懸索橋鋼箱梁UHPC橋面鋪裝施工技術探討

郭照輝

摘要：根據目前國內外對超高性能混凝土研究表明：UHPC橋面板的應用能有效解決鋼橋橋面鋪裝層極易損壞和鋼結構易出現疲勞開裂問題，具有良好應用前景，但是在實際工程中應用研究較少，施工研究成果欠缺，對此本文以建元高速公路項目紅河大橋700m跨懸索橋鋼箱梁UHPC橋面鋪裝施工為依托，歸納總結其施工組織、現場攪拌、澆筑和養護等環節的施工技術要求，為行業內類似工程施工提供參考與借鑒。

關鍵詞：錨超高性能混凝土;橋面鋪裝;疲勞開裂;施工組織

1.引言

超高性能混凝土，簡稱UHPC（Ultra-HighPerformanceConcrete），也稱作活性粉末混凝土，超高是指其具有超高的力學性能和超高的耐久性。UHPC的抗壓強度是普通混凝土的4倍，抗折強度是普通混凝土的10倍，彈性模量是普通混凝土的1，2倍，徐變系數是普通混凝的15%。UHPC作為一種新型的材料，不僅可以減輕了結構的自重，而且能減少了鋼材用量，增大結構剛度、穩定性和整體性。

本文以目前國內理論研究成果的基礎上，以建元高速公路項目紅河大橋700m跨懸索橋鋼箱梁UHPC橋面鋪裝依托，歸納總結其施工組織、現場攪拌、澆筑和養護等環節的施工技術要求，為行業內類似工程施工提供參考與借鑒。

2.工程簡介

本文載體為云南省紅河州建元高速工程項目紅河大橋700m簡支鋼箱懸索橋。鋼梁為整體式流線型鋼箱梁結構。鋼箱加勁梁全寬29.5m，由頂板、底板、橫隔板及縱腹板組成，中心線處梁高2.994m，頂板厚度12mm，外側設置風嘴，橋面鋪裝層設計為50mm-UHPC和45mm-SMA-13，橋面總面積約16060m2。

3.施工組織

3.1 倉面區段劃分

根據現場備倉情況，將16060m2的路面共劃分為18個倉面，上下游倉面對稱，單幅對稱澆筑。18個倉面分為3個類型，分別為84m×11.5m，72m×11.5m和92m×11.5m。各倉面接縫處作為施工縫，施工縫必須間距鋼箱梁節段連接縫距離5m以上，且在施工縫處增加S型異型鋼板進行局部加強。UHPC橋面澆筑倉面劃分如0所示：

3.2 主要施工設備配置

UHPC橋面布料、攤鋪、整平施工采用超聲波UHPC布料攤鋪整平一體機;UHPC拌制采用立軸行星式攪拌機;UHPC拌合料運輸采用3t叉車運;UHPC混合料上料采用25t汽車吊。主要施工設備配置如所示：

3.3拌和產能分析

針對目前UHPC施工相關數據欠缺問題，無行業規范數據參考，故現場進行了現場拌和試驗，項目所使用的UHPC原材料為國外進口預拌的干混料配合比如0所示：

試驗分析總結成果如下：

（1）完成1臺機（0.87m3/臺機）砂子及預混料的上料時間共計18分鐘;

（2）砂子和預混料上料完成后攪拌3分鐘，加入水和外加劑用時2.5分鐘，再次攪拌4.5分鐘，加入鋼纖維用時3分鐘，繼續攪拌3分鐘，即完成拌制過程用時16分鐘;

（3）UHPC拌和料卸完至料斗中需4分鐘;

綜上所述，UHPC拌和料從上料至出機完成共需38分鐘。

3.4拌和產能與鋪裝速度分析

根據現場試驗段攤鋪效果表明UHPC混合料澆筑后在平均32℃條件下噴霧保濕約30分鐘會產生結皮現象，故應保證UHPC拌合料從拌和出機至澆筑整平養護等工序完成時間控制在30分鐘內;而超聲波UHPC布料攤鋪整平一體機施工速度為15m/h，則單位時間內需要的UHPC拌和料體積V=11.5×15×0.05=1.125m3，而立軸行星式攪拌機（間歇式）一臺機產量為0.87m3，折算為單位時間產量為1.37m3/h，為保證現場鋪裝，故配置2臺攪拌機進行混合料拌和。

4.施工要點

4.1 施工流程

UHPC（超高性能混凝土的簡稱）高強度橋面板施工工藝流程如圖所示：

4.2 橋面鋼筋安裝

橋面鋼筋安裝前，應對橋面進行清理，保證橋面無雜物、無污染，將長度為200mm～300mm的墊層鋼筋沿縱向每隔2m平放一根在橋面上，橫向不能留間隙，確保每根縱向鋼筋底下均能有墊層鋼筋，直徑10mm，墊層鋼筋橫向放置。完成全部工作后采用鋼直尺及水平尺等工具對鋼筋網安裝尺寸進行抽查檢驗，對不符合規定的地方進行重新綁扎安裝。

