混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法

摘要：在水泥混凝土路面中，為了保證相鄰面板之間能夠傳遞行車荷載，防止錯(cuò)臺(tái)，避免混凝土路面出現(xiàn)不均勻沉降，往往需要在混凝土面板橫向縮縫的位置上布設(shè)傳力桿。文章以廣西新柳南高速公路№4項(xiàng)目為例，采用移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架式裝置設(shè)計(jì)及加工，實(shí)現(xiàn)整體布筋，以滿足快速布設(shè)傳力桿的需求；智能化傳力桿定型快速安裝，自行行走實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械化運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足質(zhì)量控制的需求，后期可升級(jí)為槽形裝置自動(dòng)下放傳力桿鋼筋；傳力桿布設(shè)固定間距及高程調(diào)整裝置，在移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架設(shè)置傳力桿間距及高程調(diào)整的卡槽，滿足精準(zhǔn)控制距離及埋設(shè)深度的定型化快速安裝需求。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)建；混凝土路面；傳力桿

U416.216A210673

0 引言

長(zhǎng)期以來(lái)，水泥混凝土路面的傳力桿施工廣泛采用的是人工插入鋼筋法，此工藝在施工過(guò)程中出現(xiàn)布設(shè)用工多、速度慢、定位精度低等問(wèn)題［1］，使傳力桿在混凝士中所起的作用和面層整體使用壽命都會(huì)受到影響。

廣西新柳南高速公路№4項(xiàng)目是高速公路出口與鎮(zhèn)上的連接線，大部分路段屬于舊路擴(kuò)建，設(shè)計(jì)為混凝土路面。該路段車流量大，不具備封路條件，必須邊施工邊開(kāi)放交通，對(duì)混凝土施工質(zhì)量要求高，給施工單位提出了新的挑戰(zhàn)。

為保證施工質(zhì)量和進(jìn)度要求，通過(guò)技術(shù)探討和研究，決定采用一種移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架對(duì)傳力桿定型化快速安裝來(lái)解決以上問(wèn)題。

移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架式裝置設(shè)計(jì)及加工，實(shí)現(xiàn)整體布筋，以滿足快速布設(shè)傳力桿的需求。智能化傳力桿定型快速安裝，自行行走實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械化運(yùn)轉(zhuǎn)，以滿足質(zhì)量控制的需求，后期可升級(jí)為槽形裝置自動(dòng)下放傳力桿鋼筋。傳力桿布設(shè)固定間距及高程調(diào)整裝置，在移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架設(shè)置傳力桿間距及高程調(diào)整的卡槽，以滿足精準(zhǔn)控制距離及埋設(shè)深度的定型化快速安裝需求。

經(jīng)提煉總結(jié)形成“混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法”，并取得專利1項(xiàng)：自行移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架（專利號(hào)：202220406123.5）。本工法適用于水泥混凝土路面橫向縮縫的傳力桿定型快速安裝施工。本文就如何實(shí)施該工法進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 本工法的特點(diǎn)

1.1 安裝便捷、效率高

采用移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架對(duì)傳力桿定型化快速安裝施工，可實(shí)現(xiàn)行走方便，操作簡(jiǎn)單。將排架運(yùn)行至提前標(biāo)記的位置（每隔4.5 m標(biāo)記一處位置），然后利用排架上設(shè)置好橫向間距的U型壓桿將傳力桿準(zhǔn)確、快速地下壓到設(shè)計(jì)規(guī)定的深度。移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架向前移動(dòng)速度快，傳力桿下壓效率高，對(duì)工人技術(shù)水平依賴小，不需要花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間來(lái)安裝傳力桿鋼筋，極大地提高了工作效率。

1.2 成本低、用工少

本工法工藝簡(jiǎn)單，可以重復(fù)利用且轉(zhuǎn)場(chǎng)容易，不需要大型轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)。施工過(guò)程所需作業(yè)人員少，可以較大地節(jié)省人力及施工成本。可提高傳力桿鋼筋綁扎、安裝的75%的工作效率，大大加快了施工進(jìn)度。

1.3 質(zhì)量好、有保證

本工法的定型快速安裝，能夠消除人為操作因素影響，確保埋設(shè)在混凝土內(nèi)的傳力桿間距和深度符合設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量得到保證。

2 工藝原理及工藝流程

2.1 移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架設(shè)計(jì)

本設(shè)備為自主研發(fā)設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)傳力桿的分散布筋、調(diào)整安裝高度、混凝土振搗、自動(dòng)行走等功能。見(jiàn)圖1～2。

