G40上海長江大橋鋼橋面維修探索

董亞平

（上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司，上海市 200433）

0 引言

上海長江大橋建設(shè)于2009年10月，該次大修的是大橋主橋面，全部是鋼橋面鋪裝，長1 430 m。車行道面原設(shè)計(jì)采用5.5 cm厚雙層國產(chǎn)環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝環(huán)氧結(jié)構(gòu)，現(xiàn)改為6.5 cm，下層是GA-10 3 cm,上面層為3.5 cm的SMA-10結(jié)構(gòu)。鋼橋面全部涂裝日本進(jìn)口的溶劑型橡膠瀝青防水黏結(jié)層CATICOATS型。設(shè)計(jì)年限10年，橫向力系數(shù)（SFC60）不小于 54。

1 施工準(zhǔn)備

1.1 設(shè)計(jì)要求

該次設(shè)計(jì)將原鋪裝設(shè)計(jì)雙層環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝改成澆注式瀝青+高彈改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)，要求將原鋪裝全部銑刨清理干凈，鋼橋表面進(jìn)行拋丸噴砂處理，清潔度達(dá)到《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評(píng)定 第1部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級(jí)和處理等級(jí)》（GB/T 8923.1—2011）中Sa3的要求，粗糙度的要求必須達(dá)到Rz50～150 μm。隨后進(jìn)行防水層施工，再進(jìn)行澆注式GA-10、SMA-10施工。溶劑型防水層設(shè)計(jì)要求見表1。

表1 溶劑型防水層設(shè)計(jì)要求

GA-10瀝青采用SBS改性瀝青和湖瀝青復(fù)合改性。復(fù)合改性性能指標(biāo)見表2。

GA-10瀝青混合料設(shè)計(jì)要求見表3。

最后實(shí)施高彈SMA-10的施工，SMA混合料設(shè)計(jì)要求見表4。

1.2 投入設(shè)備

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況的實(shí)際情況，大修重點(diǎn)在于短時(shí)間內(nèi)完成銑刨清理工作及防水層涂刷，最后進(jìn)行高質(zhì)量的GA-10和SMA施工。銑刨清理設(shè)備采用常規(guī)的維特根2000型銑刨機(jī)加上改裝過特制鏟口的鏟挖機(jī)。防水層采用人工涂刷。GA-10攤鋪、運(yùn)輸是專用攤鋪運(yùn)輸設(shè)備，SMA-10除了采用常規(guī)的設(shè)備以外，專門配置了兩臺(tái)水平振蕩壓路機(jī)。

表2 復(fù)合改性瀝青性能指標(biāo)

表3 GA-10瀝青混合料設(shè)計(jì)要求

2 銑刨清理

該次銑刨清理工作尤為重要，由于原來的環(huán)氧結(jié)構(gòu)損壞程度不一，個(gè)別區(qū)域相當(dāng)牢固，而且不能出現(xiàn)損傷鋼板的要求，對(duì)此特殊情況，采用了二次銑刨的方法。對(duì)薄層處，抬高銑刨機(jī)銑刨硒鼓，避免損傷鋼板。

由于不能損傷鋼板，二次銑刨也不能完全去除原環(huán)氧，導(dǎo)致個(gè)別區(qū)域的牢固的環(huán)氧層大量地采用人工去除，現(xiàn)場(chǎng)加工了特殊的工具，全部清理后用大功率清掃車清掃（見圖1）。

表4 SMA混合料設(shè)計(jì)要求

3 溶劑型防水層施工

采用兩臺(tái)拋丸機(jī)并行的施工方法：兩機(jī)拋丸處互相搭接5～10 mm；拋丸機(jī)每次直線連續(xù)拋丸面積為70 cm×30 cm，往返多次，直至將整個(gè)車道拋丸完畢，達(dá)到規(guī)定清潔度和粗糙度要求。

CATICOAT防水黏結(jié)層施工在拋丸除銹后4 h內(nèi)完畢，以避免產(chǎn)生新的銹斑。黏結(jié)材料分兩層涂抹，第一層涂抹后需要3 h以上的養(yǎng)生，第二層的涂抹方向與第一層的垂直。每次涂抹0.15～0.2 kg/m2，總的涂抹量標(biāo)準(zhǔn)為0.3～0.4 kg/m2。

4GA-10生產(chǎn)配合比試驗(yàn)和SMA高彈生產(chǎn)配比試驗(yàn)

GA-10生產(chǎn)配合比試驗(yàn)和SMA高彈生產(chǎn)配比試驗(yàn)結(jié)果見表5和表6。

表5 GA-10生產(chǎn)配合比試驗(yàn)結(jié)果

5 GA-10澆注式和SMA-10高彈施工

5.1 攤鋪

5.1.1 澆注式瀝青混合料攤鋪

（1）由于澆注式攤鋪機(jī)設(shè)備限制，澆注式瀝青混凝土攤鋪機(jī)是全機(jī)械式，整個(gè)鋪裝層厚度主要靠攤鋪機(jī)的行走基面來控制,因此采用邊側(cè)模板和攤鋪機(jī)自有控制系統(tǒng)控制混合料的厚度與平整度。

