水泥混凝土桥面铺装施工工法

'水泥混凝土桥面铺装施工工法中交第一公路工程局有限公司曾剑张志新1前言水泥混凝土桥面铺装层是桥梁上常见的公路桥面结构型式，特别是采用拼装式梁板结构的桥梁，都要采用水泥混凝土桥面铺装，其主要作用有：联结各梁板作为整体受力、承受并分散车轮的垂直荷载、保证行车平顺、防水等，水泥混凝土桥面铺装施工质量的好坏将直接影响到桥梁的使用性能和耐久性。桥面铺装是施工的关键工序之一，且应用广泛，90%以上的公路桥梁均采用水泥混凝土铺装。我公司一直将此作为管理和质量控制的重点。为了规范施工，我公司在总结多座桥梁的桥面施工的基础上编写形成了此工法，通过实际应用，本工法在规范管理、提高质量等方面技术先进，故具有明显的经济社会效益。2工法特点（1）用常规设备，需要设备少、操作简单；（2）能保证铺装层表面的平整度；（3）施工快捷、经济。3适用范围本工法适用于公路桥梁的水泥混凝土桥面铺装层施工或者复合式桥面的混凝土铺装层。4工艺原理根据水泥混凝土铺装层结构长、宽、薄的特点，将铺装层横向分块，利用模板控制高程，用平板振捣器将桥面铺装混凝土振捣密实，并利用钢滚筒的重力将混凝土碾压平时平整、密实，最后利用长板型材将混凝土表面精平，控制铺装层的平整度。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工工艺流程如图5.1所示。5.2操作要点5.2.1施工准备1施工断面设计根据桥面净宽以及混凝土整平设备的不同，在施工组织时可以按便于施工和控制平整度为原则划分桥面铺装的单次施工宽度；桥面铺装的单次施工长度一般为一个工班能够完成的长度，但不小于60m。典型的施工断面划分如图5.2.1 所示。当桥面净宽较小或混凝土整平设备能满足全幅整平要求时，可按a）图所示的断面划分来组织施工；否则宜按b）图所示的断面划分来组织施工。图5.1水泥混凝土桥面铺装施工工艺流程图图5.2.1施工断面划分图1梁板顶面处理（1）在桥面混凝土施工前，为保证与梁板混凝土粘结牢固，要先将梁板顶 面混凝土凿毛，并清除浮浆层和松散层；（2）在梁板顶面凿毛完成后，用高压水枪或空压机将表面废渣冲净。（3）在桥面混凝土前，用水泼洒梁板顶面，将其混凝土充分湿润。（4）对标高较高的部位凿除处理，保证混凝土最小厚度60mm，且厚度均匀。局部处因梁板混凝土较高而导致铺装层厚度不足时，还需要须将该处梁面凿低。1混凝土配合比设计桥面混凝土要求标号在C30以上，一般与梁板混凝土同标号，同时还有防水要求，没有沥青铺装层的还有抗冻、抗冲击和耐磨等性能要求，而且结构厚度较小（6~10cm），因此对混凝土配合比的要求较高。（1）粗集料：一般宜选用碎石，特别是有抗冻、抗冲击要求的混凝土；碎石要求级配良好，最大粒径不大于层厚的1/4，一般以5～20mm为宜；针片状颗粒含量不大于7%，含泥量不大于0.2%。（2）细集料：宜选用优质中砂（细度模数2.3～2.8），天然砂和人工砂均可；含泥量不大于0.5%。（3）水：用可饮用水。（4）水泥：宜选用42.5#硅酸盐水泥。（5）外加剂：为提高混凝土密实度和早期强度，宜选用优质高效减水剂。（6）配合比设计：以保证混凝土有较高的密实度以及和易性为原则，要使集料有良好的级配，砂率控制在40～45%；坍落度以70~90mm为宜，水灰比控制在0.40～0.45范围内。1.1.1钢筋安装1可选用市场上合格的成品钢筋网片。这类网片一般采用冷拉圆筋或冷轧带肋钢筋加工而成，强度较高，一般节点采用机械电阻焊，较为牢固；如选用此类成品网片，可根据单幅桥面净宽定做，纵向长度一般为卡车的车厢宽度，运到现场后采用帮扎连接即可；如此施工质量较好，但价格较高。2如无特别要求，可现场加工钢筋网。（1）钢筋网一般采用热轧6～12mm钢筋，6～10mm钢筋一般采用Ⅰ级盘圆筋、12mm钢筋一般采用Ⅱ级带肋筋；Ⅰ级盘圆筋需要先行调直，可以用冷拉或机械调直的方法，如采用冷拉法，其冷拉率不宜大于2%。（2）将调直的钢筋按设计的网眼尺寸在桥面上布置并固定，交叉点一般采用铁丝帮扎，也可用点焊；钢筋如需接长，可采用帮扎或电弧焊等方式搭接，搭接长度应满足相应的规范要求， 如采用帮扎接头，应在两端和中央处均帮扎牢固。