模块化T 梁桥面铺装施工技术研究

刘雪晴，李 翔

（浙江交工金筑交通建设有限公司，杭州 310023）

桥面铺装是桥梁的重要组成部分，其作用一是避免了桥梁直接暴露于自然环境下；二是减弱了车辆对桥面板的冲击影响。桥面铺装工作状态的优良将直接影响桥梁整体的耐久性和舒适性[1-3]，不良的桥面铺装施工将对高速公路运营安全构成威胁[4-5]。实地调查发现，已完工的预应力砼简支连续T 梁桥中，常有负弯矩区段开裂现象的发生[6-8]。伴随着国家经济、社会的飞速发展，交通运输压力逐渐增大，同时，人们对交通运输的质量要求也越来越高，特别是桥梁结构的稳定性和安全性[9-10]。本文结合工程实际对模块化T 梁桥面铺装施工技术进行研究，开发了模块化施工工艺，提出了对应桥面铺装工艺的安全、质量与环保控制措施，探讨了模块化T 梁桥面铺装新技术的经济性及应用前景，为桥面铺装施工提供了新思路和可借鉴工程。

1 工程概况

本项目为长春至深圳国家高速公路浙江湖州段扩容工程第KTJ01 标段；起讫桩号：-K0+843（-ZK0+847）～K13+520（主线K7+765.807～K8+471.486 段上跨宣杭铁路部分除外），路线长度13.36 km；本项目主线采用双向六车道的高速公路执行标准，设计速度为100 km/h，在路基宽度尺寸中，整体式路基宽度为32.5 m，分离式路基宽度为2 m×13.75 m；互通连接线采用二级公路标准，连接线路基宽度为12 m，连接线公路的设计速度为60 km/h。

2 模块化工艺开发

通过研发激光桁架摊铺机、自动塑形拉毛机、桥面钢筋保护层厚度检测台车3 种新设备，将模块化施工工艺划分为“钢筋模块”+“混凝土模块”，以实现桥面系高质高效铺装。

2.1 桥面钢筋保护层厚度检测台车

桥面钢筋保护层厚度检测台车由主桁架、行走系统、前高度拨片、后高度调杆4 部分组成。检测钢筋保护层厚度时，调节前高度拨片、后高度调杆的高程，使其与设计钢筋顶高程保持一致，如图1 所示。

图1 桥面钢筋保护层厚度检测台车

2.2 激光桁架摊铺机

激光桁架摊铺机由3 部分组成，分别是桁架行走系统、螺旋布料系统和整平系统。该设备具有摊铺、提浆和整平功能，能够提升混疑土铺装的平整度。激光桁架摊铺机摊铺的行走速度为3~6 m/min。布料横向从低侧向高侧进行，纵向从一端向另一端推进，边布料边振捣，振捣一段距离，激光桁架摊铺机有工作面后开始摊铺整平，如图2 所示。

图2 激光桁架摊铺机设备现场图

2.3 自动塑形拉毛机

自动塑形拉毛机进行混凝土拉毛，拉毛深度2~4 mm。自动塑形拉毛机拉毛能够避免人工踩踏混凝土，且拉毛均匀，线形连贯，如图3 所示。

图3 自动塑形拉毛机

3 施工流程及操作要点

3.1 施工流程

模块化T 梁桥面铺装施工工艺流程如图4 所示。

3.2 施工准备

1）模块化T 梁桥面铺装混凝土施工开始之前，去除不密实混凝土及浮石，清理干净桥面板上的浮泥残渣。同时，对桥面板进行洒水湿润，必要时配备背负式风力灭火机清理。

2）恢复被压倒的预埋钢筋。

3.3 标高带施工

1）标高带放样。施工人员通过运用全站仪放出60 cm 宽标高带两侧边缘线，通过墨线定位，作为施工支模板的参照标准。

桥面处于加宽段时，调整标高带的宽度，使中间预留的宽度与标准断面一致，以匹配激光桁架摊铺机的使用；处于超高段时，加密放样断面，由正常路段的5 m 一个断面变为3 m 一个断面，确保标高带高程及横坡精准。

