激光超聲波雙系統(tǒng)攤鋪機(jī)在混凝土橋面鋪裝施工中的應(yīng)用

邱玉興

（中交二公局第六工程有限公司, 西安 710075）

1 工程概況

1.1 工程背景

京德高速ZT6合同段，雙向6車道設(shè)計(jì)，起止樁號(hào)K57+242～K63+721.5，全長(zhǎng)6.48km。其中東淀特大橋1座，長(zhǎng)4 464m，大部分位于平曲線上。全橋共計(jì)37聯(lián)：6×（4×30）+3×30+3×40+19×（4×30）+2×（3×30）+2×（4×40）+（50+80+50）懸澆連續(xù)箱梁 +4×（4×30）+3×30。主橋?yàn)閼覞策B續(xù)箱梁，引橋?yàn)? 792片預(yù)制T梁（其中40T梁154片），引橋T梁安裝后進(jìn)行上部整體化（即上部構(gòu)造體系轉(zhuǎn)換的濕接頭、濕接縫）施工，然后施工防撞護(hù)欄、混凝土橋面鋪裝，橋面鋪裝為半幅寬度為15.75m、厚度為12cm現(xiàn)澆鋼筋混凝土層。因大部分橋面鋪裝位于平曲線上，為更好地控制施工質(zhì)量和加快進(jìn)度，故全部使用激光超聲波雙系統(tǒng)攤鋪機(jī)（簡(jiǎn)稱雙系統(tǒng)攤鋪機(jī)）超聲波系統(tǒng)施工。

1.2 雙系統(tǒng)攤鋪機(jī)施工特點(diǎn)

雙系統(tǒng)攤鋪機(jī)施工具有以下特點(diǎn)：

1）標(biāo)高自動(dòng)控制：在懸掛桁架分體輥軸攤鋪機(jī)基礎(chǔ)上，安裝液壓控制系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確設(shè)定雙坡，同時(shí)靠液壓系統(tǒng)調(diào)整高低，標(biāo)高不受防護(hù)欄，行走支架的誤差影響，全面提升混凝土鋪裝的標(biāo)高精準(zhǔn)度，無(wú)須人工做軌道，降低人為因素影響和人工成本。

2）實(shí)現(xiàn)更大寬幅鋪裝：采用桁架分體輥軸連接方式，能夠?qū)崿F(xiàn)最大寬度達(dá)2m，節(jié)約人工和時(shí)間成本。

3）實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用：在同1臺(tái)設(shè)備上能夠完成不同尺寸寬度的更換，節(jié)省了多次投入設(shè)備成本。

4）拱度調(diào)整：能夠?qū)崿F(xiàn)整體式路面或橋面中間起拱的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)整體橋面的雙坡攤鋪。

5）提高振搗深度：增加高頻振搗刮板，實(shí)現(xiàn)混凝土深層振搗以及鋼筋網(wǎng)片以下的混凝土振搗，且振搗均勻。

6）實(shí)現(xiàn)機(jī)械布料：采用振動(dòng)刮板立面凹型設(shè)計(jì)，高度25cm，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)推料功能，比如，15m的攤鋪機(jī)布料只需2～3人，減少混凝土攤鋪成本。

7）提高平整精度：該機(jī)后振動(dòng)軸可以反復(fù)運(yùn)動(dòng)，其平整度可以達(dá)到較為理想狀態(tài)，不會(huì)因接口多而影響平整度。

8）提高施工效率：以15m為例，超聲波攤鋪機(jī)僅需4～5人就可完成整幅攤鋪，而普通攤鋪機(jī)1次攤鋪需要約20人，15m需采用2次攤鋪完成，人工費(fèi)用、時(shí)間成本、整體效果相差甚遠(yuǎn)。

2 橋面鋪裝施工技術(shù)

