钢桁-混凝土叠合梁桥双层SMA桥面铺装施工技术研究

2020-06-29朱绍奇

四川建材 2020年6期

朱绍奇，龚霞

(四川交投建设工程股份有限公司，四川成都 610047)

0 前言

近年来，钢梁及钢桁-混凝土叠合梁已在桥梁建设中广泛运用。与钢结构相比，钢桁-混凝土叠合梁桥由于采用了混凝土面板，大幅减少了用钢量，同时避免了钢桥面在汽车荷载作用下的疲劳开裂问题，且在活荷载作用下噪音更小，因此，在桥梁建设中日益受到青睐。

桥面铺装层是钢桁-混凝土叠合梁重要组成部分，在荷载和环境侵蚀的偶合作用下易发生磨耗和劣化，将直接影响到汽车行驶舒适性和安全性。通过研究发现影响桥面铺装质量的主要原因有：铺装层结构设计不合理，铺装下层混合料粒径较大，易产生车辙、推移等病害；防水粘结层材料选择不合理，抗剪强度不足，易造成铺装层推移等病害。而SMA是一种满足铺装层要求的沥青混合料，具有热稳性优良，抗滑耐磨耗、抗裂性及密水性均较好、施工要求低等优点。

本文通过对双层SMA混合料配合比的优化，提出了一种钢桁-混凝土叠合梁桥3.5 cm+3.5 cm双层SMA桥面铺装施工技术，减轻桥面自重荷载，同时采用接触跨越式浮动平衡梁作自动找平技术，提高双层SMA桥面铺装精度；并通过施工现场验证，可为叠合梁桥桥面SMA铺装施工提供一定的技术借鉴。

1 工程背景

泸定大渡河特大桥是雅安至康定高速公路上跨越大渡河的一座特大型桥梁，是该路段的控制性工程之一。大桥位于泸定县泸桥镇咱里村，下游距泸定电站大坝约2.3 km，距泸定县城约3.9 km。大桥工程范围包括两岸引桥和主桥。大桥起点桩号为K97+407.20，止点桩号为K98+818.20，大桥全长1 411m,其中主桥1 100m长，引桥311m长。桥址区属于中亚热带季风气候，垂直梯变显著，水平过度明显，干湿季节分明，多年平均相对湿度66%，瞬间风速≥17m/s的大风，年平均发生12.8次。

本桥为钢桁-混凝土叠合梁悬索桥，钢桥上吊装预制水泥混凝土板铺装层，设计沥青面层宽度为11.25m，厚度为7 cm，为提高沥青路面抗剪能力，采用3.5 cm改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13(温拌)上面层+3.5 cm改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13(温拌)下面层。工程现场如图1所示。

图1 工程全貌

2 钢桁-混凝土叠合梁桥双层SMA桥面铺装技术

2.1 主要技术特征

钢桁-混凝土叠合梁桥双层SMA桥面铺装施工技术将玄武岩精加工后，三次优化配合比，实现3.5 cm+3.5 cm的双层SMA铺装结构；桥面同步采用精铣刨处理，玄武岩精加工预裹覆沥青同步施工碎石封层，加入温拌剂常规温度出料，确保有效压实温度和延长可碾压时间；沥青摊铺采用固定基准悬线法与全幅覆盖接触跨越式浮动平衡梁高精度自动找平技术，提高双层SMA桥面铺装精度；遇变化多端自然气候条件，在桥梁外侧增设整体移动式挡风板，挡风板通过底架下设升降式走轮移动，挡风板支撑架固定于桥面两侧护栏，挡风板一侧由护栏L形限位板固定，限位板与挡风板通过滚轮接触，从而保证良好的作业条件。钢桁-混凝土叠合梁桥双层SMA桥面铺装施工工艺原理如图2所示。

图2 钢桁-混凝土叠合梁桥双层SMA桥面铺装体系示意图

3 施工工艺(如图3所示)

图3 施工工艺流程图

4 操作要点

1)施工前准备。

(1)检查用于工程的各种材料和数量、质量满足规范要求。

(2)检查施工设备状况、数量满足施工要求。

(3)用清洁剂或溶剂清洗钢桥面板表面的油、油脂、盐分及其他脏物。

2)钢桁架喷砂除锈。桥面喷砂是钢桥面铺装中的重点关键工序，主要解决钢桥面钢板的防腐。钢桥面铺装对钢板清洁度要求非常高，施工中要注意以下几点。

(1)施工前，先进行喷砂除锈及喷涂环氧富锌漆试验，在确认喷砂工艺后，再进行大面积施工。

(2)采用带吸尘装置的移动式自动无尘打砂机；对于自动无尘打砂机所不能施工的区域和边缘，可采用手提式打砂机作业。喷砂处理后，进行施工验收，验收之表面须作三个测试点。

