激光攤鋪機在橋面鋪裝砼施工中的應用

趙 岳

（中鐵十九局集團第一工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

0 引言

高速公路建設是國家基礎建設的重要組成部分，在實際施工中，應對高速公路工程實行嚴格的質量控制措施，能有效降低安全隱患。通常，路面施工缺陷是目前公路建設的主要問題，近年來新興的懸掛式激光攤鋪機不僅有利于路面施工質量的保證，還能夠科學地提高施工效率，達到縮短公路施工的工期同時降低投資成本的效果。

1 設備比選

在傳統工藝中，橋面鋪裝砼施工過程中的主要設備有振動梁、三輥軸、提漿整平機等，設備的共同點是都通過依靠行走軌道的高程精確度來達到施工精度。在實際操作中，振動梁操作簡易方便，但施工精度低；三輥軸設備雖然具備提漿效果，但是行走軌道設置在防撞護欄內側或者提前澆筑標高帶作為軌道，影響橋面全幅整體施工，行走軌道設置在防撞護欄內側時還需找平施工；提漿整平機在防撞護欄頂面設置行走軌道，雖然具備全幅提漿整平的功能，但在施工前要對軌道進行大量的測量工作，然后人工精確調整滾軸，高程需和混凝土高程保持一致，設備工藝存在很大施工誤差，大量的精準找平工作主要依靠人工工作[1]，造成效率低，勞動強度大，成品質量無法100%滿足規范允許偏差。激光攤鋪機能很好地解決上述問題，同時設備更簡單、更精確、更節省人力、時間。激光攤鋪機在橋面鋪裝砼施工中具有以下優點：

（1）軌道設置比傳統施工更簡單、快捷。防撞護欄未做之前進行橋面鋪裝施工的，在箱梁頂面放置可移動的軌道支撐架即可，不需要采用打鋼筋支點或澆筑標高帶的方式，施工方便、節省人工；防撞護欄做好以后進行橋面鋪裝施工的，以防撞護欄作為支撐，上面鋪設槽鋼作為軌道即可[2]。

（2）液壓和激光系統更方便、精確。激光攤鋪機結合德國摩巴激光找平控制系統和先進的進口液壓控制系統的優點，接收器能夠較好地接收由激光發射器發射出的紅外線單波或雙波，信號通過控制系統轉換為液壓控制信號，從而自動調整油缸的高度，使機器始終能在發射出來的紅外平面上運行，控制效果較好，精度可達到±2 mm[3]。

（3）可實現全斷面澆筑。激光攤鋪機的輥軸橫向距離防撞護欄內側僅150～200 mm，使振搗范圍盡可能的做到橋面的邊緣，實現了橋面的全幅整體施工。

（4）無障礙施工。激光攤鋪機的油缸行程可滿足在高差250 mm 以內的調整，在施工中遇到彎道時雖然兩側防撞護欄高度不一致，但仍無需做調整，實現無障礙施工。

2 施工工藝

2.1 適用范圍

激光攤鋪機的主框架采用模塊化設計，框架與平整滾軸均可加長或更換，可滿足不同的寬度公路鐵路橋面、隧道路面需求。

2.2 工藝原理

（1）結構組成：施工中用到的激光攤鋪機由激光發射器、激光接收器、控制箱、液壓控制機構以及攤鋪機等部分共同作用構成，見圖1。

（2）工作原理：設備既可在防撞護欄頂部行走，也可采用在梁頂鋪設型鋼作為軌道，設備高程利用激光信號控制液壓系統。激光發射器發出信號，攤鋪機的激光接收器檢測到激光信號后，立即將電信號發送到控制箱，而控制箱收到標高變化的電信號后，通過調節液壓閥來升降液壓伸縮臂，從而控制整平機滾軸的高程，實現精準控制混凝土保護層的縱橫向高程。

2.3 施工工藝及施工工序

2.3.1 施工工藝流程（圖2）

2.3.2 操作要點

技術準備：對進場施工人員進行安全、技術交底。現場準備：首先是對橋面鋪裝施工現場至混凝土拌和站的施工便道保持貫通，如利用已架設梁板作為臨時通行便道的，梁板負彎矩張拉槽、各非連續端伸縮縫處加鋪厚度≥20 mm 的鋼板。其次是梁板安裝、濕接縫、濕接頭已澆筑完畢，且強度已達到設計強度，負彎矩張拉壓漿已完成，預留的張拉槽口已澆注，其強度已達到設計要求，該聯內的臨時支座已全部拆除。最后是為保證梁板與橋面鋪裝砼間無過大收縮能夠良好結合，最好在梁板安裝完成后及時進行橋面鋪裝，最遲不超過2 個月。

