信息化三維激光攤鋪機在橋面鋪裝工程中的應用

馮太坤

湖北交投建設集團有限公司 湖北 武漢 430000

橋面鋪裝層作為橋梁結構的重要組成部分，其工程質量和使用狀況直接影響到橋梁的通行能力和運營效率。然而，傳統工藝中存在著人力物力耗費過大，效率低下，施工質量難以保證等缺點。隨著智能化施工工藝的發展，瀝青路面三維激光攤鋪技術逐步成熟，并在工程實際中取得了良好的效果，對橋面混凝土施工技術方面提供依據[1]。本文旨在探索信息化三維激光攤鋪機在橋面鋪裝工程中的應用。

1 信息化三維激光攤鋪機的組成及優勢

1.1 三維激光攤鋪機構成

三維激光攤鋪機由三部分組成：三維激光控制系統、液壓升降系統、機械結構系統。三維激光攤鋪機采用電腦輸入設計高差的方式自動控制標高，確定實測原始點位置，由發射器發出信號，再由控制系統把激光接收器反射的信號轉換為液壓控制信號自動調整油缸高低，并根據編碼器感應系統實時跟蹤距離定位，實現標高自動調整[2]。三維激光攤鋪機構成如圖1所示[3]。

圖1 三維激光攤鋪機構成

1.2 三維激光攤鋪機優勢

（1）三維激光解決了二維平面激光無法自動定位邊坡的缺點，實現了激光自動定位，從而解決了混凝土橋面豎曲線變化不斷定位的問題。通過在設備中輸入高程和里程數據，實現了設備自動調整標程和豎曲線變化，使標高的精準度更高。

（2）依靠激光發射器發射信號，并通過兩側的激光接收器接收信號后傳輸到控制器，三維激光攤鋪機能夠實現整機的自動調整，極大地簡化了操作流程。

（3）整機設備采用震動熨平推板振搗，輥軸采用整體偏心擊打式二次振搗，振搗頻率高，振搗均勻，提漿效果好，見圖2。

圖2 三維激光攤鋪機施工

（4）攤鋪機采用桁架輥軸組合方式，可以根據橋面寬度組合，便于不同寬度橋面的組裝。整機遙控操作，并在整平板前安裝振搗推板，節約了人工成本。

（6）整機行走設計從安全角度出發，解決了兩側邊緣處施工人員防護安全問題。

2 信息化三維激光攤鋪機的實踐與應用

2.1 橋面銑刨、吹掃、沖洗

橋面開始銑刨、吹掃、沖洗，做前期準備工作。對橋面壓漿污染、砼不平整、油污及梁頂面砼拉毛不到位等問題，采用小型銑刨機和人工鑿毛的方式進行局部處理；銑刨時合理控制深度，保證頂板厚度滿足設計要求；遵照：一“鑿”二“掃”三“吹”四“沖洗”原則；驗收標準：無積塵、積水、浮渣、浮漿、砼松散等。

針對有積水位置，采用海綿吸水清理，防止后期空鼓隱患；銑刨完后發現作業面有裂縫，針對裂縫采取浸水清理后，采用賽柏斯溶液（水：賽柏斯=1：4）涂刷2遍，兩次間隔2小時，處理后進行鋼筋網片鋪設，防止后期鋪裝滲水問題。

2.2 鋼筋網片鋪設、架立筋設置

鋼筋網片搭接長度大于25cm（按照設計要求）、可以取消搭接部分單側2根縱向網片鋼筋，搭接范圍內需采用點焊及綁扎的形式進行固定；嚴格控制鋼筋網片位置。在梁頂按1m間距梅花形布置植入7cmφ10鋼筋，植入深度3cm；φ10鋼筋與鋼筋網片進行點焊，作為鋼筋網片的豎向支撐，植入鋼筋可采取梅花型或方格型布置，同時根據實際情況適量增加保護層墊塊，作為對豎向支撐鋼筋的輔助，確保鋼筋網片上口保護層符合設計要求，網片保護層偏差按0~-5mm進行控制。

