山區(qū)大跨懸索橋鋼橋面復(fù)合鋪裝施工技術(shù)

焦永寶 郭加付 喬 鋼 陳 釩 訾 城

(1.中電建路橋集團(tuán)有限公司，北京 100048； 2.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都 610031)

目前，國(guó)內(nèi)有許多在建和規(guī)劃建設(shè)的大跨徑鋼橋，其橋面鋪裝技術(shù)的研究受到高度重視。我國(guó)大跨徑鋼橋一般都采用正交異性鋼橋面板[1]，不少學(xué)者對(duì)其鋪裝技術(shù)進(jìn)行了研究。比如，黃衛(wèi)系統(tǒng)研究了大跨徑鋼橋面柔性鋪裝設(shè)計(jì)理論，將環(huán)氧瀝青混凝土成功用于我國(guó)10余座大型鋼箱梁橋橋面鋪裝[2，3]；錢(qián)振東等分析了正交異性鋼橋面瀝青混凝土鋪裝方案受力特性[4，5]。由于正交異性鋼橋面板柔度大，在各種荷載作用下，鋼橋面瀝青混合料變形和受力情況復(fù)雜。

國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝較多采用底層澆筑式瀝青混凝土加上層SMA以及雙層環(huán)氧瀝青混凝土兩種結(jié)構(gòu)形式[6]。從鋼橋面鋪裝應(yīng)用情況看，其主要存在疲勞開(kāi)裂、低溫開(kāi)裂、鋪裝層失效或脫層以及防水黏結(jié)層失穩(wěn)等嚴(yán)重病害。鋼橋面鋪裝層服役期間質(zhì)量關(guān)系到懸索橋的使用壽命，病害嚴(yán)重時(shí)對(duì)行車(chē)安全造成重要的影響。然而，鋼橋面鋪裝質(zhì)量如何與施工過(guò)程關(guān)系密切。為此，在鋼橋面鋪裝施工時(shí)，采取有效措施控制施工質(zhì)量非常重要。

本文將結(jié)合筍溪河特大橋鋼橋面鋪裝工程，對(duì)其復(fù)合鋪裝施工流程、施工工藝要點(diǎn)、質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行詳細(xì)探討。

1 工程概況

筍溪河特大橋?yàn)榻?xí)高速關(guān)鍵控制性工程，其跨度為660 m，為典型的山區(qū)大跨度懸索橋。橋梁起點(diǎn)位于重慶市江津區(qū)柏林鎮(zhèn)水前村，終點(diǎn)位于重慶市江津區(qū)柏林鎮(zhèn)椅子村，大橋橫跨筍溪河，屬于常年性河溝。橋址區(qū)距離鄉(xiāng)村公路有一定距離，將來(lái)需修建道路連接，交通條件不便[7]。主橋鋼橋面車(chē)行道鋪裝總厚度為75 mm(不含防水層)，復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)由甲基丙烯酸樹(shù)脂防水體系(厚2 mm)、澆筑式瀝青混凝土GA-10(厚35 mm)、高彈改性瀝青SMA-10(厚40 mm)組成。相比于傳統(tǒng)瀝青混凝土，下層澆筑式瀝青混凝土其混合料拌合溫度高，瀝青粘性大，防水性能好，具有自流動(dòng)的特點(diǎn)，其整體性能較好[8]。上層SMA具有良好的熱穩(wěn)定性、耐疲勞性能和抗?jié)B性能,詳見(jiàn)表1。

2 鋼橋面鋪裝施工流程

筍溪河大橋鋼橋面鋪裝采用復(fù)合鋪裝形式，鋪裝下層為澆筑式瀝青混凝土GA-10，上層為高彈改性瀝青SMA-10。下層澆筑式瀝青混凝土施工過(guò)程主要包括混合料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪等。由于澆筑式瀝青混凝土具有流動(dòng)性，只需簡(jiǎn)單的攤鋪平整即可，無(wú)需碾壓。上層改性瀝青SMA-10施工過(guò)程主要包括改性瀝青SMA-10混合料生產(chǎn)、改性瀝青SMA混合料運(yùn)輸、改性瀝青混合料攤鋪、改性瀝青混合料的壓實(shí)、施工縫處理等。筍溪河大橋鋼橋面復(fù)合鋪裝具體流程，如圖1所示。

表1 鋼橋面及鋪裝結(jié)構(gòu)

3 鋼橋面施工質(zhì)量控制

3.1 鋼橋面板界面處治

鋼橋面板界面處治必須在防水黏結(jié)層施工前進(jìn)行，一般采用噴砂除銹方式進(jìn)行處治。

1)噴砂除銹前，應(yīng)全面檢查鋼板界面，對(duì)鋼板殘留的飛濺物、飛邊和毛刺等缺陷[9]，用角磨機(jī)或焊接工具清理干凈，確保殘存的凸起高度不超過(guò)鋼板界面5 mm。

2)噴砂除銹前要確保鋼板表面沒(méi)有油污、油斑等。

3)噴砂除銹施工，應(yīng)在合格的環(huán)境條件下進(jìn)行，基體溫度應(yīng)高于露點(diǎn)3 ℃以上。

3.2 防水黏結(jié)層施工

用于鋼橋面防水黏結(jié)層的材料有很多，像溶劑型粘結(jié)劑、甲基丙烯酸樹(shù)脂體系、環(huán)氧樹(shù)脂體系、環(huán)氧瀝青體系等[10]。筍溪河大橋鋼橋面板采用甲基丙烯酸樹(shù)脂作為防水黏結(jié)層。甲基丙烯酸樹(shù)脂防水黏結(jié)體系通常由一層防銹底漆、一層或兩層防水膜和一層黏結(jié)劑等共3層～4層組成。

