陳 偉

（上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司,上海市 200433）

0 引言

某城市高架道路的一條入口匝道為曲線鋼梁段，原橋面采用瀝青鋪裝。由于該匝道交通繁忙且多為重載車輛，因此導(dǎo)致瀝青鋪裝層出現(xiàn)了嚴(yán)重的推移和擁包現(xiàn)象，從而危害到橋梁結(jié)構(gòu)及行車安全。為了避免類似病害再次發(fā)生，在維修時(shí)就必須提高橋面鋪裝與鋼梁面的結(jié)合性，同時(shí)提升橋面整體剛度，故最終決定采用超高性能混凝土作為橋面鋪裝來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的瀝青鋪裝。

1 工藝原理

傳統(tǒng)的瀝青鋪裝為直接在鋼梁表面攤鋪瀝青瑪蹄脂（SMA）混合料或者澆筑式瀝青（GA）混合料等。其瀝青鋪裝層依附在鋼梁上，本身強(qiáng)度很小，因此抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)通常不作為瀝青混合料的技術(shù)要求。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)，普通瀝青混合料的強(qiáng)度指標(biāo)基本如表1所示。

表1 瀝青混合料的強(qiáng)度指標(biāo)

超高性能混凝土工藝為在鋼梁表面直接澆筑8 cm超高性能混凝土作為鋪裝結(jié)構(gòu)。其混凝土材料為一種超高性能水泥基復(fù)合材料，按照一定的工藝加水拌合，硬化后具有高強(qiáng)、高延性等類金屬特性。該材料性能如表2所示。

表2 超高性能混凝土性能指標(biāo)

混凝土與鋼橋面的結(jié)合采用焊接抗剪釘?shù)姆绞剑袅︶斨睆?6 mm、長(zhǎng)45 mm），間距 400 mm×400 mm；再在上面鋪設(shè)直徑12 mm的鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)間距40 mm×40 mm。這一組合通過密布剪力釘加強(qiáng)混凝土與鋼橋面的結(jié)合，密布的鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)鋪裝層的強(qiáng)度。這些布置充分利用了超高性混凝土高強(qiáng)度、高流動(dòng)性的特點(diǎn)。

2 施工方案

2.1 施工流程

本工藝的施工流程如圖1所示。

2.2 施工工藝

2.2.1 道路封閉及原有瀝青層銑刨清理

（1）鋼橋面修復(fù)前，先按照交警部門以及相關(guān)規(guī)范要求，進(jìn)行施工區(qū)域的圍封，由專業(yè)設(shè)施單位統(tǒng)一進(jìn)行道路封閉工作。

圖1 施工流程圖

（2）道路封閉完成后用瀝青銑刨機(jī)將原鋼橋面上的瀝青混凝土鋪裝層銑刨干凈，原鋼梁表面的抗剪鋼筋予以保留利用。

（3）鋼橋面瀝青混凝土銑刨完畢后統(tǒng)一采用水刀將抗剪鋼筋部位殘余瀝青混凝土以及鋼梁頂面黏結(jié)層破除干凈。

（4）水刀破除工作完成后，對(duì)鋼梁表面進(jìn)行清理，清理干凈后進(jìn)入下一道除銹工序。

2.2.2 鋼橋面除銹

（1）由于除銹面積只有339 m2，工程量較小，因此采用手工除銹配合角向磨光機(jī)的方式進(jìn)行除銹工作，除銹標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到St2。

（2）除銹前先安排人工用刮刀或鏟刀去除疏松油漆和厚的鐵銹層。

（3）使用粗硬毛的機(jī)械鋼絲刷和紙制砂輪，對(duì)設(shè)施的表面進(jìn)行對(duì)角打磨，并且使打磨的表面盡可能粗糙。

（4）對(duì)于設(shè)施的邊角部位，采用角磨機(jī)或人工用平銼刀等工具進(jìn)行處理。

（5）打磨完成后，用棉紗對(duì)除銹后的鋼橋面進(jìn)行整體擦拭清潔，并用壓縮空氣吹除微塵。

（6）鋼梁表面處理完之后，經(jīng)各方檢查驗(yàn)收達(dá)到St2等級(jí)。

2.2.3 焊接剪力釘

（1）在鋼梁表面焊接16 mm×45 mm剪力釘，間隔400 mm×400 mm，施工前先進(jìn)行放線定位。

（2）施焊時(shí)配備專用的栓焊設(shè)備，配備JSS2500型栓焊機(jī)以及A-88J型焊槍，使用時(shí)嚴(yán)格控制焊接時(shí)間，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)栓焊設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，確保其保持良好的焊接性。

（3）施工時(shí)嚴(yán)格按照栓釘焊接工藝要求。

2.2.4 鋼筋施工及傳感器布置

（1）鋼筋施工前在場(chǎng)外預(yù)制鋼筋網(wǎng)片，使用時(shí)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)搭接、綁扎。

（2）現(xiàn)場(chǎng)鋼筋施工時(shí)，首先在橋面上進(jìn)行放線定位，確定鋼筋網(wǎng)片位置及其接頭布置。

（3）鋼筋現(xiàn)場(chǎng)綁扎之前先核對(duì)網(wǎng)片的形狀、尺寸及接頭位置，綁扎用22號(hào)鍍鋅鐵絲。

（4）為了保證鋼筋的保護(hù)層厚度，采用塑料保護(hù)墊塊固定在鋼筋下方，確保厚度均勻。

（5）標(biāo)線定位、固定應(yīng)變和溫度傳感器，將引線固定并牽引到橋邊采集設(shè)備處。鋼橋面板上的傳感器直接在焊接剪力釘前完成固定安裝，鋪裝層中的溫度傳感器及鋪裝層表面的傳感器根據(jù)傳感器布置方案澆筑到預(yù)制混凝土墊塊中，用于控制埋置高度。