2.2 行走控制

電源開(kāi)關(guān)控制三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)與BWDO擺線針輪減速機(jī)組合在一起，通過(guò)鏈條將減速機(jī)、滾輪連接在一起，以達(dá)到整體桁架前進(jìn)、后退行走的功能。

2.3 排架升降控制

通過(guò)安裝在桁架上電動(dòng)機(jī)及WPA80渦輪桿減速機(jī)順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝在減速機(jī)上的鋼絲繩，鋼絲繩兩端與排架兩端采用卡扣固定，以達(dá)到控制排架，實(shí)現(xiàn)提升或下放的作業(yè)功能。

2.4 埋置傳力桿間距控制

排式U型壓桿間距根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙橫向30 cm/道固定在壓架主橫梁上，施工過(guò)程中根據(jù)壓桿壓在水泥混凝土面層上的印子放置傳力桿鋼筋，各傳力桿間距誤差可有效減小或規(guī)避。

2.5 埋置傳力桿深度控制

施工前，通過(guò)調(diào)整鋼絲繩的長(zhǎng)度控制傳力桿壓架下放的具體深度，在這一過(guò)程中通過(guò)壓架上安裝的三相附著式混凝土振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng)，從而通過(guò)壓架上調(diào)節(jié)固定好的U型壓桿將傳力桿鋼筋振動(dòng)、下壓到指定的深度標(biāo)高位置。見(jiàn)圖3。

3 操作要點(diǎn)

3.1 移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架制作與調(diào)試

混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法/羅永貴

移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架經(jīng)設(shè)計(jì)圖紙由專業(yè)廠家采用角鋼、槽鋼等鋼材進(jìn)行加工制作、焊接而成，主要包括有電源開(kāi)關(guān)控制箱、三相異步電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、滾輪、小滑輪、鋼絲繩，附著式振動(dòng)器等［2］。在這一過(guò)程中首先要保證固定架的整體剛度及穩(wěn)定性，排架伸縮裝置（在板寬4～5.5 m伸縮）能夠根據(jù)施工幅寬自由伸縮。

排架底部通過(guò)電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、鏈條、滾輪進(jìn)行前后移動(dòng)調(diào)整，滾輪位置緊貼于鋼模板上。排架上部由WPA80渦輪渦桿減速機(jī)通過(guò)鋼絲繩與小滑輪的作用力帶動(dòng)壓架的整體升降。底端設(shè)置排式U型壓桿，根據(jù)傳力桿鋼筋縱向長(zhǎng)度前后各設(shè)置一排壓架且相互平行，排式U型壓桿槽內(nèi)側(cè)與傳力桿鋼筋直徑一致，通過(guò)振動(dòng)下壓對(duì)傳力桿進(jìn)行下壓至設(shè)計(jì)深度內(nèi)。移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架制作完成后進(jìn)行行走、排架升降、振動(dòng)器等方面的調(diào)試，直到各部件工作正常后方可移至施工場(chǎng)地進(jìn)行施工。［3］

3.2 混凝土運(yùn)輸及排架行走控制

拌和：嚴(yán)格控制含水量，實(shí)測(cè)砂、石子的含水量，由工地試驗(yàn)確定施工配合比；每盤料的總攪拌時(shí)間宜為80～120 s，純攪拌時(shí)間≥40 s；水泥混凝土拌和物應(yīng)嚴(yán)格控制坍落度為80～120 mm（過(guò)程中試驗(yàn)室跟進(jìn)檢查坍落度及損失率、泌水率、隨時(shí)觀察是否有離析）。

運(yùn)輸：混凝土采用10～15 m3的自卸車運(yùn)輸，車輛裝料前清潔車廂、灑水潤(rùn)壁、排干積水，運(yùn)輸過(guò)程中防止漏漿及污染；倒車過(guò)程中安排專人指揮到位，避免碰撞模板、設(shè)備等。

攤鋪：自卸車分段卸料及采用小型挖掘機(jī)均勻分布，布料應(yīng)與攤鋪速度適應(yīng)，必須有專人指揮車輛均勻卸料在攤鋪寬度范圍內(nèi)；卸料分多次，采用人工配合挖掘機(jī)布料（挖掘機(jī)不得在兩布一膜上過(guò)大移動(dòng)、卸料前需將土工膜淋濕，以不積水為準(zhǔn)）。