2.3 三維激光攤鋪機的安裝和調試

（1）提前與現場工作人員協調，保證吊車、鋼絲繩及工人能及時到位，以提升工作效率。（2）在檢查設備及配件完整后，由吊車配合人工進行機架的安裝。（3）根據設備不同長度分布需要準備10/16平方3+2國標電纜線。汽油及清水、駕抹油箱容積為15升，兩臺駕抹至少準備92/95#汽油60升，橋面降溫、設備清洗以及養生需用清水至少50升。

2.4 模板安裝

在護欄內側安裝模板前，對模板面板進行清理，并均勻刷模板脫模劑、并在模板上采用雙面膠進行標高線標識，方便布料高度控制。

2.5 三維激光攤鋪機施工操作

（1）將標高數據輸入到設備電腦（電箱內有備用U盤，將高程表直接輸入到U盤即可）。（2）將發射器設立于設備正前方，并在護欄鋼筋上進行反光條粘貼，以更好接收發射器信號。（3）將設備調平，以進行基礎點定位。

郭沫若（1892～1978），原名______，四川樂山人，中國現代杰出的作家，______、______家、______家、社會活動家。1919年“五四運動”爆發后積極投身于新文化運動，代表作有詩集《______》《星空》，歷史劇《_______》《虎符》《棠棣之花》等。

2.6 混凝土澆筑

（1）混凝土現場坍落度設計值140—180mm，建議坍落度按照為175mm—180mm控制；混凝土配合比設計時，在滿足混凝土工作性能前提下砂率宜取下限值。采用每方混凝土摻一公斤聚丙烯纖維摻合料，用以提高混凝土的抗裂性能。（2）用高壓水槍對橋面進行二次清理，清除表面灰塵，砼澆筑前2小時灑水濕潤，保證梁體砼飽和吸水，澆筑施工過程中如存在局部“發白”情況，可采用機動噴霧器進行少量噴霧補水；混凝土澆筑時，原混凝土表面存在明顯積水部位需采用森林滅火器吹除，集中積水采用海綿布清除。（3）砼澆筑順序由低向高進行，每次澆筑長度宜按一聯進行分段施工。（4）采用汽車泵配合攤鋪輥軸進行布料，布料厚度應均勻一致，布料虛布高度一般高出設計高程15—20mm，長度以振搗刮板齊平為準。實際施工時防止因布料厚度過高導致輥軸整平過程中出現大量壓漿，局部砂漿密集的現象進行控制，提前布料以超出三輥軸5m為宜。（5）攤鋪機自帶振動刮板，攤鋪機輪子后方振搗不足的部位采用手扶式振搗尺進行振搗。同時，控制砼合理的振搗時間防止骨料下沉出現較厚浮漿層及振搗不密實現象；兩側攤鋪機行走為采用手扶振動刮尺配合振搗收面。（6）砼澆筑過程中安排專人進行過程檢查驗收、找平及補料，確保調平層飽滿、密實及表面平整[4]。（7）砼澆筑完成后采用手扶式抹光機和座駕式抹光機配合進行抹面收光，以座機式抹光機收光為主、手持式抹光機負責邊緣收光，過程中局部干燥部位采用噴壺噴灑少量水，確保收光質量；收面按照三次收面處理，以減少裂縫。（8）拉毛時采用拉繩配合塑料拉毛器進行，拉毛后嚴禁人員直接踩踏砼。

2.7 旋轉噴淋養護及成品檢測

（1）收面拉毛后頂面覆蓋土工布保濕養生，配備5t水桶采用旋轉噴淋定時灑水濕潤。（2）施工完成后對橋面鋪裝高程、平整度等進行測量，均滿足規范設計要求，平整度按照5mm控制，合格率達到90%精細化要求。

3 施工工藝及工藝控制要點

（1）工程施工前，三維激光攤鋪機操作手進行崗前培訓，能夠完全掌握并勝任獨立操作，三維激光攤鋪機操作員持證上崗。在質量管理工作中，落實崗位質量責任制，做到分工明確；

