机械摊铺工艺在客专特大桥桥面铺装中的运用

甄 文 　 涂 志

(中铁三局集团第四工程有限公司，北京　102399)



机械摊铺工艺在客专特大桥桥面铺装中的运用

甄 文 涂 志

(中铁三局集团第四工程有限公司，北京102399)

以某桥梁桥面保护层施工为例，介绍了混凝土机械摊铺工艺的特点、适用范围及原理，并从施工准备、C40纤维混凝土的拌制、摊铺等方面，对其工艺流程及操作要点进行了详细阐述，指出采用该工艺进行混凝土摊铺，可取得良好的经济及社会效益。

混凝土摊铺，摊铺机，保护层

1　概述

新建南宁至广州铁路为设计时速200 km的客运专线，线路为双线有砟轨道。其中南广铁路某标段重点工程剑麻大桥全长10.6 km，绝大部分为32.6 m预制箱梁，共327孔梁，架梁后桥面铺设防水卷材，防水卷材上铺设5 cm厚C40纤维混凝土保护层。

工程所在地沿线属中亚热带～南亚热带湿润季风气候区。常年气候温和湿润，阳光充足，雨量充沛，4月～9月暴雨较为集中，为汛期，对桥面防水施工有一定影响。为保证桥面混凝土保护层施工质量及施工进度，采用了德国维特根SP850型混凝土摊铺机进行混凝土摊铺。

2　工艺特点

2.1施工效率方面

机械摊铺能够确保摊铺的连续性，施工速度快，机械化程度高。在充足混凝土供应的条件下，每天可连续摊铺400 m。

2.2工程质量方面

1)混凝土路面的线性平滑，横纵坡度、厚度固定，能够通过自动找平装置控制混凝土顶面标高。

2)摊铺机上的高频振动振捣棒的作用下，混凝土粒料之间的摩擦阻力被有效减少，从而使混凝土密实更充分。

3)螺旋分料器由独立的分泵、正反转马达所组成的闭式循环系统控制，在摊铺作业中可将混凝土均匀地向两边分料，使混合料再次得到均匀拌和，同时有效的控制混凝土保护层的厚度。

2.3现场管理方面

传统多运用人工浇筑混凝土的施工方法，需要人工支模、浇筑、找平等工序繁杂，工程质量不易控制，需要的施工人员多，耗时长，效率低，整体操作性较差。而采用摊铺机摊铺，全部为机械化施工，作业区间短、工作效率高、人工投入少，更便于指挥管理。可以充分体现出文明施工，科学化管理的宗旨。

3　适用范围

由于本工艺连续施工的特性，特别适用于工期较为紧张的具有一定规模的铁路桥梁梁面混凝土保护层施工。

4　工艺原理

1)滑模式水泥混凝土摊铺机具有其自有的自动找平装置，正确设置基准线后，就可使摊铺成型后的混凝土路面线性、横纵坡度、厚度符合设计要求。

2)液力驱动的高频振动振捣棒通过控制液压油的流量实现振动频率的无极调节，振动效率高，能量传递均匀。

3)螺旋分料器由独立的分泵、正反转马达所组成的闭式循环系统控制，在摊铺作业中可将混凝土均匀地向两边分料。

5　施工工艺流程及操作要点

5.1施工准备

拌和站、混凝土摊铺机进行全面的维修检查与调试，混凝土摊铺机到场；靠尺、抹子、小推车等小型机具就位；防水卷材顶面有污染处进行清扫。在防水层铺贴完毕至少30 min后，方可进行保护层施工。

5.2C40纤维混凝土的拌制

1)采用120型双配拌和站进行C40纤维混凝土的生产，拌和站为电子计量、自动配料。每天开始拌和前后，拌和站操作人员均负责对拌和站的机械状况进行调试及检修，保证运转正常。

2)应在集料堆中部采用装载机进行送料、装料。如发生料堆底部滑坍粗集料集中现象，需进行现场掺拌后再上料。上料斗之间应设置挡板，用以防止大骨料滚落其他料斗中造成碎石级配的变化。