（2）模板的鋪設(shè)應(yīng)在每天施工前完成，確保模板的順直、平整和固定牢固。固定方式可采用磁石、強(qiáng)力膠帶兩種方式，磁石直接緊靠模板外緣，順模板方向安放，強(qiáng)力膠帶用來固定垂直于模板的橫向支撐。模板厚度應(yīng)考慮壓入預(yù)拌瀝青碎石對(duì)SMA鋪裝厚度的影響。

表6 SMA高彈生產(chǎn)配比試驗(yàn)結(jié)果

（3）在第一幅施工時(shí)，通過鋪設(shè)邊側(cè)模板進(jìn)行厚度控制。

（4）第二幅澆注式瀝青混合料施工時(shí)，一邊可以利用已完成的第一幅澆注式瀝青混合料的邊界。

（5）攤鋪時(shí)，Cooker倒行至攤鋪機(jī)前方，把混合料通過其后面的卸料槽直接卸在地上。攤鋪機(jī)的整平板的正前方布料板左右移動(dòng)，把澆注式瀝青混合料鋪開。攤鋪機(jī)向前移動(dòng)把瀝青混合料整平到控制厚度，不需對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)。

（6）在攤鋪機(jī)上應(yīng)安置噴槍加熱接縫部位，攤鋪機(jī)行走過后，采用紅外加熱設(shè)備或噴槍對(duì)接縫進(jìn)行加熱并由工人使用木制的刮板修整，并用抹平工具搓揉加熱部位，使其充分結(jié)合，保證與新鋪的瀝青混凝土形成整體，接縫處連接可靠。

（7）在澆注式瀝青混合料攤鋪過程中，會(huì)產(chǎn)生部分氣泡。設(shè)專人進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)氣泡現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采用帶尖頭的工具刺破，排出內(nèi)部空氣，并用模子進(jìn)行抹平，使其充分密實(shí)。溫度較低時(shí)可用火焰槍進(jìn)行加溫，不可將表面烤焦。

（8）澆注式攤鋪后跟進(jìn)撒布預(yù)拌碎石，預(yù)拌瀝青碎石粒徑為 10～15 mm，撒布量為 5～10 kg/m2。

5.1.2 高彈SMA-10攤鋪

（1）SMA施工采用常規(guī)瀝青攤鋪機(jī)拼幅施工，找平全部采用紅外線非接觸平衡梁調(diào)平標(biāo)高和厚度。超聲波非接觸式平衡梁是一種基于超聲波測(cè)距原理進(jìn)行工作的移動(dòng)調(diào)平基準(zhǔn)，它克服了傳統(tǒng)接觸式調(diào)平基準(zhǔn)的不足。此外系統(tǒng)采用的多個(gè)超聲波傳感器與控制器之間都以純數(shù)字形式傳送信號(hào)，信號(hào)傳輸方便、迅速、可靠，抗干擾能力強(qiáng)，使調(diào)平系統(tǒng)的綜合性能得以大大提高。非接觸式平衡梁工作原理是在路面以上一定距離處使用幾個(gè)聲納跟蹤器（一般為4個(gè)或 8個(gè)），它以地面為基準(zhǔn)精確測(cè)出距離平均值，控制攤鋪機(jī)的升降油缸，根據(jù)設(shè)計(jì)高程施工厚度來進(jìn)行實(shí)地標(biāo)高、坡度控制，從而達(dá)到更好的光滑平整的攤鋪效果。采取上述措施有效地保證面層攤鋪質(zhì)量和施工精度。

（2）兩臺(tái)攤鋪機(jī)聯(lián)合施工，攤鋪起步速度控制在2 m/min，待正常后以2～2.5 m/min速度向前均勻連續(xù)不斷攤鋪，允許放慢到1～2 m/min。兩臺(tái)攤鋪機(jī)成階梯形交錯(cuò)排列方式連續(xù)進(jìn)行攤鋪。攤鋪縱向搭接10 cm，前后間距保持10 m左右，保證縱向接縫為熱接縫，同時(shí)在鋪筑好的面層未碾壓之前，嚴(yán)禁任何人隨意走動(dòng)，以避免留有腳印而影響質(zhì)量。

5.2 壓實(shí)

澆注式瀝青混合料攤鋪后無須壓實(shí)，自熱固化。SMA瀝青混合料分初壓、復(fù)壓、終壓三階段，見表7。

表7 SMA瀝青混合料壓實(shí)各階段要求

6 檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果見表8和表9。

表8 防水層實(shí)測(cè)項(xiàng)目匯總

表9 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)匯總表

7 結(jié)語

該次大修已經(jīng)完成，2017年10月1日已經(jīng)恢復(fù)交通通行。通過該次高精度的施工維修，為以后大跨徑的鋼橋面維修取得了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。