施工環(huán)境對(duì)甲基丙烯酸樹(shù)脂防水黏結(jié)層的施工質(zhì)量有決定性的影響。

1)噴涂的基面必須干燥、潔凈、無(wú)異物、無(wú)油污、無(wú)灰塵。施工人員必須穿戴干凈的鞋套，杜絕一切可能的污染源進(jìn)入施工區(qū)。

2)必須控制好施工溫度和界面溫度，防腐底漆和黏結(jié)劑施工溫度為0 ℃～45 ℃，鋼板溫度要高于露點(diǎn)3 ℃以上。

3)風(fēng)速的大小對(duì)于噴涂施工效果有較大影響，影響施工材料的均勻性，風(fēng)速過(guò)大會(huì)導(dǎo)致噴涂材料的聚集和褶皺(如圖2所示)。風(fēng)速大于4 級(jí)時(shí)，嚴(yán)禁甲基丙烯酸樹(shù)脂防水層施工。

4)澆筑式瀝青混凝土攤鋪過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)甲基丙烯酸樹(shù)脂防水膜被破壞(如圖3所示)，必須進(jìn)行人工修復(fù)。

3.3 澆筑式瀝青混凝土施工

澆筑式瀝青混凝土攤鋪之前，應(yīng)保持防水層清潔，無(wú)積水。澆筑式瀝青混凝土需要采用專(zhuān)用的攤鋪機(jī)和Cooker運(yùn)輸車(chē)。

1)由于澆筑式瀝青混凝土高溫具有流動(dòng)性，在攤鋪過(guò)程中需要對(duì)其邊側(cè)進(jìn)行限制。

2)控制澆筑式瀝青混凝土厚度，邊側(cè)采用33 mm的方鋼管作為模板，設(shè)在車(chē)道連接的邊緣，鋼板平整度不好的地方用鐵片或木片進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3)澆筑式瀝青混凝土在Cooker車(chē)中不宜停留太長(zhǎng)時(shí)間，但澆筑式瀝青混凝土車(chē)中攪拌時(shí)間不應(yīng)小于40 min。當(dāng)Cooker車(chē)出料時(shí)應(yīng)對(duì)加熱溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止混合料硬結(jié)。

4)Cooker車(chē)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前要對(duì)其輪胎進(jìn)行沖洗，確保輪胎的潔凈，以免污染防水層。

5)Cooker車(chē)運(yùn)輸過(guò)程中車(chē)輪可能會(huì)對(duì)防水層造成損傷，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

6)攤鋪機(jī)向前移動(dòng)時(shí)，一定要控制好速度，按1 m/min～2 m/min的速度前移，前進(jìn)速度應(yīng)與拌合能力相匹配。

7)澆筑式瀝青混凝土施工過(guò)程中易出現(xiàn)氣泡，需要及時(shí)的人工觀察，并用帶尖頭的工具刺破，排出內(nèi)部空氣。

8)預(yù)拌碎石撒布時(shí)應(yīng)盡量均勻，對(duì)撒布堆積的部位進(jìn)行及時(shí)清理，漏撒部位應(yīng)及時(shí)補(bǔ)撒，并對(duì)撒布的碎石使用人工滾筒進(jìn)行碾壓。

9)完成攤鋪后，要對(duì)界面加強(qiáng)保護(hù)，防止污染，以免影響與上層SMA之間的黏結(jié)力。

10)接縫處必須進(jìn)行人工處理。

3.4 高彈改性瀝青SMA-10施工

上層SMA-10混合料施工主要包括混合料的攪拌、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等，采用載重20 t以上的自卸式進(jìn)行運(yùn)輸。

1)運(yùn)輸車(chē)必須按照指定路線進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，不得在橋面上急轉(zhuǎn)彎與調(diào)頭，橋面上行駛速度不超過(guò)10 km/h。

2)在攤鋪之前要對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行全面的檢修，確保攤鋪過(guò)程中不出現(xiàn)設(shè)備故障。

3)攤鋪機(jī)行走速度應(yīng)盡可能放慢，以便與拌和攪拌能力相匹配，攤鋪機(jī)速度一般控制在1.5 m/min～2.5 m/min，最高不得超過(guò)3 m/min。

4)攤鋪機(jī)行走時(shí)，應(yīng)盡可能少的在澆筑式鋪裝層上轉(zhuǎn)彎，禁止調(diào)頭與急轉(zhuǎn)彎。

5)需要對(duì)高彈改性瀝青SMA-10進(jìn)行初碾、復(fù)碾和收跡碾壓。初碾應(yīng)采用大于8 t的壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，收跡碾壓采用鋼輪無(wú)振動(dòng)碾壓收跡1遍～2遍即可，邊緣部位采用小型壓路機(jī)及人工操作的機(jī)動(dòng)夯錘夯實(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

筍溪河特大橋鋼橋面鋪裝工程在施工前制定了周密的施工方案，建立了有效的質(zhì)量控制體系，施工時(shí)在瀝青混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑、攤鋪、碾壓等各個(gè)環(huán)節(jié)做到精心施工、嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，有效保證了鋪裝施工質(zhì)量。筍溪河特大橋鋼橋面鋪裝工程實(shí)踐為山區(qū)大跨懸索橋鋼橋面鋪裝以及鋼橋面鋪裝施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。