滑模攤鋪技術(shù)在高速公路鋼纖維水泥混凝土橋面鋪裝中的應(yīng)用

孟令凱

【摘要】結(jié)合武（都）罐（子溝）高速公路滑模攤鋪水泥混凝土橋面鋪裝施工，簡(jiǎn)要介紹了水泥混凝土路面在武罐高速公路的應(yīng)用背景，詳細(xì)闡述了橋面鋪裝采用滑模攤鋪應(yīng)具備的技術(shù)條件，對(duì)施工前的各準(zhǔn)備環(huán)節(jié)進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)拌和及運(yùn)輸、布料、攤鋪等關(guān)鍵工序中的技術(shù)要點(diǎn)做了具體要求。實(shí)踐表明，滑模攤鋪工藝能高質(zhì)、快速地施工水泥混凝土路面，在水泥混凝土路面的發(fā)展上具有劃時(shí)代的意義，具備推廣應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】滑模攤鋪;高速公路;鋼纖維;水泥混凝土;橋面鋪裝;應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.164

1、引言

水泥混凝土路面因強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好等原因在我國(guó)公路路面中使用較多，但在已建成的高等級(jí)公路中，水泥混凝土路面的占比卻較少，主要在于水泥混凝土路面早期易受破壞、難以達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命、路用性能不良。究其原因，除迅猛攀升的重載交通量外，施工因素也成為一個(gè)重要原因。

武罐高速公路地處秦嶺大巴山脈，橋隧比例高，設(shè)計(jì)方?jīng)Q定11～22標(biāo)段采用水泥混凝土路面。這樣大的施工規(guī)模及高速公路水泥混凝土路面嚴(yán)格的技術(shù)要求，客觀上迫切需要大規(guī)模機(jī)械化、現(xiàn)代化的施工技術(shù)。武罐高速公路項(xiàng)目辦組織主要標(biāo)段人員在考察了廣西省、陜西省等混凝土路面修筑水平，調(diào)研其混凝土路面機(jī)械化施工方式的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)研究討論決定在甘肅省內(nèi)高速公路建設(shè)中首次引入滑模攤鋪機(jī)進(jìn)行混凝土路面鋪筑，并在21標(biāo)段開(kāi)展試點(diǎn)。本文結(jié)合大團(tuán)魚(yú)河特大橋水泥混凝土橋面施工，就滑模攤鋪機(jī)施工高速公路鋼纖維水泥混凝土橋面鋪裝做一總結(jié)，以供借鑒參考。

2、相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)

大團(tuán)魚(yú)河特大橋共138跨，首尾27跨接隧道為分離式設(shè)計(jì)，中間111跨為整體式設(shè)計(jì)，橋面凈寬10.95～11.25m，橋面結(jié)構(gòu)為15cm厚C50鋼纖維混凝土鋪裝，采用10cm×10cmΦ12單層鋼筋網(wǎng)。

3、滑模攤鋪橋面混凝土的技術(shù)條件

3.1攤鋪及布料設(shè)備的選用

與素水泥混凝土路面不同，因?yàn)闃蛎嫔系亩ㄎ患芰摻?、吊環(huán)鋼筋、鋼筋網(wǎng)片的影響，側(cè)模豎向移動(dòng)空間有限，必須采用具有上下升降功能的側(cè)模板，避開(kāi)鋼筋對(duì)側(cè)模縱向行進(jìn)的阻礙，滿足橋面薄層鋼筋混凝土攤鋪厚度的要求。本橋采用Wirtgen SP-500滑模攤鋪機(jī)，可攤鋪寬度2.0～4.25m，攤鋪寬度按照“縱縫位置應(yīng)避開(kāi)輪跡，并宜靠近車道線，但不切割標(biāo)線”的原則確定。滑模施工需配備一臺(tái)小型挖掘機(jī)在攤鋪機(jī)前輔助卸料及布料。

3.2預(yù)制梁的平整度要求

高速公路橋面一般設(shè)計(jì)有2%橫坡（超高段按超高設(shè)計(jì)），橋面鋪裝是按均勻厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)，即梁板頂面及濕接縫和現(xiàn)澆中橫梁同樣應(yīng)保持2%橫坡，以保證橋面鋪裝厚度一致。然而在實(shí)際施工中，預(yù)制T梁或箱梁時(shí)往往對(duì)梁板頂面及翼緣板橫坡控制不嚴(yán)，導(dǎo)致相鄰梁板間縱橫向存在高差，濕接縫及現(xiàn)澆中橫梁處產(chǎn)生折線狀，橋面鋪裝厚度損失，引起橋面早期破壞。