1在钢筋网加工好后，要在底部设置垫块，将钢筋网置于铺装层的设计位置，垫块约按1米的间距梅花形布置；垫块可使用混凝土（砂浆）块、钢筋、塑料垫块等多种类型，其主要作用是支立钢筋网并保持其稳定；如使用混凝土（砂浆）垫块，其强度应不低于铺装层强度。2有些梁板预埋了锚筋，则还须将起扳弯以固定钢筋网。1.1.1模板安装1由于水泥混凝土铺装层较薄（一般为6～12cm），同时要伸出钢筋连接，故一般用木板或钢板做成齿板或带孔板的型式，既便于钢筋定位又可支挡混凝土，同时装拆也方便。2模板要保证线型平顺，模板接缝的错台要小于2mm；同时模板要固定牢固，以防在浇注时爆模。3安装完成的模板要经过高程复核。1.1.2混凝土拌和运输1拌和：宜使用强制式搅拌机拌和；宜先将碎石、砂和水泥干拌1分钟，再放入水和减水剂的溶液湿拌1.5分钟；如需掺入纤维，则应均匀撒在碎石和砂之间，钢纤维的掺量一般为1%的体积率，聚丙烯纤维的掺量一般为0.9kg/m3；要注意控制混凝土的坍落度。2运输：可用混凝土罐车或其它小型车辆运输；运输时间不宜大于30分钟，且要做到不漏浆、不吸水、不离析，坍落度损失小。1.1.3混凝土入模与初平1标高控制：在混凝土施工前先用水准仪测量梁板顶面标高，一般纵向10米一个点、横向5米一个点；再用混凝土（砂浆）带或固定型钢（钢筋）顶面标高控制带，间距宜小于6米，可做2~4条，顶面要平顺。2混凝土入模：混凝土用运输车运到施工地点后，分点卸在模内，以便于摊平。3混凝土初平：混凝土卸料后用人工进行摊平，其松铺高度一般要高于设计顶面2~3cm。1.1.4混凝土振捣与平整1混凝土振捣：混凝土摊平后用平板振捣器将其振捣密实，平板振捣器的行走速度宜控制在5m/min左右，反复振捣3~5遍，至混凝土密实不再沉降、表面覆盖一层稠浆为止；在混凝土较厚（大于15cm）处须先使用插入式振捣器。2混凝土平整：平整度要求较高时宜先用钢滚筒进行初平、压实；钢筒直径一般为15~25cm、厚1cm左右，中轴为φ 50mm左右的钢棒，轴与筒之灌填粗砂，其重量既要能将混凝土压实又要便于操作，并要有足够的刚度；使用钢滚筒时，将其放在两条标高控制带上，再在两端各用一人用粗绳拉动中轴使其来回滚动，并用人工辅助挖补找平，直至将表面压平为止；钢滚筒表面宜保持平整、不粘附混凝土。有条件的单位可使用三轴整平机，它将表面振捣和平整结合在一起，效率较高，但原理与上相同。1混凝土精平：可选用方木或铝合金型材，一般长3~6米；用一人或两人持型材板沿标高控制带进行纵向精平，要注意封闭气（水）泡眼；要搭施工台供人站立。1.1.1混凝土表面处理根据设计要求施工防滑构造。当设计为拉槽或压槽时，在第二次抹平后，沿横坡方向拉毛或采用机具压槽，拉毛和压槽深度应为1～2mm。当设计为刻槽时，则在混凝土达到设计强度的75%后，用刻槽机刻槽。1.1.2混凝土养护由于铺装层是大面积的薄层构件，易于风干开裂，因此要特别注意养护。可以用土工布或麻（草）袋覆盖，然后洒水湿润，保持7天。1.1.3后浇带施工桥面混凝土的横向分块施工，需要预留安装模板的宽度，一般为20~30cm，此处桥面铺装待主体浇筑完成后另行浇筑。有时为了预留预应力张拉槽口或其它原因而留有几十公分的空带做为后浇带，在最后浇筑。后浇带施工与正常的铺装施工完全相同，但要注意在施工前须将之前浇筑的铺装层端面凿毛、洗净，使新老混凝土结合良好。2材料与设备本工法无需特别说明的材料，采用的设备机具见表6。表6设备机具表机械类别名称型号单位数量用途钢筋施工设备钢筋调直机台1切断机台1电焊机台3混凝土施工设备强制式搅拌机台1运输设备台3振捣器平板或插入式台3钢滚筒台1整平梁条1 空压机台1轧纹（刻纹）机台1施工测量设备水准仪台11质量控制1.1.1质量控制标准本工法执行《公路工程质量检验评定标准JFGF80/1-2004》和《公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000》等质量标准。拉槽或压槽质量标准见表7.1.1-1。表7.1.1-1拉槽或压槽允许偏差表序号项目允许偏差检查频率检查方法1深度（mm）0，+11处/5m钢尺2宽度（mm）0，+11处/5m钢尺3间距（mm）-2，+21处/5m钢尺刻槽质量标准见表7.1.1-2。表7.1.1-2刻槽允许偏差表序号项目允许偏差检查频率检查方法1深度（mm）0，+11处/5m钢尺2宽度（mm）0，+11处/5m钢尺3间距（mm）-2，+21处/5m钢尺1.1.2质量保证措施（1）严格执行原材料的进场检验制度，保证质量。