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刚柔复合式铺装结构在大纵坡小半径公路钢结构桥梁中的应用分析

2021-08-28陈小宁

运输经理世界 2021年11期
关键词:交通量钢纤维桥梁

文/陈小宁

1 前言

纵观国内外可知,对于跨江、跨海等大跨径桥梁钢桥面铺装,经过数十载的研究与应用,已逐步形成了适用于各自国情的成熟可靠的铺装方案[1]。然而,在城市互通式立交桥、山区桥梁及部分主桥连接桥中,受地形地貌、净空要求或其他构造物的影响,通常需修筑曲面桥梁或大纵坡桥梁,且部分桥梁兼具曲面与大纵坡双重结构特点[2]。此外,由于此类桥梁大多建设规模小,工程造价预算相较于大跨径桥梁低,往往无法直接采用已有大跨径桥梁钢桥面铺装方案。因此,对于大纵坡小半径公路钢结构桥梁,需结合其特点开展铺装方案的设计与实施。

2 项目概况

本论文依托工程为南京至马鞍山国家高速公路改扩建工程(以下简称“宁马改扩建工程”)。宁马高速是南京都市圈内南京至马鞍山的省际通道,也是南京中心城区与板桥新城、滨江新城、谷里新市镇连接的重要通道,属于城市交通,交通量较大且沿线互通密集,交织距离短,互通方案复杂[3]。

其中油坊桥互通枢纽连续钢箱梁曲率半径104m,平均纵坡3.8%,最大纵坡5%,具有典型的大纵坡小半径结构特点;此外,据预测2025年交通量为113909pcu/d,2031年预测交通量为122332pcu/d,2038年预测交通量为133336pcu/d。预测通行车辆中各车型比例如表1 所示。

表1 预测年车种构成表(%)

综合考虑项目结构特点、交通量与车型组成、工程造价、工期等特点,本项目G 匝道连续钢箱梁桥采用刚柔复合式铺装方案,铺装结构见图1。

图1 刚柔组合式铺装结构

3 施工工艺及质量控制要点

3.1 施工工艺

刚柔复合式铺装方案主要施工过程包括钢纤维水泥混凝土层施工、层间粘结层施工及沥青铺装层施工,具体施工工艺流程见图2。

图2 刚柔复合式铺装方案施工工艺流程图

3.2 质量控制要点

3.2.1 钢纤维混凝土层

3.2.1.1 钢纤维混凝土施工前应对钢桥面进行检查与验收,主要检查:桥面板是否有焊接及绑扎钢筋网片时遗漏的电焊条、铁丝等杂物的情况,若有,则及时进行清除;检查所有剪力钉是否发生弯曲变形,对于发生严重弯曲变形的剪力钉,应进行矫正处理,以确保剪力钉的抗剪效果;检查所有钢筋网片砂浆垫块是否发生破损、钢筋网片高度及间距是否满足设计要求[4]。

3.2.1.2 钢纤维混凝土拌和时,先将钢纤维与砂、石、水泥等进行干拌,时间不少于30s,确保钢纤维被充分分散。加入称量好的水和外加剂,湿拌不少于90s,以拌合物均匀、色泽一致为准。

3.2.1.3 应协调运输与浇筑进度,确保混凝土浇筑的连续性,避免出现施工缝。

3.2.1.4 运输过程中混凝土运输车搅拌筒应保持3~6r/min 的转速持续转动,确保钢纤维混凝土拌合物保持均匀、不离析、不分层。运输车达到施工现场后,应以最大转速快速搅拌25s 左右后,方可进行卸料检测坍落度,且满足设计要求的混凝土,方可用于施工。

3.2.2 复合改性沥青粘结层

3.2.2.1 为提高粘结层与铺装下层钢纤维混凝土层的粘结强度,在粘结层施工前需对混凝土层进行抛丸处理,清除表层浮浆。抛丸处理过程中应注意以下要点:抛丸机应执行试验段所确定的试验参数,并匀速行驶;相邻作业面应重叠10~50mm,且相邻作业面间不得有明显高差;对于抛丸机无法作业的边角部位,应采用手推式抛丸机进行抛丸处理;抛丸处理后的界面应满足露骨率≥20%,构造深度宜不小于0.4mm,当一次抛丸不满足要求时,应进行重复处理,直至满足设计要求。

3.2.2.2 抛丸结束经检测合格的界面,应及时施作防水粘结层,以防二次污染。

3.2.2.3 复合改性沥青粘结层施工过程中主要控制要点有:水泥混凝土表面经检验合格后,即可用智能型洒布车进行喷洒,洒布过程中应保持匀速行驶;施工过程中,相邻喷洒作业面间应重叠100mm;喷洒时在作业面上放置方盘,以测量洒布量,方盘取走后所留空白区域应采用人工补涂粘结层材料;局部喷洒不到的地方或个别明显不足的地方采用人工及时补涂;洒布过程中随时进行自检,若洒布质量不满足相关要求,应查明原因后制定改进措施,并及时对质量不达标的部位进行修补;防水粘结层施工结束后,应及时进行封闭养生,养生期间禁止一切车辆进入施工区域[5]。

3.2.3 SBS 改性沥青SUP-20

3.2.3.1 施工前需对拌和与计量设备进行全面检修与维护。

3.2.3.2 SBS 改性沥青SUP-20 混合料拌和及施工温度应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。

3.2.3.3 应配备足够数量的运料车,以保证铺装层的连续施工。

3.2.3.4 运料车装料时应采用“前、后、中”三次卸料法,以减少混合料的离析。

3.2.3.5 运输及卸料过程中,应始终加盖帆布保温,直至卸料结束。

3.2.3.6 逐车检测混合料的出厂温度,满足要求者方可出料。运抵现场后再次进行温度检测,满足要求方可进行卸料摊铺,否则应予以废弃。

3.2.3.7 拌制好的混合料应在4h 内完成摊铺碾压。

3.2.4 高弹沥青SMA-13 层

3.2.4.1 高弹改性沥青SMA-13 混合料拌和及施工温度控制应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。

3.2.4.2 一般情况下,摊铺速度控制在1.5~2m/min 范围,最高不超过3m/min,并与混合料生产能力相匹配。

3.2.4.3 应加强混合料生产、运输及摊铺间的协调统一,避免摊铺机长时间停机待料。

3.2.4.4 遇雨应立即停止施工,淋雨混合料应废弃。

3.3 施工质量检测

现场各工序完工后均根据设计文件要求开展施工质量检测,检测结果见表2。

表2 施工质量检测结果

经现场检测,各工序施工质量均满足设计文件要求,整体施工适量良好。

4 结语

刚柔复合式铺装方案在宁马改扩建工程油坊桥互通枢纽匝道桥上的成功应用表明,所制定的施工工艺及质量控制要点合理、可操作性强,现场施工质量良好,该方案的成功应用可为国内同类型桥梁刚桥面铺装方案制定与现场实施提供参考[6]。

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