因此，梁板預(yù)制時(shí)必須按使用位置嚴(yán)格控制縱橫向高度，保證梁的頂面高差一般不得大于5mm，最不利情況不得大于1cm。若梁的頂面高差介于1～3cm之間，則應(yīng)調(diào)高橋面高程來(lái)保證鋪裝層厚度，并在50～100m長(zhǎng)度內(nèi)調(diào)整縱坡。若頂面高差超過(guò)3cm，則應(yīng)重新加工、架設(shè)梁板。

3.3橋梁承載力及撓度的驗(yàn)算

滑模攤鋪機(jī)重量較大，橋面鋪裝施工前，應(yīng)根據(jù)擬使用的攤鋪機(jī)重量對(duì)橋梁進(jìn)行承載能力驗(yàn)算，一般單車道攤鋪機(jī)無(wú)需驗(yàn)算，能同時(shí)進(jìn)行雙車道攤鋪的大型滑模攤鋪機(jī)應(yīng)驗(yàn)算橋梁的承載力和撓度。

當(dāng)橋梁跨徑≥10m，將滑模攤鋪機(jī)看做移動(dòng)荷載，按影響線計(jì)算方法確定最不利荷、最大撓度位置。攤鋪機(jī)駛出梁段后，橋梁卸載反彈。根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，高速公路平整度應(yīng)≯3mm，因此應(yīng)以梁板跨中最大撓度≯3mm作為控制指標(biāo)。

4、攤鋪準(zhǔn)備

4.1鋪裝層鋼筋網(wǎng)安裝及其連接

攤鋪前應(yīng)在攤鋪寬度內(nèi)安裝鋼筋網(wǎng)，不能全寬攤鋪時(shí)，未攤鋪部分可作為施工通道暫不安裝鋼筋網(wǎng)。為加強(qiáng)前后兩次攤鋪的橫向聯(lián)系，鋼筋網(wǎng)寬度應(yīng)為攤鋪寬度兩端各加0.25m的搭接長(zhǎng)度，鋼筋網(wǎng)安裝完成后應(yīng)根據(jù)天氣情況盡快完成橋面鋪裝，防止鋼筋銹蝕。

4.2基準(zhǔn)線架設(shè)

為保證橋面鋪裝的厚度及高程，應(yīng)重視基準(zhǔn)線的架設(shè)環(huán)節(jié)，本橋基準(zhǔn)線設(shè)置形式為單向坡雙線式。首先應(yīng)測(cè)設(shè)各基準(zhǔn)點(diǎn)位置并測(cè)定其高程，根據(jù)測(cè)設(shè)位置安裝豎直基準(zhǔn)線樁。基準(zhǔn)線樁的固定辦法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。未施工護(hù)欄時(shí)，可固定在兩側(cè)護(hù)欄的預(yù)埋鋼筋上，已施工護(hù)欄時(shí)，靠護(hù)欄一側(cè)可采用在護(hù)欄頂面鉆孔的方式植入基準(zhǔn)線樁，分幅攤鋪時(shí)，遠(yuǎn)離護(hù)欄一側(cè)可采用在梁面鉆孔植入的方式，也可焊接在梁板頂面的預(yù)埋鋼筋上。

根據(jù)線樁點(diǎn)高程和橋面鋪裝設(shè)計(jì)高程計(jì)算出基準(zhǔn)線設(shè)置高程，用鋼尺量出位置并安裝帶夾線凹槽的橫桿，基準(zhǔn)線掛在凹槽內(nèi)。基準(zhǔn)線使用φ3mm的鋼絞線，為保證橋面高程，攤鋪前應(yīng)對(duì)基準(zhǔn)線高程進(jìn)行復(fù)測(cè)。

未采用混凝土側(cè)向輸送裝置時(shí)，為減少倒車行程，基準(zhǔn)線宜在卸料完畢后迅速進(jìn)行布設(shè)，設(shè)置長(zhǎng)度5～10m，基準(zhǔn)線必須張緊，應(yīng)施以1000N的拉力，垂度≯1mm。線樁設(shè)置間距直線段以10m為宜，曲線段5m為宜，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)加密。

