鋼桁-混凝土疊合梁橋雙層SMA橋面鋪裝施工技術(shù)研究

朱紹奇，龔 霞

(四川交投建設(shè)工程股份有限公司，四川 成都 610047)

0 前 言

近年來，鋼梁及鋼桁-混凝土疊合梁已在橋梁建設(shè)中廣泛運(yùn)用。與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼桁-混凝土疊合梁橋由于采用了混凝土面板，大幅減少了用鋼量，同時(shí)避免了鋼橋面在汽車荷載作用下的疲勞開裂問題，且在活荷載作用下噪音更小，因此，在橋梁建設(shè)中日益受到青睞。

橋面鋪裝層是鋼桁-混凝土疊合梁重要組成部分，在荷載和環(huán)境侵蝕的偶合作用下易發(fā)生磨耗和劣化，將直接影響到汽車行駛舒適性和安全性。通過研究發(fā)現(xiàn)影響橋面鋪裝質(zhì)量的主要原因有：鋪裝層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，鋪裝下層混合料粒徑較大，易產(chǎn)生車轍、推移等病害；防水粘結(jié)層材料選擇不合理，抗剪強(qiáng)度不足，易造成鋪裝層推移等病害。而SMA是一種滿足鋪裝層要求的瀝青混合料，具有熱穩(wěn)性優(yōu)良，抗滑耐磨耗、抗裂性及密水性均較好、施工要求低等優(yōu)點(diǎn)。

本文通過對雙層SMA混合料配合比的優(yōu)化，提出了一種鋼桁-混凝土疊合梁橋3.5 cm+3.5 cm雙層SMA橋面鋪裝施工技術(shù)，減輕橋面自重荷載，同時(shí)采用接觸跨越式浮動(dòng)平衡梁作自動(dòng)找平技術(shù)，提高雙層SMA橋面鋪裝精度；并通過施工現(xiàn)場驗(yàn)證，可為疊合梁橋橋面SMA鋪裝施工提供一定的技術(shù)借鑒。

1 工程背景

瀘定大渡河特大橋是雅安至康定高速公路上跨越大渡河的一座特大型橋梁，是該路段的控制性工程之一。大橋位于瀘定縣瀘橋鎮(zhèn)咱里村，下游距瀘定電站大壩約2.3 km，距瀘定縣城約3.9 km。大橋工程范圍包括兩岸引橋和主橋。大橋起點(diǎn)樁號(hào)為K97+407.20，止點(diǎn)樁號(hào)為K98+818.20，大橋全長1 411m,其中主橋1 100m長，引橋311m長。橋址區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，垂直梯變顯著，水平過度明顯，干濕季節(jié)分明，多年平均相對濕度66%，瞬間風(fēng)速≥17m/s的大風(fēng)，年平均發(fā)生12.8次。

本橋?yàn)殇撹?混凝土疊合梁懸索橋，鋼橋上吊裝預(yù)制水泥混凝土板鋪裝層，設(shè)計(jì)瀝青面層寬度為11.25m，厚度為7 cm，為提高瀝青路面抗剪能力，采用3.5 cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13(溫拌)上面層+3.5 cm改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13(溫拌)下面層。工程現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 工程全貌

2 鋼桁-混凝土疊合梁橋雙層SMA橋面鋪裝技術(shù)

2.1 主要技術(shù)特征

鋼桁-混凝土疊合梁橋雙層SMA橋面鋪裝施工技術(shù)將玄武巖精加工后，三次優(yōu)化配合比，實(shí)現(xiàn)3.5 cm+3.5 cm的雙層SMA鋪裝結(jié)構(gòu)；橋面同步采用精銑刨處理，玄武巖精加工預(yù)裹覆瀝青同步施工碎石封層，加入溫拌劑常規(guī)溫度出料，確保有效壓實(shí)溫度和延長可碾壓時(shí)間；瀝青攤鋪采用固定基準(zhǔn)懸線法與全幅覆蓋接觸跨越式浮動(dòng)平衡梁高精度自動(dòng)找平技術(shù)，提高雙層SMA橋面鋪裝精度；遇變化多端自然氣候條件，在橋梁外側(cè)增設(shè)整體移動(dòng)式擋風(fēng)板，擋風(fēng)板通過底架下設(shè)升降式走輪移動(dòng)，擋風(fēng)板支撐架固定于橋面兩側(cè)護(hù)欄，擋風(fēng)板一側(cè)由護(hù)欄L形限位板固定，限位板與擋風(fēng)板通過滾輪接觸，從而保證良好的作業(yè)條件。鋼桁-混凝土疊合梁橋雙層SMA橋面鋪裝施工工藝原理如圖2所示。

