激光超声波双系统摊铺机在混凝土桥面铺装施工中的应用

邱玉兴

（中交二公局第六工程有限公司, 西安 710075）

1 工程概况

1.1 工程背景

京德高速ZT6合同段，双向6车道设计，起止桩号K57+242～K63+721.5，全长6.48km。其中东淀特大桥1座，长4 464m，大部分位于平曲线上。全桥共计37联：6×（4×30）+3×30+3×40+19×（4×30）+2×（3×30）+2×（4×40）+（50+80+50）悬浇连续箱梁 +4×（4×30）+3×30。主桥为悬浇连续箱梁，引桥为1 792片预制T梁（其中40T梁154片），引桥T梁安装后进行上部整体化（即上部构造体系转换的湿接头、湿接缝）施工，然后施工防撞护栏、混凝土桥面铺装，桥面铺装为半幅宽度为15.75m、厚度为12cm现浇钢筋混凝土层。因大部分桥面铺装位于平曲线上，为更好地控制施工质量和加快进度，故全部使用激光超声波双系统摊铺机（简称双系统摊铺机）超声波系统施工。

1.2 双系统摊铺机施工特点

双系统摊铺机施工具有以下特点：

1）标高自动控制：在悬挂桁架分体辊轴摊铺机基础上，安装液压控制系统，能够准确设定双坡，同时靠液压系统调整高低，标高不受防护栏，行走支架的误差影响，全面提升混凝土铺装的标高精准度，无须人工做轨道，降低人为因素影响和人工成本。

2）实现更大宽幅铺装：采用桁架分体辊轴连接方式，能够实现最大宽度达2m，节约人工和时间成本。

3）实现一机多用：在同1台设备上能够完成不同尺寸宽度的更换，节省了多次投入设备成本。

4）拱度调整：能够实现整体式路面或桥面中间起拱的调节，可以实现整体桥面的双坡摊铺。

5）提高振捣深度：增加高频振捣刮板，实现混凝土深层振捣以及钢筋网片以下的混凝土振捣，且振捣均匀。

6）实现机械布料：采用振动刮板立面凹型设计，高度25cm，能够实现自动推料功能，比如，15m的摊铺机布料只需2～3人，减少混凝土摊铺成本。

7）提高平整精度：该机后振动轴可以反复运动，其平整度可以达到较为理想状态，不会因接口多而影响平整度。

8）提高施工效率：以15m为例，超声波摊铺机仅需4～5人就可完成整幅摊铺，而普通摊铺机1次摊铺需要约20人，15m需采用2次摊铺完成，人工费用、时间成本、整体效果相差甚远。

2 桥面铺装施工技术

2.1 桥面铺装工艺原理

该双系统摊铺机是在悬挂桁架分体辊轴摊铺机基础上，安装激光及超声波、液压控制系统，通过信号自动调整竖向油缸高度来控制桥面铺装的高度及平整度，能够准确设定双面坡度及标高，同时靠液压系统调整高低，不受上、下行走方式的轨道平整度的影响，全面提升混凝土桥面铺装的平整度，解决了人为操作带来的不确定因素。同时，针对竖曲线混凝土桥面铺装而研发的超声波控制系统，实现激光与超声波互换的双控系统，解决了混凝土竖曲线桥面铺装或地面机械化施工的难题（见图1）。其结构构成主要为：激光发射系统、激光接收系统、液压升降系统、摊铺装置、超声波+激光双控制系统、超声波感应系统、非接触式感应器、接触性感应器、上下行走装置、施工照明装置及清洗装置等。

1）接触式超声波控制器配合钢丝绳多点架设，保证绝对高程，摊铺过程机械自动微调，高程控制良好。

2）最前面采用振动刮板摊铺混凝土，前辊采用偏心辊轴，振捣击打摊铺，后辊提浆整平，摊铺振捣同时进行，确保摊铺振捣密实。

3）桁架整体性更高，全段面铺设，边铺设边提浆整平，保证铺装平整度。

图1 激光超声波双系统桁架摊铺机

2.2 桥面铺装施工前期准备

根据施工需要，设施工负责人1名，下设3个工班，混凝土班6人、钢筋班4人、机械班4人，并设安全员1人，负责安全工作。混凝土采用集中拌和运输，同时设有拌和站站长1人协调前后场的协调与组织。