2.2.5 模板施工

（1）由于匝道橫向坡度2%，縱向坡度5%，超高性能混凝土施工流動(dòng)性大，因此采用倒模的方式進(jìn)行施工。混凝土澆筑前需在鋼橋面的兩邊和中間采用40 mm×40 mm槽鋼安裝三道軌道作為頂模滑動(dòng)軌道，軌道上鋪設(shè)20根200 mm寬槽鋼，以此作為控制，每次施工4 m寬。混凝土澆筑時(shí)每10根為一組，隨澆隨移動(dòng)。槽鋼之間采用螺栓連接，在下部混凝土不流動(dòng)情況下由下向上依次倒模移動(dòng)。橋面上焊12 mm對(duì)拉螺栓防止槽鋼上浮，軌道槽鋼隨澆隨取。模板平整度控制在5 mm以內(nèi)，達(dá)到瀝青路面標(biāo)準(zhǔn)。

（2）混凝土的施工厚度通過三道槽鋼軌道來控制，每隔1.5 m在鋼橋面上焊接12 mm螺栓用于固定軌道。混凝土成型不流動(dòng)后松掉螺栓取出軌道，采用人工修補(bǔ)平整。

（3）由于超高性能混凝土的流動(dòng)性好、密實(shí)度高，因此模板接縫必須嚴(yán)密。槽鋼與槽鋼間采用夾雙面膠的方式進(jìn)行密封處理。

（4）頂模覆蓋前再次用壓縮空氣對(duì)鋼橋面進(jìn)行清潔。

（5）移動(dòng)倒模必須嚴(yán)格控制時(shí)間，防止后澆筑的混凝土材料流淌到已澆筑的混凝土面上。

2.2.6 混凝土澆筑施工

（1）混凝土澆筑前先對(duì)鋼筋、模板及檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，驗(yàn)收合格后方可澆筑。

（2）混凝土的澆筑量為26 m3，采用兩臺(tái)50型攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)自拌以及一臺(tái)P80泵進(jìn)行泵送。根據(jù)攪拌機(jī)械和輸送泵性能結(jié)合實(shí)驗(yàn)澆筑的情況，澆筑時(shí)間為24 h。因?yàn)榛炷列枰B續(xù)施工，所以安排工人分兩班連續(xù)作業(yè)。考慮到超高性能混凝土的黏稠度比較大，可能造成攪拌設(shè)備和輸送設(shè)備故障，因此另外準(zhǔn)備攪拌機(jī)和輸送泵各一臺(tái)作為備用。

（3）超高性能水泥基復(fù)合材料拌合前，各種施工設(shè)備必須調(diào)試完好，材料準(zhǔn)備到位且輸送管必須先潤(rùn)管。材料的攪拌作業(yè)由專人負(fù)責(zé)，技術(shù)人員旁站監(jiān)督指導(dǎo)，嚴(yán)格按照澆筑配合比進(jìn)行攪拌澆筑。

（4）超高性能混凝土的流動(dòng)性良好，因此按照自下往上、先低后高順序澆筑，混凝土澆筑不留施工縫，一次成型。

（5）混凝土為自流平狀態(tài)，無需特別振搗，但可采用小型振動(dòng)棒進(jìn)行震動(dòng)，加快混凝土延展。頂模部位通過人工利用榔頭輕輕敲打槽鋼，便于排放氣體。

（6）混凝土在初凝后及終凝前采用壓紋機(jī)在混凝土表面刻紋，刻痕深5 mm，寬5 mm，槽中心距22 mm，刻紋需做到整齊、統(tǒng)一、美觀。

（7）混凝土澆筑完后鋪設(shè)雙層塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

超高性能混凝土的施工與普通混凝土相比有較大區(qū)別。在拌合供料方面，普通混凝土通常需要添加水泥、粗骨料、細(xì)骨料、水和外加劑等材料，供料拌合過程比較復(fù)雜；而超高性能混凝土為單一粉末狀材料，只需加水拌合即可。在混凝土輸送方面，普通混凝土通常需要用泵車等大型設(shè)備泵送；而超高性能混凝土只需用小型泵即可輸送。在振搗方面，普通混凝土通常需要用平板振搗器或者振搗棒進(jìn)行振搗；而超高性能混凝土完全無需振搗。

3 結(jié)語

該匝道段使用超高性能混凝土（UHPC）作為橋面鋪裝后，經(jīng)過兩年多的重載交通運(yùn)行，未發(fā)現(xiàn)明顯疲勞破壞狀況，其表面無明顯磨損、開裂現(xiàn)象。通過期間定期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集分析，證明超高性能混凝土鋪裝層與鋼橋面結(jié)合良好，無推移脫空現(xiàn)象，橋面整體受力均勻。可見，相較于傳統(tǒng)的瀝青鋪裝，該工藝顯著提高了橋面鋪裝與鋼梁面的結(jié)合性，大幅提升了橋面整體剛度。