2.1 橋面鋪裝工藝原理

該雙系統(tǒng)攤鋪機(jī)是在懸掛桁架分體輥軸攤鋪機(jī)基礎(chǔ)上，安裝激光及超聲波、液壓控制系統(tǒng)，通過(guò)信號(hào)自動(dòng)調(diào)整豎向油缸高度來(lái)控制橋面鋪裝的高度及平整度，能夠準(zhǔn)確設(shè)定雙面坡度及標(biāo)高，同時(shí)靠液壓系統(tǒng)調(diào)整高低，不受上、下行走方式的軌道平整度的影響，全面提升混凝土橋面鋪裝的平整度，解決了人為操作帶來(lái)的不確定因素。同時(shí)，針對(duì)豎曲線混凝土橋面鋪裝而研發(fā)的超聲波控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)激光與超聲波互換的雙控系統(tǒng)，解決了混凝土豎曲線橋面鋪裝或地面機(jī)械化施工的難題（見(jiàn)圖1）。其結(jié)構(gòu)構(gòu)成主要為：激光發(fā)射系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、攤鋪裝置、超聲波+激光雙控制系統(tǒng)、超聲波感應(yīng)系統(tǒng)、非接觸式感應(yīng)器、接觸性感應(yīng)器、上下行走裝置、施工照明裝置及清洗裝置等。

1）接觸式超聲波控制器配合鋼絲繩多點(diǎn)架設(shè)，保證絕對(duì)高程，攤鋪過(guò)程機(jī)械自動(dòng)微調(diào)，高程控制良好。

2）最前面采用振動(dòng)刮板攤鋪混凝土，前輥采用偏心輥軸，振搗擊打攤鋪，后輥提漿整平，攤鋪振搗同時(shí)進(jìn)行，確保攤鋪振搗密實(shí)。

3）桁架整體性更高，全段面鋪設(shè)，邊鋪設(shè)邊提漿整平，保證鋪裝平整度。

圖1 激光超聲波雙系統(tǒng)桁架攤鋪機(jī)

2.2 橋面鋪裝施工前期準(zhǔn)備

根據(jù)施工需要，設(shè)施工負(fù)責(zé)人1名，下設(shè)3個(gè)工班，混凝土班6人、鋼筋班4人、機(jī)械班4人，并設(shè)安全員1人，負(fù)責(zé)安全工作。混凝土采用集中拌和運(yùn)輸，同時(shí)設(shè)有拌和站站長(zhǎng)1人協(xié)調(diào)前后場(chǎng)的協(xié)調(diào)與組織。

設(shè)備配有吊車、天泵、座駕式磨光機(jī)、水車、覆蓋養(yǎng)護(hù)棉被及厚塑料薄膜等，施工材料有C50混凝土、φ12mm螺紋鋼筋及鋼筋焊網(wǎng)。

2.3 橋面鋪裝施工工藝

2.3.1 施工工藝流程

施工工藝：梁板頂面鑿毛及清理→測(cè)量放樣→焊接鋼筋或安裝鋼筋網(wǎng)片→校正預(yù)埋剪力筋和鋼筋保護(hù)層→架設(shè)模板→安裝軌道→拼裝攤鋪機(jī)→架設(shè)基準(zhǔn)鋼絲繩→澆筑攤鋪混凝土→抹光收面→養(yǎng)護(hù)[1]。