设备配有吊车、天泵、座驾式磨光机、水车、覆盖养护棉被及厚塑料薄膜等，施工材料有C50混凝土、φ12mm螺纹钢筋及钢筋焊网。

2.3 桥面铺装施工工艺

2.3.1 施工工艺流程

施工工艺：梁板顶面凿毛及清理→测量放样→焊接钢筋或安装钢筋网片→校正预埋剪力筋和钢筋保护层→架设模板→安装轨道→拼装摊铺机→架设基准钢丝绳→浇筑摊铺混凝土→抹光收面→养护[1]。

2.3.2 施工方法

施工方法具体如下：（1）梁板顶面凿毛及清理：梁面上的各种杂物、水泥残渣、浮浆等需一并凿除并清理出场，最后用水车喷射高压水清洗梁面。（2）测量放样：用全站仪进行平面位置放出两侧防撞护栏内边缘，放好后复核桥面宽度。（3）施工防撞护栏：焊接防撞护栏钢筋，安装防撞护栏模板，浇筑防撞护栏。（4）测量基准线：利用护栏拉杆孔安装基准线立杆，测量基准线标高，根据测量数据在护栏内侧标注铺装顶面线。（5）安装钢筋网片：设计为12cm厚C50防水混凝土，网片上保护层为净 5cm，同时撬起预埋剪力筋调整网片的保护层，绑扎墩顶加强钢筋及网片的搭接宽度。（6）架设模板：伸缩缝端使用方钢或槽钢固定为模板，注意伸缩缝预留槽宽度及线型。（7）安装轨道：在防撞护栏顶面安装摊铺机14#槽钢轨道，每侧为1联长度。（8）架设钢丝绳：根据测量的基准线高程，在钢丝支架上调整基准钢丝的高程及线型，将接触式超声波控制器的触角杆放置基准钢丝上，利用接触式超声波控制器接触钢丝绳来精确控制桥面铺装高程。（9）吊装摊铺机：将拼装好的摊铺机吊装至轨道上，调整接触式超声波控制器高度，使其与架设好的钢丝绳接触良好。（10）混凝土摊铺：利用混凝土泵车进行转运连续浇筑，人工配合进行布料。摊铺机利用前振动刮板进行粗平和初步振捣，并利用偏心辊轴整平、提浆并击打、振捣密实。（11）混凝土初凝后及时安排座驾式磨光机进行多次抹光、振平及收面工作。该工序是平整度控制的最后一道关卡，一定要注意抹光收面的时机，同时也是减少混凝土干缩裂纹的比较重要环节。（12）养护：桥面铺装采用洒水保湿养护，混凝土浇筑收面终凝后应及时覆盖塑料薄膜+透水土工布进行保湿养护。养护期洒水次数以保证混凝土表面潮湿为准。养护7d。如在低温或冬季期间还应增加保温棉、电热伴温带或电热毯等养护措施；养护初期严禁人、车辆通行，在达到设计强度50%后，行人方可通行，在达到设计强度100%后，方可开放交通[2]。

3 结语

京德高速ZT6标段，4 464m长的东淀特大桥桥面铺装全部为12cm钢筋混凝土桥面现浇层，全部使用激光超声波双系统摊铺机施工，平整度及混凝土密实均控制较好（见图2）。

图2 京德高速ZT6标桥面施工现场

施工过程中混凝土振捣密实，表面平整度及外观良好；施工完成后，根据测量及试验数据，标高及混凝土强度指标符合设计及规范要求。解决了桥面铺装标高、平整度等指标控制不足的问题，使桥面铺装施工的实体质量及外观质量更有保障。采用本摊铺设备及相应的施工工艺，可以很好地完成桥面铺装等混凝土摊铺施工，为以后类似桥面及路面施工提供可借鉴的参考经验。