悬索桥钢箱梁UHPC桥面铺装施工技术探讨

郭照辉

摘要：根据目前国内外对超高性能混凝土研究表明：UHPC桥面板的应用能有效解决钢桥桥面铺装层极易损坏和钢结构易出现疲劳开裂问题，具有良好应用前景，但是在实际工程中应用研究较少，施工研究成果欠缺，对此本文以建元高速公路项目红河大桥700m跨悬索桥钢箱梁UHPC桥面铺装施工为依托，归纳总结其施工组织、现场搅拌、浇筑和养护等环节的施工技术要求，为行业内类似工程施工提供参考与借鉴。

关键词：锚超高性能混凝土;桥面铺装;疲劳开裂;施工组织

1.引言

超高性能混凝土，简称UHPC（Ultra-HighPerformanceConcrete），也称作活性粉末混凝土，超高是指其具有超高的力学性能和超高的耐久性。UHPC的抗压强度是普通混凝土的4倍，抗折强度是普通混凝土的10倍，弹性模量是普通混凝土的1，2倍，徐變系数是普通混凝的15%。UHPC作为一种新型的材料，不仅可以减轻了结构的自重，而且能减少了钢材用量，增大结构刚度、稳定性和整体性。

本文以目前国内理论研究成果的基础上，以建元高速公路项目红河大桥700m跨悬索桥钢箱梁UHPC桥面铺装依托，归纳总结其施工组织、现场搅拌、浇筑和养护等环节的施工技术要求，为行业内类似工程施工提供参考与借鉴。

2.工程简介

本文载体为云南省红河州建元高速工程项目红河大桥700m简支钢箱悬索桥。钢梁为整体式流线型钢箱梁结构。钢箱加劲梁全宽29.5m，由顶板、底板、横隔板及纵腹板组成，中心线处梁高2.994m，顶板厚度12mm，外侧设置风嘴，桥面铺装层设计为50mm-UHPC和45mm-SMA-13，桥面总面积约16060m2。

3.施工组织

3.1 仓面区段划分

根据现场备仓情况，将16060m2的路面共划分为18个仓面，上下游仓面对称，单幅对称浇筑。18个仓面分为3个类型，分别为84m×11.5m，72m×11.5m和92m×11.5m。各仓面接缝处作为施工缝，施工缝必须间距钢箱梁节段连接缝距离5m以上，且在施工缝处增加S型异型钢板进行局部加强。UHPC桥面浇筑仓面划分如0所示：

3.2 主要施工设备配置

UHPC桥面布料、摊铺、整平施工采用超声波UHPC布料摊铺整平一体机;UHPC拌制采用立轴行星式搅拌机;UHPC拌合料运输采用3t叉车运;UHPC混合料上料采用25t汽车吊。主要施工设备配置如所示：

3.3拌和产能分析

针对目前UHPC施工相关数据欠缺问题，无行业规范数据参考，故现场进行了现场拌和试验，项目所使用的UHPC原材料为国外进口预拌的干混料配合比如0所示：

试验分析总结成果如下：

（1）完成1台机（0.87m3/台机）砂子及预混料的上料时间共计18分钟;

（2）砂子和预混料上料完成后搅拌3分钟，加入水和外加剂用时2.5分钟，再次搅拌4.5分钟，加入钢纤维用时3分钟，继续搅拌3分钟，即完成拌制过程用时16分钟;

（3）UHPC拌和料卸完至料斗中需4分钟;

综上所述，UHPC拌和料从上料至出机完成共需38分钟。

3.4拌和产能与铺装速度分析

根据现场试验段摊铺效果表明UHPC混合料浇筑后在平均32℃条件下喷雾保湿约30分钟会产生结皮现象，故应保证UHPC拌合料从拌和出机至浇筑整平养护等工序完成时间控制在30分钟内;而超声波UHPC布料摊铺整平一体机施工速度为15m/h，则单位时间内需要的UHPC拌和料体积V=11.5×15×0.05=1.125m3，而立轴行星式搅拌机（间歇式）一台机产量为0.87m3，折算为单位时间产量为1.37m3/h，为保证现场铺装，故配置2台搅拌机进行混合料拌和。