4.3預(yù)留攤鋪機(jī)行進(jìn)通道

施工前應(yīng)預(yù)留滑模攤鋪機(jī)履帶行走通道，通道內(nèi)不設(shè)置鋼筋網(wǎng)。一般應(yīng)先攤鋪橋面再施工護(hù)欄。本項(xiàng)目因等待路面設(shè)計(jì)方案時(shí)間較長(zhǎng)，護(hù)欄已先行施工，外側(cè)施工通道設(shè)置在緊鄰護(hù)欄位置，后期人工攤鋪。

4.4橋面保護(hù)及混凝土側(cè)面處理

滑模攤鋪機(jī)重量較大，為防止攤鋪機(jī)行走時(shí)破壞橋面板及預(yù)埋鋼筋受壓變形，必須在行進(jìn)通道鋪設(shè)竹膠板或混凝土臨時(shí)軌道。同時(shí)，為防止鋼筋網(wǎng)位置漏漿，可提前支立木?；驍備伜筮M(jìn)行人工處理。振搗棒應(yīng)調(diào)整到鋼筋網(wǎng)以上，防止振搗時(shí)造成鋼筋網(wǎng)移位或變形。

5、拌合及運(yùn)輸

鋼纖維混凝土宜釆用帶有布料裝置的專用攪拌機(jī)攪拌。攪拌工藝應(yīng)確保鋼纖維在拌合物中分散均勻，不產(chǎn)生結(jié)團(tuán)，宜優(yōu)先釆用將鋼纖維、水泥、粗細(xì)集料先干拌而后加水濕拌的方法，投料順序、攪拌方法和攪拌時(shí)間應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勻質(zhì)性試驗(yàn)確定。其攪拌時(shí)間應(yīng)較普通混凝土適當(dāng)延長(zhǎng)1～2min，時(shí)間不足鋼纖維會(huì)結(jié)團(tuán)，過(guò)久則易折斷或彎曲。

采用小型自卸車裝混凝土?xí)r應(yīng)按車廂的前、后、中部順序移動(dòng)裝料，運(yùn)輸中應(yīng)勻速、少顛簸，防止混凝土局部離析。

6、布料

鋪裝前，必須對(duì)梁板表面徹底清潔，用壓力水沖洗干凈。料車在布料機(jī)前方2～3m處進(jìn)行斜向倒車，將混凝土拌合料卸在鋼筋網(wǎng)上，再由布料機(jī)進(jìn)行布料，布料機(jī)履帶所經(jīng)之處必須人工布設(shè)混凝土路徑，避免履帶與鋼筋網(wǎng)直接接觸。

7、攤鋪

布料完成之后，攤鋪機(jī)施工橋面鋪裝和攤鋪普通混凝土路面相同。

攤鋪時(shí)應(yīng)隨時(shí)觀察混凝土稠度，并調(diào)整振搗頻率，防止表面過(guò)振泌水及邊角縮塌。同時(shí)應(yīng)注意攤鋪和布料的速度協(xié)調(diào)，攤鋪速度應(yīng)控制在0.5～1.0m/min范圍內(nèi)，保證鋼筋網(wǎng)內(nèi)混凝土的密實(shí)性。攤鋪前應(yīng)放樣伸縮縫邊線，梁板端頭間縫隙填充泡沫，伸縮縫邊線處支立木模板，木模頂部以低于橋面5cm為宜，兩木模間填砂。安裝伸縮縫時(shí)在木模處鋸開(kāi)即可。

攤鋪完成后的養(yǎng)護(hù)、切縫、刻槽等后續(xù)工作亦等同于普通混凝土路面，在此不再累述。

結(jié)語(yǔ)：

武罐高速引入滑模攤鋪機(jī)施工橋隧水泥混凝土路面，其工作性能及經(jīng)濟(jì)效益都取得了很好的成效，總體上是成功的。實(shí)踐表明，滑模攤鋪工藝能高質(zhì)、快速地施工水泥混凝土路面，在水泥混凝土路面的發(fā)展上具有劃時(shí)代的意義，具備推廣應(yīng)用價(jià)值。

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