2）标高带施工。首先完成钢筋网片的铺设，于钢筋网片上部通过方钢（尺寸：3 cm×3 cm）压顶，将方钢与竖向定位筋牢固焊接，确保标高带两侧高程，以及钢筋保护层厚度均达到标准要求；方钢拆除后标高带线形平直，无咬边现象。侧面采用土工布封堵，防止漏浆，拆除后采用电镐对接缝处进行凿毛处理。

采用方钢控制标高带高程，插入式振捣器均匀振捣密实后，铝合金直尺刮平，泥刀二次抹面。

3.4 钢筋网片安装

桥面铺装的钢筋网片选用型号为10 cm×10 cm 冷轧带肋定型钢筋。安装前首先调节预埋剪力钢筋，随后铺设钢筋网片，网片的搭接长度控制在30 cm，以方便控制保护层厚度，再用平接法搭接，即搭接完后钢筋处于同一水平面上。网片搭接、网片与剪力钢筋之间采用绑扎搭接。

保护层检验时，专人控制操作系统，使钢筋保护层检测台车缓慢、匀速前进。

调节保护层厚度除调节剪力筋外，还可以采用加混凝土垫块的方式，需准备多种型号的保护层垫块备用。

3.5 混凝土浇筑

通过混凝土泵车开始C50 混凝土的浇筑，浇筑开始之前首先需进行砼坍落度的检测，控制在140~180 mm。激光桁架摊铺机摊铺混凝土时，行走速度为3~6m/min，混疑土摊铺的平整度误差一般控制在3 mm 以内。

布料横向从低侧向高侧进行，纵向从一端向另一端推进；边布料边振捣；振捣一段距离，激光桁架摊铺机有工作面后开始摊铺整平，此时注意观察桁架前混凝土，适时进行增加或减少，使砼面比布料轴高5 mm左右，以便于布料的整平。

3.6 混凝土收面、拉毛及养护

在混凝土的初凝之后终凝之前，工人可驾驶座驾式双盘磨光机进行大面积的收面，避免了人工收面时踩踏混凝土，同时配备机械式转向操作系统，反应灵敏，控制轻松自如，双盘式收面保证收面更加平整。

收完面后立即采用自动塑形拉毛机来完成混凝土拉毛施工，其中混凝土拉毛的深度为2~4 mm。采用自动塑形拉毛机拉毛能够避免人工踩踏混凝土，以确保混凝土浇筑施工的质量。

混凝土浇筑施工完成后需覆盖土工布，敷设带孔软管进行混凝土的喷淋养护，养护时间不少于7 d。

4 “人、机、料”保障措施

4.1 人员保障

为顺利完成模块化T 梁桥面铺装施工，施工单位按照集中领导、职责明确的原则，成立施工作业领导小组。

4.2 机械设备保障

模块化T 梁桥面铺装施工时涉及到的机械设备类型：钢筋施工机具、模板施工机具、混凝土施工机具等。其中，钢筋施工机具包括钢筋定位装置、钢筋弯曲机、砂轮切割机等。模板施工机具包括桥梁护栏模板台车等。混凝土施工机具包括激光桁架摊铺机、自动塑形拉毛机、混凝土输送泵、振捣器等。除此之外，还涉及到桥面铺装施工的其他机具，例如，桥面钢筋保护层检测台车、发电机汽车吊、专用洒水车等。

4.3 材料保障

模块化T 梁桥面铺装施工所涉及到的砂石料、水泥、钢筋、钢绞线、伸缩缝装置及张拉所用到的锚具等，进入施工现场后按照试验的要求对原材料质量、性能等方面进行检测，自检合格后再报试验监理工程师检查。桥面铺装的砼配比委托质量检测站试配并出具相关试验报告。工作人员对原材料的进场进行严格把关，对于试验不合格的原材料予以退场，从原材料方面保证桥面结构的质量稳定性。

