1、第28卷第1期2003年3月中南公路工程CentralSouthHighwayEngineeringVol.28,No.1Mar.,2003中山東河特大橋鋼纖維砼橋面鋪裝施工技術張守義(廣東省長大公路工程有限公司,廣東廣州511430)摘要廣珠東線高速公路中山東河特大橋跨越東河水道,全橋鋪筑厚8cm的鋼纖維混凝土橋面鋪裝層。本文介紹鋼纖維砼的工程特性,橋面鋪裝施工工藝和使用效果。關鍵詞橋梁;鋼纖維混凝土;橋面鋪裝;施工技術中圖分類號U443.33文獻標識碼B文章編號1002-1205(2003)01-0081-02ConstructionTechniquesofSteelFiberConcre

2、teDeckPavementonDongheSuperLargeBridgeinZhongshanZHANGShou2yi(Chang-DaHighwayEngineeringCorporationLimitedofGuangdongProvince,Guangzhou511430,China)Keywordsbridge;steelfiberconcrete;bridgedeckpavement;constructiontechniques鋼纖維混凝土是由鋼筋、鋼纖維、混凝土復合而成的一種性能優良的新型建筑材料,它簡稱SFRC。能顯著提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折強度和抗裂、抗沖擊、抗疲勞、耐

3、磨性能,延長面層使用壽命。近年來,國內對鋼纖維砼路面和罩面開展了一系列研究,修筑了一些試驗段,但大面積應用較少。中山東河特大橋位于廣珠東線高速公路中山段,全長4226.456m,橋寬2×15.75m,主橋為(50+90+50)m連續剛構。為提高橋面鋪裝層的質量,減少維修工作量,保證交通暢通,全橋鋪筑了厚8cm的鋼纖維砼鋪裝層,為推動鋼纖維砼路面或罩面的應用提供了有益的經驗。鹽水泥。水泥使用前特別注意進行安定性檢驗。c.粗集料。粗骨料粒徑對鋼纖維的握裹力有明顯影響,最大粒徑以纖維長度的一半為宜。針片狀顆粒含量不大于7%,含泥量不大于0.2%,施工采用定石場、定規格的措施,選用級配良好、

4、強度高的1020mm花崗巖質級配碎石。d.細集料。采用優質中砂,砂質潔凈堅硬,砂的細度2.22.8mm,含泥量不大于0.5%。e.水。采用河中水或自來水。f.外加劑。根據施工操作需要,提高砼的和易性、密實度和早期強度,混凝土中摻入FDN-2H高效緩凝減水劑,摻量為水泥重量的6。g.鋼纖維混凝土配合比。鋼纖維混凝土設計1材料選擇及配合比組成根據設計文件規定橋面鋪裝的控制標準為:抗折強度5MPa;抗壓強度35MPa。其主要材料為:a.鋼纖維。使用扭曲型(LHF32),長度30mm,等效直徑0.520.70mm,抗拉強度不小于380MPa的鋼纖維,各項指標滿足QIH001-1998標準規定。為確保質

5、量,施工中增加了韌性指標,要求90°反復彎曲3次不折斷。#b.水泥。水泥統一使用某品牌525普通硅酸收稿日期2002-11-13配合比抗壓強度為35MPa,抗折強度6.5MPa。施工配合比中鋼纖維體積率1%,施工坍落度控制在68cm。依照和易性、強度、耐久性的綜合要求,其配合比,見表1。2施工工藝水泥混凝土路面攤鋪機施工橋面鋪裝時,行走路軌設置復雜,平整度和構造深度較難控制,機動靈活性差。在工期短、工作量大、設備使用過分集中的作者簡介張守義(1968-),男,湖南寧鄉人,助理工程師,從事公路橋梁設計與施工。© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Opti

6、cal Disc Co., Ltd. All rights reserved.82中南公路工程第28卷表1鋼纖維混凝土配合比鋼纖維含量%1.0水灰比wc0.43(kg單位用量m-3)強度MPa砂率%46水172水泥402砂827碎石鋼纖維97081外加劑6塌落度mm6080抗壓7d39.528d46.5抗折7d5.528d6.3情況下,難以全面使用,因此,東河大橋鋪裝層以人工施工機具為主。為了適應鋼纖維混凝土的施工需要,我們對原有機具進行了較大改進,將模板、振橋、刮尺、壓紋器進行了全面改進,在試驗路段反復試鋪完善,形成了輕型角鋼路模、振板、齒型振動梁、滾筒、縱橫向刮尺、刻槽機等全套新的人工施工

