气候的桥梁结构体系，以避免出现不利的内力及应力，而结构中不得存在任何会积水的空间，以免其因冻胀受到破坏；在施工方面，必须严格控制结构材料的抗冻指标，保证防水构造可靠耐久并能及时排除积水”。重庆交通大学教授向中富表达了个人的一些观点。他还建议有关部门为桥梁在极端天气下的安全性加以评估，为其冬季的预防性养护提供依据。

尽管目前桥梁的清冰除雪工作，已基本实现了机械化，但智能化程度有待更上一层楼。应急处置人员在恶劣天气条件下开展融雪作业，不仅实施难度大，而且还承担一定的安全风险。“自动和精准是未来科技的发展方向。”孙洪滨对智能化趋势的展望言简意赅。在他的设想中，依托监测系统，可以实现监测预警，并能通过桥上安装的设备，实施融雪剂的自动及精准撒布。吴正安则推荐了一种桥面除冰的新方法，即在建设阶段在桥面结构层内预设电阻丝加热系统，通车后将根据天气情况适时开启系统，以防桥面结冰，避免了人员的户外作业，将大幅降低安全风险。从主动除雪的角度出发，于健列举了两种正处于研究阶段的新技术，第一种基于能量桩的桥面融雪技术，具有环保节能等特点；另一种则将缓释型抗凝冰材料掺加于桥面超薄磨耗层，从而突破现行技术的局限性。

图6 除雪作业

因篇幅所限，本文仅探讨如何在冰雪天气下进行桥面保通。事实上，我国冬季气候复杂多样，在遭遇冰雪的同时，有的地方甚至还会出现狂风、冻雨、雾等一种或多种恶劣天气的叠加，“冬防”工作的开展会遇到更多的挑战及不确定性。只有加强监测防范，强化隐患清除，完善应急预案，提升综合处置能力，在落实资金和职责的基础上，发展智能化技术，才能让大桥笑对严寒，完成冬季保通的使命。

受访专家（按文中出现的顺序排列）

何凡

武汉中交沌口长江大桥投资有限公司养护部经理

李传夫

山东高速青岛公路有限公司副总经理

于健

山东齐河城投黄河大桥经营管理有限公司董事长

孙洪滨

江苏扬子江高速通道管理有限公司总经理助理

吴正安

中交资产管理有限公司安监部总经理

蒲登科

重庆城投路桥管理有限公司工程师

徐太波

大连南部滨海大道开发建设投资有限公司总经理

向中富

重庆交通大学教授

本文刊载 / 《大桥养护与运营》杂志

2022年 第4期 总第20期

本刊记者 / 陈晖

美编 / 赵雯

责编 / 陈晨

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

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