圖2 鋼桁-混凝土疊合梁橋雙層SMA橋面鋪裝體系示意圖

3 施工工藝(如圖3所示)

圖3 施工工藝流程圖

4 操作要點(diǎn)

1)施工前準(zhǔn)備。

(1)檢查用于工程的各種材料和數(shù)量、質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

(2)檢查施工設(shè)備狀況、數(shù)量滿足施工要求。

(3)用清潔劑或溶劑清洗鋼橋面板表面的油、油脂、鹽分及其他臟物。

2)鋼桁架噴砂除銹。橋面噴砂是鋼橋面鋪裝中的重點(diǎn)關(guān)鍵工序，主要解決鋼橋面鋼板的防腐。鋼橋面鋪裝對鋼板清潔度要求非常高，施工中要注意以下幾點(diǎn)。

(1)施工前，先進(jìn)行噴砂除銹及噴涂環(huán)氧富鋅漆試驗(yàn)，在確認(rèn)噴砂工藝后，再進(jìn)行大面積施工。

(2)采用帶吸塵裝置的移動(dòng)式自動(dòng)無塵打砂機(jī)；對于自動(dòng)無塵打砂機(jī)所不能施工的區(qū)域和邊緣，可采用手提式打砂機(jī)作業(yè)。噴砂處理后，進(jìn)行施工驗(yàn)收，驗(yàn)收之表面須作三個(gè)測試點(diǎn)。

(3)噴砂除銹后的鋼橋面板表面清潔度和粗糙度應(yīng)滿足要求。

3)測量放樣。對橋面鋪裝進(jìn)行測量放樣，確定施工范圍，確定水泥混凝土板鋪裝區(qū)域及標(biāo)高。

4)水泥混凝土板鋪裝。

(1)在水泥混凝土板鋪裝前，先施工放樣，確定橋面道路中線、邊線，沿縱橫方向進(jìn)行拉線操作。

(2)鋪砌施工應(yīng)當(dāng)按照先邊緣后中間的順序來進(jìn)行，并橫向成行、縱向錯(cuò)縫，相鄰的預(yù)制塊頂面則應(yīng)當(dāng)維持在同一水平面上。

(3)先使用嵌縫砂嵌縫，然后運(yùn)用壓路機(jī)實(shí)施靜壓2～4 遍。

(4)在碾壓施工結(jié)束后，在路面上均勻?yàn)⑺宰黟B(yǎng)護(hù)。

5)護(hù)欄及輔助設(shè)施安裝。

(1)水泥混凝土板鋪裝完成后，在兩側(cè)路緣帶上安裝護(hù)欄設(shè)施，同時(shí)在鋼護(hù)欄基座內(nèi)側(cè)預(yù)埋水平連接桿，在水平連接桿上安裝連續(xù)豎向條板，采用落地墊塊調(diào)整豎向條板水平位置，螺栓對拉緊固，豎向條板上等間距均勻焊接螺栓套筒，立桿固定于螺栓套筒，高強(qiáng)鋼絲繩(固定基準(zhǔn)懸線法)設(shè)置于立桿頂部凹槽內(nèi)。

(2)在變化多端自然氣候條件下，施工時(shí)，橋梁外側(cè)增設(shè)整體移動(dòng)式擋風(fēng)板。

6)水泥混凝土鋪裝層精銑刨。對橋面鋪裝進(jìn)行二次測量放樣，鋪裝平整度須達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求，并對表面進(jìn)行檢查，對尖銳突出物、冒頭鋼筋等應(yīng)采用砂輪磨頭逐個(gè)進(jìn)行打磨磨平處理，再采用銑刨機(jī)對橋梁水泥混凝土鋪裝層進(jìn)行一次精銑刨，銑刨厚度控制在5 mm以內(nèi)。

7)防水粘結(jié)層施工。精銑刨完工后，在干燥、潔凈、經(jīng)處理后的水泥混凝土頂面均勻涂刷專用防水涂料，形成防水粘結(jié)層，防水層施工完畢后封閉道路，盡快組織施工瀝青面層。

8)同步碎石封層施工。

(1)施工前應(yīng)對橋面頂面吹塵和清洗。采用具備智能控制瀝青與石料用量、能精確調(diào)節(jié)和控制碎石的撒布量及其均勻性的同步碎石封層車進(jìn)行施工。