7、機具,摒棄了原有機具笨重、低效、平整度差的弊病。施工按車道寬度分幅澆筑,先澆筑三個行車道。施工前,經咨詢有關專家,結合實驗試鋪情況,將操作程序不斷完善和定型,其工藝流程為:全橋普測清鑿橋面浮漿沖洗橋面精確放樣安裝模板綁扎鋼筋澆筑鋼纖維混凝土人工粗平平板振動器振實滾筒滾壓提漿4m縱向刮尺刮平3m橫向刮尺精平抹面收漿4m直尺檢查平整度養生切縫拆模刻槽灌縫等十八道工序。d.鋼纖維混凝土攪拌和運輸。要使鋼纖維在混凝土中充分發揮作用,必須盡可能使其在混凝土基體中均勻分布。攪拌對保證鋼纖維的均勻分布起著關鍵作用。施工中主要采取了以下措施:使用強制式拌和機攪拌,每次攪拌量不大于攪拌機額定攪拌量的80%;把鋼

8、纖維均勻灑布于干料之上,鋼纖維與水泥、粗細骨料先干拌1.5min,再加水濕拌3min;采用電子計量系統計量,保證投料準確;有銹蝕、易結塊的鋼纖維不得使用;用混凝土拌和車運輸,避免運輸過程中鋼纖維振動下沉,影響其均勻性;在混凝土中加放適量高效緩凝減水劑,保證運輸和施工操作需要。e.攤鋪、振搗。鋼纖維混凝土澆筑是橋面鋪裝施工的最重要環節,集中體現了技術管理水平和工程質量的好壞,主要施工方法和措施是:沖洗待澆的地方,對鋪裝層厚度較薄的地方,用濃水泥漿掃漿。掃漿后立即澆筑混凝土;用攪拌運輸車直接將混凝土運至橋面,卸料前快速轉動12min,將熟料拌和均勻,卸料后不宜用振動梁推漿,要用拉板及鐵鏟將混凝土初

9、步整平。每個施工點配備5個鏟漿人員,4臺振動棒。攤鋪的混凝土應比設計標高高0.5cm,以備整平與收漿;模板邊用振動棒輕振,3施工要點及質量控制a.橋面普測。施工前先安排測量人員對成型橋面進行標高普測,將測量結果與設計對照,鋪裝厚度小于8cm的地段進行坡度和高程微調,保證鋪裝厚度全部達到8cm以上。b.標高帶安裝。模板用角鋼,陰角朝上安裝,滾筒和模板保持線接觸,便于控制高程和平整度。角鋼底用水泥砂漿填塞,一方面增強模板剛度,一方面防止漏漿。角鋼每隔1.5m設一個測點,測量精度±1mm。也可將靠近防撞攔的邊模做成混凝土標高帶,縱向分幅澆筑采用角鋼做模板。c.鋼筋網設置。為了增強防裂效果,

10、鋼纖維混凝土鋪裝層內設置了<10mm,間距15cm×15cm的鋼筋網。鋼筋網距混凝土頂面3cm,以便于切縫。鋼筋網用架立筋支撐,并焊牢。網下保證有3cm的凈空,架立筋的密度不少于4根m。縱向分幅接縫的處理:將橋面分為3幅。分幅的接縫一律設在車道劃線位置,防止運營期車輪直接壓在縫上而造成橋面板過早損壞。鋼筋網的橫向筋必須連續地貫穿分幅的接縫。分幅施工的順序為按橫坡先高后低。如果先澆筑低的部分,則會造成高的一幅澆筑前積水積渣,難以排除,而澆筑過程中的流漿又會污染已澆好的部分。其它地方用平板振器橫向平行振實,平板每次重疊12;特制與澆筑寬度一致的齒型振動梁,一方面進行初步整平,一方面

11、將處于表面的鋼纖維壓低;用直徑1520cm的鋼管滾筒滾壓數遍,進行滾平提漿;用46m長的鋁合金方尺作縱向刮尺,貼緊模板順橋向刮平表面;將3m長的鋁合金方尺裝上推柄作為橫向刮尺,橫橋向精確整平表面,每一次刮平范圍均要與上一次重疊12,如有過多浮漿,應將其推出棄掉;將金屬抹刀裝上長手柄,由專業工人抹面收漿。抹面應在表面無泌水時進行,目的是將表面抹平,而不是抹光;為確保平整度,抹面之后用4m長的鋁合金直尺縱橫反復量測,前后兩尺之間重疊13,平整度超過3mm的地方,立即用混凝土填補抹平,重新整平,保證達到規范要求;橫向施工縫一般設在伸縮縫處,中間盡量連續施工,以避免接縫不順;󰁠每個工點