5 质量及安全保证措施

5.1 质量保证措施

1）重视对“安全工地、文明工地、绿色工地”的宣传，定期对项目部所有施工人员进行思想教育，保证现场施工人员对本工程安全、质量相关工作的关注。

2）对隐蔽工程建立预检和复检制度，确保隐蔽工程的施工质量。

3）根据施工组安排及工艺的要求，定期对机械设备进行保养或维修，注重对重要构件的保护，使设备保持良好状态，确保施工的顺利进行。

4）加强与项目各方参建单位的交流与合作，严把工程质量关，建立“四位一体”的质量工作新格局。

5.2 安全保证措施

1）在钢绞线下料前，首先要安装好卡钢绞线的架子，先把钢绞线固定好后，方可拉出切割；不准随便抽拉，防止钢绞线弹出伤人。

2）切割钢绞线时，严禁操作人员及其他人员站在切割机对面，以防止切割机的砂轮片破损后飞出伤人，保证人员的安全，减少工程事故的发生。

3）钢筋张拉施工前务必要先检查三角架、小配电箱、倒链和电缆线等设备是否完好，油顶是否加固牢靠，否则不准进行张拉施工。

5.3 环保措施

1）增强施工环境保护意识，全方位控制施工现场的环保工作。严格按照国家及杭州市环保部门要求，落实各项环保工作和采取有效的环保措施。

2）严格执行GB 3095—2012《环境空气质量标准》，改善桥面铺装施工工艺及措施，择优选择施工设备，减少噪音影响。

3）加强桥面施工的便道维修，施工便道保持畅通整洁。

4）在桥面铺装的施工过程中最大程度地减少对周边树木和其他植被的破坏。重视项目施工的环境保护，做到文明施工、安全施工、绿色施工。

6 技术特点与经济效益分析

6.1 技术特点

①施工速度快：针对桥面铺装工艺特点，将施工过程进行模块划分，并对应开发了相应的辅助机械或设备，实现了桥面系各模块施工的精准把控，加快了工程的施工进度。②施工质量高：为解决传统铺装工艺的缺点，以传统工艺施工为参考，开发了桥面负弯矩段新技术，使得桥面铺装更为简洁可行，提高了桥梁耐久性，施工过程中研发了新型的质量检验设备，涵盖了桥面系的铺装，为改进桥面铺装工艺提供了借鉴。③绿色环保：本技术施工速度快、质量好，劳动强度小，节省了工期，节约了工程成本；同时减少了环境污染，符合绿色施工的相关要求。

6.2 效益层面分析与评价

传统的桥面铺装施工时需要通过搭设挂篮进行施工。传统的桥面铺装施工搭设挂篮施工部分属于高空作业，存在安全风险源，通常需要3 名工人组建一个施工班组，互相协调配合完成桥面铺装的全部施工。

桥面铺装新技术大大改进了传统工艺里的钢束锚固工艺，桥面铺装新技术中不用设置挂篮，避免了高空作业的风险，在桥面上直接完成负弯矩的施工。桥面铺装新技术的施工优势明显，安全、便捷，同时，施工的作业班组也由原来的3 人减少到2 人，节约了人力，提高了施工效率。

以依托工程为例，统计对比桥面铺装新技术与传统技术中单片梁的负弯矩施工各步骤耗时的情况，如图5 所示。由图5 可见，传统技术的负弯矩区段各施工步骤所用工时均高于新技术，所用时间最长的阶段是张拉钢束的阶段，其次是穿束的阶段。桥面铺装传统技术与新技术的负弯矩区段施工耗时详细数据，折算到全桥工程后，汇总见表1。

表1 2 种技术负弯矩施工时对比 h

图5 单片梁负弯矩实施各步骤耗时对比

由表1 可见，比较传统技术与新技术负弯矩实施的时间成本，传统技术单片梁负弯矩实施所需时间为5.39 h，新技术所需时间为3.34 h，相比于传统技术，新技术的负弯矩实施的时间成本约降低了38.03%，折合到整桥，全桥共节约时间184.5 h，合计约23 个台班。通过工时对比人工费成本，传统技术完成一片梁负弯矩施工所需15.98 h，新技术需要7.01 h，相比于传统技术，新技术的成本降低了56.13%，全桥共节约了807.3 h，按照目前桥面铺装施工工人工资日平均水平的标准为200 元/d 来计算，本工程整座桥梁节约的工资成本约为2.018 万元。总结新技术与传统技术的各项对比，新技术不但提升了桥面铺装的安全性，改善了桥面的结构力学特性，而且节约了时间和成本，具有重要的现实意义。

7 结束语

采用模块化T 梁桥面铺装施工技术，改变了钢束锚固方式，进一步改进了桥面铺装的力学性能，优化了桥面铺装的施工工艺。新技术施工速度快、质量好，劳动强度小，节约了工程成本，同时，减少了环境污染，经济和社会效益显著，具备较好的推广前景。