振搗：配備一臺(tái)安裝插入式振動(dòng)棒組的排式振搗機(jī)，振搗棒為50 mm，中間振搗棒的間距控制在50 cm，至模板邊緣的距離為20 cm，避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿；拌和物布料長(zhǎng)度達(dá)到10 m時(shí)開(kāi)始振搗作業(yè)，每次移動(dòng)間距≤50 cm；振搗棒在每一處的持續(xù)振搗以表面不再冒氣泡和泛水泥漿為限，隨時(shí)檢查振實(shí)效果、模板、拉桿、傳力桿和鋼筋網(wǎng)的移位、變形、松動(dòng)、漏漿等情況，并及時(shí)糾正。

排架行走控制：排架電源開(kāi)關(guān)控制三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)與BWDO擺線針輪減速機(jī)組合在一起，通過(guò)鏈條將減速機(jī)、滾輪連接在一起，以達(dá)到整體桁架前進(jìn)、后退行走的功能。

3.3 移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架快速安裝

移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架運(yùn)行至橫向縮縫位置（排架邊線與事先標(biāo)記在“二布一膜”上的邊線對(duì)齊），在攤鋪及振搗好的混凝土頂面通過(guò)排架下壓留下的槽印上由人工放置傳力桿鋼筋，實(shí)現(xiàn)傳力桿定型化快速安裝。

3.4 傳力桿排架升降控制

以電力驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)及WPA80渦輪桿減速機(jī)下放排架，排架U型壓桿口正好在垂直方向?qū)?zhǔn)傳力桿鋼筋；同時(shí)在三相附著式混凝土振動(dòng)器的振動(dòng)作用下，U型壓桿底下的傳力桿鋼筋被壓入混凝土中至設(shè)定好的深度。

3.5 埋置傳力桿間距控制

排架下壓過(guò)程中通過(guò)壓桿進(jìn)入混凝土中留下的水泥印復(fù)核壓入的深度。依次循環(huán)至下一橫向縮縫傳力桿鋼筋的埋置作業(yè)，未來(lái)可進(jìn)一步升級(jí)為槽形裝置自動(dòng)下放傳力桿鋼筋至混凝土面，取代人工將傳力桿鋼筋放置在指定位置這一步驟工序，再桁架下壓將傳力桿鋼筋埋置指定深度標(biāo)高。

3.6 三輥軸整平、飾面

在移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架的后方，用三輥軸整平機(jī)按作業(yè)單元分段整平，刮除的砂漿不能再用于路面內(nèi)，上一作業(yè)單元的水泥砂漿不得向下一個(gè)作業(yè)單元推趕。三輥軸整平后，先采用刮尺縱向不少于3遍、橫向不少于2遍精平，再采用旋轉(zhuǎn)抹面機(jī)密實(shí)精平飾面2遍及以上，直至平整度符合要求。鋼模板上的砂漿必須清理干凈，避免拆模時(shí)產(chǎn)生崩邊。

4 質(zhì)量控制措施

4.1 測(cè)量放線、模板安裝工程

直線段每10 m一樁，曲線段每5 m一樁。橫向縮縫必須與路中心線垂直，并對(duì)每個(gè)裝點(diǎn)進(jìn)行高程測(cè)量，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算以供模板頂面標(biāo)高控制。

模板安裝：模板采用鋼模板，模板高度比混凝土板設(shè)計(jì)厚度低2 cm，所低部分采用小塊模板進(jìn)行調(diào)整。模板應(yīng)固定牢固，不得出現(xiàn)推移、變形、跑模等現(xiàn)象；模板固定后，底部空隙處采用略干砂漿進(jìn)行填堵，封底砂漿不能侵入路面結(jié)構(gòu)層。在模板內(nèi)側(cè)自上而下放置薄膜，從而避免出現(xiàn)過(guò)大漏漿現(xiàn)象。模板安裝線型圓弧、順直，相鄰模板連接應(yīng)緊密平順不得錯(cuò)茬與錯(cuò)臺(tái)。在模板安裝過(guò)程中，各相鄰模板接頭均通過(guò)三米尺控制平整度≤2 mm。

4.2 傳力桿定型化快速安裝

傳力桿布設(shè)固定間距及高程調(diào)整裝置，在移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架設(shè)置傳力桿間距及高程調(diào)整的卡槽，以滿足精準(zhǔn)控制距離及埋設(shè)深度的定型化快速安裝需求。

攤鋪好的混凝土經(jīng)振搗后，移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架運(yùn)行至橫向縮縫位置，傳力桿放置間距已在工廠加工時(shí)已固定好，可確保滿足要求。