（2）濕接頭、濕接縫孔洞等施工作業已完畢，鋪裝層表面應無脫皮、印痕、裂紋、石子外漏等缺陷。除施工縫外，鋪裝層面應無干縮產生的裂紋。施工縫密貼、平整、無錯臺；

（3）橋面鋪裝混凝土施工前，對梁板頂面進行全面測量，以確保鋪裝層混凝土的設計厚度，鑿除浮碴、浮漿，清除泥土、石粉、油跡等雜物，并用高壓水沖洗干凈再用空壓機將水吹干；

（4）精確放樣與高程控制，保證橋面鋪裝混凝土標高的準確性和橋面鋪裝的厚度。在每個橋臺上引出1個高程控制點，并用全站儀在每個橋臺上設2個中線控制點。根據中線控制點準確放出橋面鋪裝混凝土和鋼筋的平面位置，彈出墨線；

（5）橋面鋪裝鋼筋采用D8冷軋帶肋鋼筋焊接網片，網片規格2.2m*12.1m，鋼筋網片搭接長度25cm，按照要求鋼筋網片橫向鋼筋朝下布置，鋼筋網片擺放位置為縱向與橋軸線平行，橫向與伸縮縫平行；

（6）在梁頂按1m間距梅花形布置植入7cmφ10鋼筋，與鋼筋網片進行點焊，作為鋼筋網片的豎向支撐，植入鋼筋可采取梅花型或方格型布置，同時根據實際情況適量增加保護層墊塊，作為對豎向支撐鋼筋的輔助，確保鋼筋網片上口保護層符合設計要求；

（7）橋面泄水孔的進水口應略低于橋面面層，其數量不得低于設計要求，泄水孔下周圍10m范圍有房屋、通道的，一律設置引水管道至橋下排水溝；

（8）混凝土橋面鋪裝時應讓開伸縮縫安裝位置，預留槽在瀝青混凝土鋪裝之前，應用低標號砂漿填平，縫底墊襯板；

（9）兩側模板一定要用定型模板保證，模板與模板間的間隙一定要用玻璃膠封死，以防漏漿，保證鋪裝層厚度、線性、平整度；

（10）嚴把原材料及半成品的質量關，各種原材料有出廠合格證，原材料的材質、規格、型號符合規范要求，及時送試驗室進行試驗。砼為C50聚丙烯砼，嚴格按照C50聚丙烯砼設計配合比；

（11）攤鋪混凝土：在安裝調試等準備工作就緒后開始攤鋪，在撒料時盡量保持均勻，下料的厚度在下料開始時要略微超過標高線15mm左右保證能達到標高，在后續下料時可使厚度小些因為會有余料被推到后方。采用反復多次攤鋪來優化攤鋪效果，保證橋面平整度；

（12）混凝土攤鋪整平以后，用駕駛型抹光機進行收面工作，保證其平整效果；

（13）做好三維激光攤鋪機保養工作，無關人員不得在駕駛臺上停留或上下攤鋪機。在彎道作業時，注意防止攤鋪機脫軌。停機處應平坦，并用支墊牢固的木塊墊起機體。施工完畢后及時將激光接收器和發射器手持接收器收回到包裝箱里面。清理粘附在設備上的水泥混凝土，保證下次施工運轉順暢。

4 傳統工藝與三維激光攤鋪機對比

表1 新舊工藝各自優缺點對比表

5 經濟效益對比

表2 120×15.5m橋面鋪裝兩種不同施工工藝經濟效益對比

6 結論

本文著重圍繞信息化三維激光攤鋪機的在橋面鋪裝工程中的應用，提出了一些具體的工作方法，有效地解決了橋面鋪裝過程中人為做軌道所產生的高程誤差，實現了標高的自動精準調整，從而可以全面提升橋梁表面鋪裝工程的質量。在橋面鋪裝工程量超過3km的條件下，推薦采用三維激光攤鋪機進行攤鋪，在提高工效的前提下，同時又降低了安全施工風險，解決了大面積鋪裝施工的難題。