(2)碎石粒徑為4.75～9.5 mm的玄武巖，過熱倉除塵，預(yù)裹覆瀝青，以80%灑布面積灑布。

(3)碎石撒鋪后應(yīng)立即進(jìn)行碾壓作業(yè)，膠輪壓路機(jī)應(yīng)同時(shí)進(jìn)行碾壓。

(4)SBS改性瀝青同步碎石封層施工應(yīng)與上面層瀝青混凝土鋪筑緊密銜接，中間不得開放交通。

(5)在鋪筑上層瀝青混合料前，應(yīng)對SBS改性瀝青同步碎石封層進(jìn)行清掃，清掃時(shí)嚴(yán)禁破壞同步碎石封層。

9)瀝青混合料拌和。

(1)在拌和瀝青混合料前，嚴(yán)格檢查用于添加抗剝落劑、溫拌劑、木質(zhì)纖維的計(jì)量系統(tǒng)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并按照相關(guān)參數(shù)進(jìn)行添加。

(2)瀝青混合料采用間歇式瀝青混凝土拌和機(jī)進(jìn)行拌和。

(3)SMA-13混合料總拌和時(shí)間65 s左右，其中干拌不少于15 s，加纖維后總的濕拌時(shí)間不少于45 s，使產(chǎn)量能夠穩(wěn)定達(dá)到180 t/h以上。

(4)拌和機(jī)拌制生產(chǎn)出的瀝青混合料應(yīng)均勻一致、無花白料、無結(jié)團(tuán)成塊或粗細(xì)料離析現(xiàn)象。

10)瀝青混合料運(yùn)輸及攤鋪。

(1)采用車況良好的自卸車運(yùn)輸瀝青混合料。

(2)拌和機(jī)往運(yùn)料車內(nèi)放料時(shí)，運(yùn)輸車按“前、后、中”的順序裝料，以減少瀝青混合料的離析。

(3)采用一臺(tái)瀝青攤鋪機(jī)配合一臺(tái)瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車，全幅攤鋪混合料，自動(dòng)找平方式采用全幅覆蓋接觸跨越式浮動(dòng)平衡梁高精度自動(dòng)找平裝置。

11)瀝青混合料壓實(shí)成型。雙層SMA橋面鋪裝結(jié)構(gòu)形式為3.5 cmSMA-13瀝青下面層+3.5 cmSMA-13瀝青上面層。瀝青混合料壓路機(jī)碾壓過程中壓路機(jī)采取“緊跟、慢壓、不?！钡膲簩?shí)工藝：即4臺(tái)水平振動(dòng)壓路機(jī)形成兩個(gè)縱隊(duì)，緊跟攤鋪機(jī)后面進(jìn)行碾壓，碾壓速度不超過5 km/h，對剛攤鋪的瀝青混凝土實(shí)行靜壓，靜壓一遍后采用“高頻低幅”進(jìn)行微振。

5 結(jié) 論

本文相關(guān)技術(shù)已成功應(yīng)用于本單位多個(gè)疊合梁橋建設(shè)項(xiàng)目中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。

1)本技術(shù)采用預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層雙層SMA橋面鋪裝技術(shù)：將玄武巖精加工，三次優(yōu)化配合比，實(shí)現(xiàn)3.5 cm+3.5 cm的雙層SMA鋪裝結(jié)構(gòu)；橋面同步采用精銑刨，玄武巖精加工預(yù)裹覆瀝青同步碎石封層，加入溫拌劑常規(guī)溫度出料，確保有效壓時(shí)溫度和延長可碾壓時(shí)間，大幅提升雙層SMA橋面鋪裝質(zhì)量。

2)精銑刨和封層可采用兩側(cè)固定基準(zhǔn)懸線法，雙層SMA橋面鋪裝采用接觸跨越式浮動(dòng)平衡梁作自動(dòng)找平技術(shù)，提高雙層SMA橋面鋪裝精度。

3)在變化多端自然氣候條件下，施工時(shí)，橋梁外側(cè)增設(shè)整體移動(dòng)式擋風(fēng)板，擋風(fēng)板通過底架下設(shè)升降式走輪移動(dòng)，擋風(fēng)板支撐架固定于橋面兩側(cè)護(hù)欄，擋風(fēng)板一側(cè)由護(hù)欄L形限位板固定，限位板與擋風(fēng)板通過滾輪接觸，從而保證良好的作業(yè)條件。

[ID:009764]