排架U型壓桿在振搗過(guò)后的混凝土面層上下放，確定傳力桿鋼筋安放的位置，留下印子。排架提升，人工快速放置傳力桿在混凝土面層的印子上，放置傳力桿完成后，再次下放排架及啟動(dòng)附著式混凝土振動(dòng)器，直至排架不在下沉為止，一般控制振搗時(shí)間為10 s，實(shí)現(xiàn)傳力桿定型化快速安裝。

振搗下壓完成后，提升排架量測(cè)壓桿印子深度來(lái)復(fù)核下壓的深度是否滿足。對(duì)于不滿足深度要求的，立即調(diào)整位于排架上的鋼絲繩長(zhǎng)度，以此確定傳力桿的埋置深度。

4.3 混凝土澆筑工程

混凝土的質(zhì)量要嚴(yán)格從原材料的選用、外加劑的選用和試驗(yàn)、脫模劑的選用、養(yǎng)護(hù)、澆筑工藝上采取嚴(yán)格的措施來(lái)保證。混凝土的原材料應(yīng)統(tǒng)一品種、統(tǒng)一規(guī)格、并有足夠儲(chǔ)量能夠滿足工程需求，配合比要根據(jù)澆筑溫度、砂石含水率等因素進(jìn)行及時(shí)調(diào)整并保證計(jì)量準(zhǔn)確。挑選熟練、有經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員，從布料方式、振搗間距、振搗時(shí)間、切縫、養(yǎng)護(hù)措施等方面形成一套標(biāo)準(zhǔn)的施工工藝。新柳南№4標(biāo)試驗(yàn)路段施工中，該試驗(yàn)路長(zhǎng)260 m，不封路施工，采用流水作業(yè)，路面縱向分板寬度為4 m。

4.4 施工注意事項(xiàng)

根據(jù)設(shè)計(jì)的傳力桿間距和埋設(shè)深度提前制作調(diào)試移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架，排式U型壓桿槽口做成圓弧面，直徑與傳力桿鋼筋直徑一致。

鋼模板安裝固定好后，提前將接縫位置標(biāo)記在“二布一膜”上，便于將移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架運(yùn)行至標(biāo)志好的接縫位置，實(shí)現(xiàn)傳力桿定型化快速安裝。

移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架應(yīng)事先調(diào)節(jié)好機(jī)器控制鋼絲繩的下降長(zhǎng)度，使傳力桿被震入深度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土面板厚的1/2。

移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架在正式下壓傳力桿時(shí)，應(yīng)提前預(yù)壓，在混凝土上留下傳力桿放置的印子，將傳力桿放置在該印子痕跡上再正式振動(dòng)、下壓傳力桿鋼筋。

放置傳力桿前，其中一端預(yù)先涂上防銹涂料。

傳力桿下壓前，應(yīng)調(diào)整移動(dòng)式整體下壓傳力桿排架兩側(cè)滾輪轉(zhuǎn)速，使桁架整體方向與施工路面平行，同時(shí)傳力桿應(yīng)平行放置在混凝土表面，正對(duì)排式U型壓桿，避免傳力桿被壓埋后偏位。

傳力桿埋設(shè)應(yīng)在混凝土攤鋪振搗后及時(shí)進(jìn)行，避免混凝土失水凝固導(dǎo)致傳力桿下壓困難，及混凝土漿水不能有效“回流”影響混凝土的密實(shí)性。［3］

5 結(jié)語(yǔ)

新柳南高速公路№4合同段位于柳州市柳江區(qū)境內(nèi)，項(xiàng)目總造價(jià)約達(dá)8.43億元。項(xiàng)目采用“混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法”，提高傳力桿鋼筋綁扎、安裝效率，節(jié)省成本約43.48萬(wàn)元，其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，解決了混凝土路面?zhèn)髁U安裝精度不高的問(wèn)題，提高了安裝速度，對(duì)路面寬度適應(yīng)性強(qiáng)。此工法具有較強(qiáng)的靈活性，制作簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)運(yùn)方便、易操作、對(duì)人工依賴少，是一種有助于降低施工成本，提高施工效率的施工工藝。本項(xiàng)目榮獲“廣西建筑業(yè)綠色施工示范工程”榮譽(yù)，本工法值得推廣與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳昊洲.水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)中增補(bǔ)傳力桿技術(shù)的應(yīng)用［J］.交通世界，2023（16）：68-70.

［2］朱啟明，付明星.剛性路面?zhèn)髁U設(shè)計(jì)及力學(xué)分析［J］.交通世界，2023（35）：89-91.

［3］王海軍.基于改進(jìn)型三輥軸機(jī)組攤鋪水泥混凝土施工技術(shù)研究［D］.蘭州：蘭州交通大學(xué)，2018.