2.3.2 施工方法

施工方法具體如下：（1）梁板頂面鑿毛及清理：梁面上的各種雜物、水泥殘?jiān)?、浮漿等需一并鑿除并清理出場(chǎng)，最后用水車噴射高壓水清洗梁面。（2）測(cè)量放樣：用全站儀進(jìn)行平面位置放出兩側(cè)防撞護(hù)欄內(nèi)邊緣，放好后復(fù)核橋面寬度。（3）施工防撞護(hù)欄：焊接防撞護(hù)欄鋼筋，安裝防撞護(hù)欄模板，澆筑防撞護(hù)欄。（4）測(cè)量基準(zhǔn)線：利用護(hù)欄拉桿孔安裝基準(zhǔn)線立桿，測(cè)量基準(zhǔn)線標(biāo)高，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在護(hù)欄內(nèi)側(cè)標(biāo)注鋪裝頂面線。（5）安裝鋼筋網(wǎng)片：設(shè)計(jì)為12cm厚C50防水混凝土，網(wǎng)片上保護(hù)層為凈 5cm，同時(shí)撬起預(yù)埋剪力筋調(diào)整網(wǎng)片的保護(hù)層，綁扎墩頂加強(qiáng)鋼筋及網(wǎng)片的搭接寬度。（6）架設(shè)模板：伸縮縫端使用方鋼或槽鋼固定為模板，注意伸縮縫預(yù)留槽寬度及線型。（7）安裝軌道：在防撞護(hù)欄頂面安裝攤鋪機(jī)14#槽鋼軌道，每側(cè)為1聯(lián)長(zhǎng)度。（8）架設(shè)鋼絲繩：根據(jù)測(cè)量的基準(zhǔn)線高程，在鋼絲支架上調(diào)整基準(zhǔn)鋼絲的高程及線型，將接觸式超聲波控制器的觸角桿放置基準(zhǔn)鋼絲上，利用接觸式超聲波控制器接觸鋼絲繩來(lái)精確控制橋面鋪裝高程。（9）吊裝攤鋪機(jī)：將拼裝好的攤鋪機(jī)吊裝至軌道上，調(diào)整接觸式超聲波控制器高度，使其與架設(shè)好的鋼絲繩接觸良好。（10）混凝土攤鋪：利用混凝土泵車進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)連續(xù)澆筑，人工配合進(jìn)行布料。攤鋪機(jī)利用前振動(dòng)刮板進(jìn)行粗平和初步振搗，并利用偏心輥軸整平、提漿并擊打、振搗密實(shí)。（11）混凝土初凝后及時(shí)安排座駕式磨光機(jī)進(jìn)行多次抹光、振平及收面工作。該工序是平整度控制的最后一道關(guān)卡，一定要注意抹光收面的時(shí)機(jī)，同時(shí)也是減少混凝土干縮裂紋的比較重要環(huán)節(jié)。（12）養(yǎng)護(hù)：橋面鋪裝采用灑水保濕養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑收面終凝后應(yīng)及時(shí)覆蓋塑料薄膜+透水土工布進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期灑水次數(shù)以保證混凝土表面潮濕為準(zhǔn)。養(yǎng)護(hù)7d。如在低溫或冬季期間還應(yīng)增加保溫棉、電熱伴溫帶或電熱毯等養(yǎng)護(hù)措施；養(yǎng)護(hù)初期嚴(yán)禁人、車輛通行，在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%后，行人方可通行，在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，方可開(kāi)放交通[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

京德高速ZT6標(biāo)段，4 464m長(zhǎng)的東淀特大橋橋面鋪裝全部為12cm鋼筋混凝土橋面現(xiàn)澆層，全部使用激光超聲波雙系統(tǒng)攤鋪機(jī)施工，平整度及混凝土密實(shí)均控制較好（見(jiàn)圖2）。

圖2 京德高速ZT6標(biāo)橋面施工現(xiàn)場(chǎng)

施工過(guò)程中混凝土振搗密實(shí)，表面平整度及外觀良好；施工完成后，根據(jù)測(cè)量及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，標(biāo)高及混凝土強(qiáng)度指標(biāo)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。解決了橋面鋪裝標(biāo)高、平整度等指標(biāo)控制不足的問(wèn)題，使橋面鋪裝施工的實(shí)體質(zhì)量及外觀質(zhì)量更有保障。采用本攤鋪設(shè)備及相應(yīng)的施工工藝，可以很好地完成橋面鋪裝等混凝土攤鋪施工，為以后類似橋面及路面施工提供可借鑒的參考經(jīng)驗(yàn)。