3)在正常拌和时，应设置专人对拌合箱下、皮带秤附近及下料仓处进行监视，一旦发现机械异常及故障应立即停拌，查找原因并予以修正。

4)试验人员在每天应检查以下项目：a.每天至少要上、下午各检查一次级配情况，检验其配比、集料级配、含水量是否变化。混凝土施工配合比要根据含水量变化及时通知拌和站进行调整。b.每车混凝土出场前试验人员均要对混凝土的外观质量及工作性能进行检验，检验不合格的采取措施进行改善，否则不允许出厂。

5)聚丙烯纤维网准确称量后由人工投放，每盘混凝土拌合时间不小于3 min，以使纤维拌合均匀。

5.3C40纤维混凝土的运输

1)混凝土采用混凝土罐车运输，每天罐车第一次装料前要加入少量拌合用水进行润罐，减少坍落度损失。每次混凝土罐车装料前要检查罐内有没存在剩余混凝土，如有则冲洗干净。

2)混凝土罐车在受料直至现场卸料的过程中，均保持罐体缓慢转动，保证混凝土工作性能。

3)混凝土罐车在进入施工区域前，设专人对罐车轮胎进行清扫，必须将轮胎上的杂物清理干净。罐车进出施工区域行车速度均不能大于5 km/h。梁面上每隔30跨设置一处倒车区，并安排专人指挥倒车。倒车区暂不施工桥面防水卷材，罐车从此区域倒行至摊铺机跟前。

4)卸料前罐车司机应加大油门，提高罐体转速，搅拌1 min左右再将混凝土放至摊铺机受料斗，保证混凝土和易性。

5)混凝土罐车驶回拌和站后再在指定位置进行冲洗，防止混凝土残渣四处污染。

5.4C40纤维混凝土的摊铺

5.4.1基准线设置

滑模式水泥混凝土摊铺机作业前需由技术人员设置好摊铺机基准线，正确架设基准线直接决定成型后的混凝土路面的线性、横纵坡度、厚度等几项重要指标。架设基准线需注意以下几点：

1)首先安装基准线支点，基准线支点采用可调螺栓牢固固定在桥梁两侧挡碴墙上，纵向间距直线距离不大于20 m，曲线距离不大于10 m。可根据现场实际适当进行加密。

2)固定基准线支点后，初步调整支点上的横向夹线臂，使其高度控制在距离铺设顶面90 cm～120 cm以上位置，在夹线臂夹口上放置基准线钢绳。

3)进行标高精确测量，然后根据测量结果精确调整夹线臂至准确位置并固定。使用紧线器拉紧夹线口上的钢绳，形成对摊铺机的导向控制。单侧基准线钢绳长度不宜设置过长，一般不超过305 m，以确保基准线的张拉应力准确性，基准线钢绳的张拉力不得超过1 kN。

4)为使基准线的标高以及线形符合要求，施工测量人员需对其进行复查。在夜间施工时，应在基准线桩的外围设置明显标志物进行警示，为防止基准线钢绳在摊铺作业过程中被误碰，确保混凝土保护层的平整度和平顺度，如果遇到隔夜摊铺施工，在次日摊铺作业之前必须重新对基准线标高及张力进行检查。

5.4.2施工前准备

混凝土摊铺作业前需对摊铺机上发动机、液压系统、螺旋分料器、振捣设备、切浆机及提升油缸等构件进行全面检查，以保证摊铺机良好的工作状态。防止和避免在摊铺作业过程中发生故障而被迫停机，导致未摊铺混凝土硬化对摊铺机产生的伤害，确保摊铺作业的连续性，质量稳定性。同时，还应对施工人员就位情况及其他小型机具进行检查确认。

5.4.3过程控制要点

1)振捣：振捣和压实直接影响到混凝土摊铺作业质量，是最为关键的工序。实践证明，对混凝土进行高频振动，能有效减小混凝土料粒之间的摩擦阻力，使其充分密实。摊铺机上采用液力驱动的高频振动振捣棒对混凝土振实，通过控制液压油的流量实现振动频率的无极调节，振动效率高，能量传递均匀。通常来说，高频振动的有效影响直径为450 mm左右，因此在维特根SP850摊铺机上设置了16根振捣棒，布置间距为150 mm+15×450 mm+150 mm。