4.3 S型加強鋼板安裝

按照分倉施工縫和圖紙尺寸進行S型異型鋼板定位焊接，焊縫尺寸符合圖紙尺寸要求;焊后用樣板自檢合格，要求焊縫寬度均勻，表面美觀。焊縫邊緣與母材結合線必須熔合良好光滑過渡，不允許出現未熔合、裂紋、咬邊等焊接缺陷;焊接時注意防風，每層每道施焊前，要清除灰塵及氧化渣皮，并清理焊縫表面油污，以減少氣孔，消除邊緣熔合不良現象;焊接設備要精細保養，經常檢查氣路是否漏氣或其他故障，焊絲輸送與導電裝置及易損件是否完好，從焊接設備上保證少出現氣孔及其他焊接缺陷;各焊工嚴格焊接自檢，檢查出焊后缺陷，必須立即處理，杜絕出現漏焊及不合格焊縫。

4.4 UHPC澆筑施工

UHPC混合料采用叉車進行運輸，運輸車通過橋面另一幅運輸通道將裝有UHPC的料斗運至澆筑區，運輸通道區在橋面上墊方木，方木上鋪設木板，鋪設寬度2.5m。

采用25T汽車吊將料斗吊運至超聲波UHPC布料攤鋪整平一體機進料口進行卸料，一體機在布料鋪裝的同時振平功能啟動邊布料邊行走、振動、收平。一體機自帶振動板，在行走過程中將鋪設好的材料振平收光，機器自帶“前壓腳板”，可以防止UHPC從設備行進前段過快溢出，保證均勻布料。UHPC拌制出機后采用叉車轉運料斗進行運輸，叉車通過橋面便道將裝有UHPC的料斗運至澆筑區，打開料斗將UHPC材料卸載至一體機，通過一體機中螺旋軸把混凝土轉送至布料機的另一端，一體機勻速前進，即可以把混凝土均勻布置于橋面上，一體機在布料鋪裝的同時振平功能啟動邊布料邊行走、振動、收平。運行速度控制在0.5m/min～1.0m/min，施工過程中不能隨意停止，整平振搗每5m對厚度進行檢測，不足部分要及時補平，超高部分要鏟平，并用人工收平，當遇到前方布料機出現問題，整平振搗機要停止前進時，要馬上關閉振搗器。

4.5 二次收平覆膜養護

澆筑開始后，根據現場的攪拌量控制澆筑速度，確保連續澆筑，澆筑間隔不大于澆筑時UHPC表面的結皮時間。結合橋寬及攪拌效率，澆筑后及時進行二次人工收面、噴霧、覆膜，防止表面結皮影響外觀質量。澆筑過的UHPC表面少量褶皺部位及一體機兩端應專人收面作業，UHPC高強混凝土澆筑后在噴霧保濕的條件下表面約30分鐘內會產生結皮現象，須在整平完成后立即進行收面作業，重點對局部褶皺起皮部位進行帶水收面。考慮到整平機過后施工人員不能直接進入進行收面、局部區域可能的補料等工作，覆膜機上帶有操作平臺，可進行第三次收面，在收面時出現起皮現象適當噴霧灑水同時立即進行收面以保護UHPC表面平整度，局部區域補料使用手提式平板振搗器進行振搗振平。

UHPC每攤鋪完成1m，應及時噴霧采用養生薄膜進行保濕養護，養生薄膜應搭接鋪設，搭接寬度應大于20cm，并采用土工布覆蓋;保濕養護過程中，應加強巡查力度，并做好記錄，發現有缺水部位時，應及時補水養護。UHPC養護時間不宜少于7天，第一天養生采用塑料膜覆蓋，養護溫度不應小于10℃，覆蓋后的薄膜須保證不被風吹走，現場采用重物施壓（方木、模板）的方式覆壓。常溫養護1天后揭開塑料薄膜立即覆蓋土工布，并且在養護期間保持土工布濕潤（人踩在土工布上有水分析出為宜）。養護結束后方可進行下道工序的施工，養護期間同時做好成品保護工作。

5 UHPC橋面拋丸

主橋UHPC層施工完畢后應對其表面進行拋丸處理;瀝青層與UHPC層之間應設置防水 粘結層。 拋丸處理前應清除UHPC表面的油漬、銹跡、雜物，積水等雜質，確保橋面干燥、潔凈。 拋丸處理后確保UHPC表面具有良好的清潔度，無浮灰、浮漿、碎屑等雜物，并對橋面進行保 護，避免二次污染橋面。在面層施工前，拋丸施工不宜過早進行。如過早進行，不利于裸露鋼 纖維的防銹蝕。UHPC與瀝青鋪裝層之間應設置防水粘結層，避免雨水下滲并保證混凝土層與瀝青層之間的有效粘結。

6 結語

本文以云南紅河州建元高速紅河大橋700m跨鋼箱加勁梁UHPC橋面鋪裝實體工程為載體，介紹包括攪拌、澆筑和養護等環節在內的UHPC 施工技術要點，可知配合比設計與驗證、指標檢測、澆筑整平與噴霧保濕和覆膜養護間的銜接是做好UHPC施工質量控制的關鍵。