(3)喷砂除锈后的钢桥面板表面清洁度和粗糙度应满足要求。

3)测量放样。对桥面铺装进行测量放样，确定施工范围，确定水泥混凝土板铺装区域及标高。

4)水泥混凝土板铺装。

(1)在水泥混凝土板铺装前，先施工放样，确定桥面道路中线、边线，沿纵横方向进行拉线操作。

(2)铺砌施工应当按照先边缘后中间的顺序来进行，并横向成行、纵向错缝，相邻的预制块顶面则应当维持在同一水平面上。

(3)先使用嵌缝砂嵌缝，然后运用压路机实施静压2～4 遍。

(4)在碾压施工结束后，在路面上均匀洒水以作养护。

5)护栏及辅助设施安装。

(1)水泥混凝土板铺装完成后，在两侧路缘带上安装护栏设施，同时在钢护栏基座内侧预埋水平连接杆，在水平连接杆上安装连续竖向条板，采用落地垫块调整竖向条板水平位置，螺栓对拉紧固，竖向条板上等间距均匀焊接螺栓套筒，立杆固定于螺栓套筒，高强钢丝绳(固定基准悬线法)设置于立杆顶部凹槽内。

(2)在变化多端自然气候条件下，施工时，桥梁外侧增设整体移动式挡风板。

6)水泥混凝土铺装层精铣刨。对桥面铺装进行二次测量放样，铺装平整度须达到相关设计要求，并对表面进行检查，对尖锐突出物、冒头钢筋等应采用砂轮磨头逐个进行打磨磨平处理，再采用铣刨机对桥梁水泥混凝土铺装层进行一次精铣刨，铣刨厚度控制在5 mm以内。

7)防水粘结层施工。精铣刨完工后，在干燥、洁净、经处理后的水泥混凝土顶面均匀涂刷专用防水涂料，形成防水粘结层，防水层施工完毕后封闭道路，尽快组织施工沥青面层。

8)同步碎石封层施工。

(1)施工前应对桥面顶面吹尘和清洗。采用具备智能控制沥青与石料用量、能精确调节和控制碎石的撒布量及其均匀性的同步碎石封层车进行施工。

(2)碎石粒径为4.75～9.5 mm的玄武岩，过热仓除尘，预裹覆沥青，以80%洒布面积洒布。

(3)碎石撒铺后应立即进行碾压作业，胶轮压路机应同时进行碾压。

(4)SBS改性沥青同步碎石封层施工应与上面层沥青混凝土铺筑紧密衔接，中间不得开放交通。

(5)在铺筑上层沥青混合料前，应对SBS改性沥青同步碎石封层进行清扫，清扫时严禁破坏同步碎石封层。

9)沥青混合料拌和。

(1)在拌和沥青混合料前，严格检查用于添加抗剥落剂、温拌剂、木质纤维的计量系统是否正常运转，并按照相关参数进行添加。

(2)沥青混合料采用间歇式沥青混凝土拌和机进行拌和。

(3)SMA-13混合料总拌和时间65 s左右，其中干拌不少于15 s，加纤维后总的湿拌时间不少于45 s，使产量能够稳定达到180 t/h以上。

(4)拌和机拌制生产出的沥青混合料应均匀一致、无花白料、无结团成块或粗细料离析现象。

10)沥青混合料运输及摊铺。

(1)采用车况良好的自卸车运输沥青混合料。

(2)拌和机往运料车内放料时，运输车按“前、后、中”的顺序装料，以减少沥青混合料的离析。

(3)采用一台沥青摊铺机配合一台沥青混合料转运车，全幅摊铺混合料，自动找平方式采用全幅覆盖接触跨越式浮动平衡梁高精度自动找平装置。

11)沥青混合料压实成型。双层SMA桥面铺装结构形式为3.5 cmSMA-13沥青下面层+3.5 cmSMA-13沥青上面层。沥青混合料压路机碾压过程中压路机采取“紧跟、慢压、不停”的压实工艺：即4台水平振动压路机形成两个纵队，紧跟摊铺机后面进行碾压，碾压速度不超过5 km/h，对刚摊铺的沥青混凝土实行静压，静压一遍后采用“高频低幅”进行微振。