2.3.3 施工工序

（1）預制箱梁頂部預埋門式筋。在預制箱梁頂部按間距50×50 cm 均布Φ12 門式筋，門式筋外露高度3.4 cm，作為橋面鋪裝保護層撐筋。

（2）梁頂面鑿毛。采用MHS11 型手持式鑿毛機鑿除橋頂板浮漿、油污、松散混凝土，鑿毛標準為露出新鮮混凝土，且外露的粗集料應分布均勻，徹底鑿除混凝土表面浮漿，鑿除深度5 mm左右，以露出砼中的碎石為準。

（3）橋面清洗。鑿毛完成后采用高壓水槍將橋頂板沖洗干凈，做到無積塵、無浮漿、無松散混凝土、無油污。

（4）測量放樣。測量班利用全站儀復核施工圖設計坐標，在已安裝的梁板上沿路線縱向每5 m 放樣橋面寬度點位，現場技術員按每斷面3～5 點測量點的標高來判定橋面鋪裝層厚度是否符合設計及規范要求。

（5）在防撞護欄底部內側彈標高線。現場技術員根據測量班放出的點位，測量其高程，算出每個點位處橋面鋪裝的厚度，并在防撞護欄底部內側標記出橋面鋪裝頂標高位置，最后用墨線彈通線。同時為控制橋面鋪裝頂標高，彈出瀝青路面頂標高位置線，便于在澆筑完橋面鋪裝砼后，檢驗橋面鋪裝頂標高。

（6）鋼筋網及連續端加強鋼筋鋪設。以聯為單位，鋪設鋼筋網，鋪設位置要準確，間距要均勻，鋼筋要順直，綁扎要牢固，鋼筋網采用D10 冷軋帶肋焊接網片，網格間距為10 cm×10 cm，焊接網宜在廠家進行定做。鋼筋網置于門型筋上，并采用焊接方式固定，以確保鋼筋網的上下保護層厚度符合規范要求。加強筋設置在連續端墩頂處，采用Φ20 的螺紋鋼筋，間距10 cm，長度為18 m 和10 m 交錯布置，單幅每墩頂125 根。鋼筋采用扎絲與網片綁扎固定，并置于鋼筋網片的下方。

（7）安裝激光攤鋪機行走軌道。沿防撞護欄頂部鋪設攤鋪機軌道，軌道采用10#槽鋼制作，每節長度6 m，每側配置兩節，攤鋪機行走時，人工進行循環鋪設。

（8）唐山星斗路橋機械的XD-JGHT219 型激光攤鋪機安裝調試。行走軌道鋪設完成后，進行激光攤鋪機安裝、調試，首先安裝激光發射器，并利用塔尺、移動接收器采集每5 m 位置防撞護欄底部內側標記的橋面鋪裝頂標高線的標高，同時將對應點的橫縱波等基礎數據輸入激光發射器中，以便于控制澆筑過程中橋面鋪裝頂標高。

（9）澆筑橋面混凝土。混凝土采用罐車運至橋面后利用天泵澆筑，澆筑過程應連續無間斷，且應從低處向高處方向施工。機械攤鋪人工配合布料時，宜用鐵鍬反扣，切忌拋擲和摟扒，布料攤鋪的厚度應高出振搗密實后的橋面標高約0.5～2 cm。布料完成后采用插入式振搗棒振搗，插入振搗時間不宜過短，應多于20 s，這樣集料分布均勻。最后采用激光攤鋪機沿軌道進行全面振搗，直至振搗密實。攤鋪機作業過程中，應由熟練的操作人員把控振動行駛速度，使得調平層飽滿、密實無空洞，表面平整。

（10）人工駕駛抹光機進行抹光。攤鋪機精平完成后，混凝土初凝前大面積采用駕駛型抹光機抹光，邊角利用人工進行三次收光，第一次抹面采取短木找邊將混凝土表面的水泥漿排出，同時控制好平整度；第二次抹面采用鐵抹搓揉混凝土面，避免裂縫，前提是在混凝土初凝前；第三次同樣采用鐵抹，主要工作內容是清除凝結過程中混凝土產生的收縮裂紋和對鋪裝層進行精準調平。

（11）土工布覆蓋灑水養生。混凝土面硬結后，及時覆蓋土工布灑水養生，嚴禁大風吹和烈日暴曬。如在覆蓋前已經出現塑性裂縫和干縮裂縫，則必須二次抹壓來消除裂縫，并派專人養護，且養護時間大于一周，頻率為每天養護不少于4 次，并做好養生記錄。

（12）切縫。當混凝土達到設計強度的25%～30%時，一般不超過24 h 采用混凝土切割機進行縱橫向縫的切縫施工。切割前，先彈線，再進行切割。

3 結語

新使用的懸掛式激光攤鋪機不僅可以有效地保證路面的質量，同時還能夠縮短施工工期，提高施工效率，降低投資成本。系統更方便、精確，接收器能夠較好地接收由激光發器發射出的紅外線單波或雙波，信號通過控制系統轉換為液壓控制信號，從而自動調整油缸的高度，使機器始終能在發射出來的紅外平面上運行，控制效果較好，精度可達到±2 mm，實現橋面的全幅整體施工、無障礙施工。