2)螺旋分料器和切浆机：螺旋分料器由独立的分泵、正反转马达所组成的闭式循环系统控制，在摊铺作业中可将混凝土均匀地向两边分料，使混合料再次得到均匀拌和，同时有效的控制混凝土虚铺层的厚度，在混凝土布料时应注意混凝土不能超过分料器高度的2/3，否则对分料器的运转产生严重影响。在布料时采用混凝土输送车，可以左右摇摆卸料斗以达到对混凝土料位初始高度的控制。而采用自卸车倾倒时，很难掌握混凝土料位的高度，所以必须配备一台小型挖掘设备从旁辅助，确保混凝土均匀地平摊在摊铺机进料口前初始料位适中，避免对摊铺机造成过大负荷导致设备损毁或者横移。切浆机位于抹平板前缘以一定的频率上下往复运动，其作用是在经充分振捣后的混凝土虚铺层的面层压出一层薄浆以利于后续的抹平工序。在使用前，首先要对切浆机分泵流量进行控制来调整切浆机的运动频率和位置。由于在实际摊铺过程中使用的混凝土坍落度存在变化，因此在实际操作过程中可以使用手动控制阀门，调整溢流压力及频率变化。

3)摊铺机的走行控制：摊铺机走行速度不宜过快，走行前，松方控制板要适当提高，振捣棒低于振捣仓混凝土位时，开启振捣棒，振捣混凝土2 min～3 min后再缓慢向前行走。若水泥混凝土的坍落度稳定，摊铺机应缓慢、匀速、连续不间断行走并进行摊铺。摊铺过程应连续、匀速进行，要经常和搅拌站保持联系以控制到场混凝土的供应，严禁料多加速追赶或料不足时随意停机等待。当水泥混凝土的坍落度发生变化时，应先调整振捣频率，再调整变摊铺速度。

4)混凝土的质量控制：水泥混凝土搅拌质量直接影响混凝土表面平整度、粗糙度、使用年限等内在质量，因此应全方位控制混凝土的级配、标号、坍落度、添加剂等方面混凝土性能质量。

5)摊铺过程中接头的处理。在混凝土路面摊铺过程中常常有一些不可遇见的比如天气、机械临时故障及人为等因素造成摊铺机在作业过程中的间歇性停机，这样就会使停机前后所铺出来的混凝土路面产生错层，极大的影响了路面的平整度和摊铺品质。所以摊铺作业前要做充分的准备工作，从设备的机况检查和人员的调配上做系统的安排，从根本上消除造成摊铺停顿的内在因素，那么在遇到上述不可遇见的外在因素造成摊铺作业停止时，要及时确定原因，如遇下雨、混凝土输送环节出现问题时或者摊铺机本身不能正常工作将造成长时间停机的情况时，此时要果断的将摊铺机脱离施工现场，避免卡在硬化的混凝土层中从而对摊铺机造成严重损坏，同时在混凝土接头设置封头板采用人工方法对接头部分进行整平和抹光。如果是临时停机，则通知设备操作人员将摊铺机由自动状态切换到手动状态，同时关闭振捣器，保持发动机怠速运转。继续摊铺时要开启振动棒持续振动2 min～3 min，然后缓慢起步待脱离接头后保持正常速度前进，这时在接头部位会产生错层，可以用铝合金制4 m直尺进行纵向和横向修正，使过渡段的摊铺面层和前后段的平整度保持一致连续。

6　结语

此工艺摊铺表面平整度及横坡度控制良好，混凝土密实，施工速度快，机械化程度高，大量减少了施工人员及小型机具使用，有效防止交叉施工对防水卷材污染。通过该标段的试行施工，取得了良好的经济及社会效益，建议在今后的桥梁梁面保护层施工中广泛采用。

Application of mechanical paving technology in passenger-special extra-large bridge deck paving

Zhen WenTu Zhi

(ChinaRailway3rdBureauGroup4thEngineeringCo.,Ltd,Beijing102399,China)

Taking the bridge deck protecting layer construction as an example, the paper introduces concrete mechanical paving technology properties, application scope and working principles, specifically describes its technology procedures and operation points from aspects of construction preparation, C40 fiber concrete mixing and paving, and finally points out that: it has achieved great social and economic benefits in concrete paving by applying the above-mentioned technology.

concrete paving, paver, protective layer

1009-6825(2016)08-0191-02

2016-01-04

甄文(1969- )，男，工程师；涂志(1977- )，男，工程师

U443.33

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