（2）混凝土搅拌时要严格控制各原材料的比例和坍落度，保证混凝土质量。（3）仔细测量，控制铺装层顶面标高，钢筋定位准确牢固。（4）电焊工等特种技术工人要持证上岗。（5）精心施工，对混凝土振捣、整平、养生等环节严格把关。（6）混凝土浇筑完成后，严密察看表面情况，发现裂纹及时处理，并在以后的施工中注意防治。（7）桥面有预应力筋的铺装要注意张拉对桥面铺装的影响。 1安全措施本工法执行《中华人民共和国安全生产法》和《建设工程安全生产条例》等法律法规。在施工过程中，尤应注意以下几点：（1）所有施工人员都要佩戴安全帽，靠边的施工人员还要系安全绳。（2）如桥两侧未施工防撞护栏或栏杆，则应用钢管或钢筋先做临时护栏，并要保证牢固；同时在护栏的侧下方还应设防落网，且桥面施工人员不得随意向下仍弃物品。（3）临时用电设施要规范。（4）夜间施工要有足够的照明设施。（5）桥面铺装施工后养生期内，禁止任何车辆通行。2环保措施本工法执行《交通建设项目环境保护管理办法》等国家法规和管理办法。在施工过程中，尤应注意以下几点：（1）施工废渣不得往桥下随地乱弃，应统一收集至规定处再集中处理，减少固体废物污染。（2）要控制飞尘，减少空气污染：砂、石、水泥等运输车辆要覆盖；料场、施工场地及便道要经常洒水。（3）要减少施工噪音污染，在靠近居民密集处还要限制夜间作业；多维修机械设备以减少噪音。（4）料场等施工场地要硬化，完工后要恢复。（5）施工废水也不得随处排放、污染当地水源。3效益分析与常规的使用平板振捣器振捣、抹板（刮尺）整平的工艺相比，本工法增加了钢滚筒这一设备，虽然增加了一些成本投入，但同时大大提到了施工速度和工程质量，提高了综合经济效益和社会效益，现从以下几点逐一分析：10.1经济效益分析（1）增加的成本投入：钢滚筒一般长7米，其材料与制作费用约为2000元。（2）提高施工速度而降低的人员设备费用：常规工艺的施工速度的瓶颈在于其表面整平速度过慢，限制了混凝土拌和、运输的速度，从而使总体施工速度降低、施工效率下降，增加了施工成本；而本工法使用了钢滚筒之后，其表面整平的速度大大提高，从而提高了总体施工速度和施工效率。经统计，平均每施工100m2（10cm厚）铺装层的时间为：本工法需要3.5小时，常规工法则需要5小时。即本工法每施工100m2铺装层节约1.5小时，节约人工设备费约120元。 根据以上分析可知，当项目施工的桥面铺装面积大于1660m2时，采用本工法而降低的费用即可抵消增加的成本投入，进而产生正的经济效益。一般大型项目的桥面工程数量远大于1660m2。10.1社会效益分析（1）工程质量：钢滚筒长7米、表面平顺、拥有良好的刚度，用其整平后的桥面完全能满足现有的质量检测标准；常规方法使用的抹板（刮尺）尺寸短小、刚度差、凭手感操作，用此方法施工的桥面往往平整度较差，达不到检测要求，同时也极大地影响了行车的安全与舒适性。（2）施工进度：当前工程项目的工期普遍要求较紧，在施工组织安排上，做为桥面系工程的铺装施工的工期要求则更加紧张，采用本工法则可减轻施工进度的压力，也为项目的按期完工创造有利条件。（3）环保：使用小型机具，节约了资源，减少了环境污染。1工程应用实例贵州镇胜高速公路34标竹清河大桥桥跨长300米，桥面左右分幅，单幅净宽11.125米，采用本工法进行施工。该桥面铺装自2006年9月30日开始施工，于2007年1月8日全部完成，历时100天（比计划提前20天），共完成6675m2，是全线最早完成桥面铺装的大桥之一。经中间交工验收，桥面铺装的平整度全部满足规范要求。其较高的施工速度和优良的工程质量得到了质监站、业主、监理的一致好评。陕西禹阎高速C07标太枣沟特大桥，全长680米，桥面左右分幅，单幅净宽11.25米，采用本工法进行施工。该桥面铺装自2005年8月25日开始施工，于2005年10月15日全部完成。经中间交工验收，桥面铺装满足规范要求。施工速度和优良的工程质量得到了质监站、业主、监理的一致好评。贵州三凯高速公路9标小麻栗大桥桥长330米，桥面左右分幅，采用本工法进行施工。该桥面铺装自2006年11月10日开始施工，于2006年12月15日全部完成，历时35天。经质监站、业主、监理中间交工验收，桥面铺装的质量全部满足规范要求。'