12、準備50m遮陽雨棚,突降暴雨時可在防雨棚施工。© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.第1期張守義:中山東河特大橋鋼纖維砼橋面鋪裝施工技術83f.養護。東河大橋橋面采用了養護劑養生。所選用的養護劑有A、B兩種液體,按1:4兌水而成。混凝土終凝時,先噴A種劑,間隔45min左右噴B種劑。要求噴灑均勻,不漏噴,A、B兩劑順序不能顛倒。養護期重點為前7d,這段時間混凝土表面不準堆放任何雜物,不許通行車輛。g.切縫。縱向不切縫,橫向縮縫從墩頂起每10m一條,并和防撞欄縮縫對齊。切縫時間必

13、須恰到好處,過早會因鋸片振動,使碎石和鋼纖維與水泥粘結松動,形成不可愈合的早期損壞,過遲則易造成混凝土先行收縮開裂。一般以混凝土強度為815MPa時為宜。h.刻槽。東河大橋沒有采用常規的壓紋方法,而是采用了刻槽法。刻槽是在混凝土強度達到612MPa時用刻槽機切割出橫向溝槽,槽距25mm,槽(上接第70頁)寬3mm,槽深3mm。刻槽法能保證規范要求的抗滑構造深度指標。使用刻槽法做抗滑處理時,混凝土表面收漿抹平不宜做得太光滑,否則橋面在雨天可能出現打滑現象。4結語東河大橋交通量大,重載車多,經過近3年的通車運行,橋面鋪裝層未出現任何質量問題,工程質量明顯優于普通砼橋面鋪裝,達到了預期目的。鋼纖2維

14、砼與普通砼相比,工程造價提高約35元m,對橋面鋪裝而言,造價增幅不大,且比改性瀝青砼造價低很多。由于其強度和耐久性明顯優于普通砼,工程質量提高,維修周期延長,長遠效益和社會效益較好,因而值得在橋面鋪裝及舊路罩面工程中推廣應用。交通荷載作用,基本達到工程技術要求。但是,某些路段出現了一些明顯的車轍、反射裂縫的病害現象,初步路況調查結果,見表6。通過檢測分析,造成問方案代號ABC題的主要原因有兩個方面:舊路面預處理工作不夠細致。原有舊路面接縫的處理中,對承載力、傳荷能力薄弱環節、接縫破損、沉陷變形等不適宜于罩面m路面狀況PCI指標97.398.799.52表6325國道試驗路罩面工程破損情況調查表

15、裂縫龜裂-松散縱裂橫裂-5.63.41.2變形沉陷車轍-1216-不規則裂縫-坑槽3.61.2-松散1.2-波浪擁包-泛油綜合破損率%-0.160.280.02等級優優優加鋪層的病害沒有進行徹底根治,特別是舊水泥混凝土路面橫向接縫、脹縫的重點部位;SMA級配設計上欠妥。雖然在施工中嚴格按照技術要求,但反射裂縫、車轍仍然嚴重,說明混合料在高溫穩定性上尚有不足,主要原因有:粗集料相互接觸形成的骨架不均勻,在進行抽芯檢測分析發現SMA216樣芯細集料偏多,而SMA213樣芯有的粗集料偏大,有的偏小,所以導致其動穩定度的波動變化;對出現車轍路段進行取樣發現,其瀝青含量平均數為6.8%,明顯大于設計標準,導致集料表面瀝青增厚,自由瀝青增多,使顆粒在荷載作用下易于滑動位移,從而降低穩定度;檢測路段的空隙率平均值偏大為5.8%,導致混合料的強度會降低;另外進入2002年以來,廣東省氣溫升高,路面持續軟化,而且該路段交通量猛增,車輛行駛渠化也比較嚴重(以中間車道為主),附帶雨水的作用,從而使路面的出現了損壞。5結語本文根據舊水泥混凝土路面上瀝青混合料結構設計的原則,結合SMA的技術特點和國內外理論分析和工程資料,提出了加鋪SMA結構的技術要求。通過在實踐工作中的研究認為,要保證加鋪層罩面質量,在注重對舊路評定和預處理的