4.施工要点

4.1 施工流程

UHPC（超高性能混凝土的简称）高强度桥面板施工工艺流程如图所示：

4.2 桥面钢筋安装

桥面钢筋安装前，应对桥面进行清理，保证桥面无杂物、无污染，将长度为200mm～300mm的垫层钢筋沿纵向每隔2m平放一根在桥面上，横向不能留间隙，确保每根纵向钢筋底下均能有垫层钢筋，直径10mm，垫层钢筋横向放置。完成全部工作后采用钢直尺及水平尺等工具对钢筋网安装尺寸进行抽查检验，对不符合规定的地方进行重新绑扎安装。

4.3 S型加强钢板安装

按照分仓施工缝和图纸尺寸进行S型异型钢板定位焊接，焊缝尺寸符合图纸尺寸要求;焊后用样板自检合格，要求焊缝宽度均匀，表面美观。焊缝边缘与母材结合线必须熔合良好光滑过渡，不允许出现未熔合、裂纹、咬边等焊接缺陷;焊接时注意防风，每层每道施焊前，要清除灰尘及氧化渣皮，并清理焊缝表面油污，以减少气孔，消除边缘熔合不良现象;焊接设备要精细保养，经常检查气路是否漏气或其他故障，焊丝输送与导电装置及易损件是否完好，从焊接设备上保证少出现气孔及其他焊接缺陷;各焊工严格焊接自检，检查出焊后缺陷，必须立即处理，杜绝出现漏焊及不合格焊缝。

4.4 UHPC浇筑施工

UHPC混合料采用叉车进行运输，运输车通过桥面另一幅运输通道将装有UHPC的料斗运至浇筑区，运输通道区在桥面上垫方木，方木上铺设木板，铺设宽度2.5m。

采用25T汽车吊将料斗吊运至超声波UHPC布料摊铺整平一体机进料口进行卸料，一体机在布料铺装的同时振平功能启动边布料边行走、振动、收平。一体机自带振动板，在行走过程中将铺设好的材料振平收光，机器自带“前压脚板”，可以防止UHPC从设备行进前段过快溢出，保证均匀布料。UHPC拌制出机后采用叉车转运料斗进行运输，叉车通过桥面便道将装有UHPC的料斗运至浇筑区，打开料斗将UHPC材料卸载至一体机，通过一体机中螺旋轴把混凝土转送至布料机的另一端，一体机匀速前进，即可以把混凝土均匀布置于桥面上，一体机在布料铺装的同时振平功能启动边布料边行走、振动、收平。运行速度控制在0.5m/min～1.0m/min，施工过程中不能随意停止，整平振捣每5m对厚度进行检测，不足部分要及时补平，超高部分要铲平，并用人工收平，当遇到前方布料机出现问题，整平振捣机要停止前进时，要马上关闭振捣器。

4.5 二次收平覆膜养护

浇筑开始后，根据现场的搅拌量控制浇筑速度，确保连续浇筑，浇筑间隔不大于浇筑时UHPC表面的结皮时间。结合桥宽及搅拌效率，浇筑后及时进行二次人工收面、喷雾、覆膜，防止表面结皮影响外观质量。浇筑过的UHPC表面少量褶皱部位及一体机两端应专人收面作业，UHPC高强混凝土浇筑后在喷雾保湿的条件下表面约30分钟内会产生结皮现象，须在整平完成后立即进行收面作业，重点对局部褶皱起皮部位进行带水收面。考虑到整平机过后施工人员不能直接进入进行收面、局部区域可能的补料等工作，覆膜机上带有操作平台，可进行第三次收面，在收面时出现起皮现象适当喷雾洒水同时立即进行收面以保护UHPC表面平整度，局部区域补料使用手提式平板振捣器进行振捣振平。

UHPC每摊铺完成1m，应及时喷雾采用养生薄膜进行保湿养护，养生薄膜应搭接铺设，搭接宽度应大于20cm，并采用土工布覆盖;保湿养护过程中，应加强巡查力度，并做好记录，发现有缺水部位时，应及时补水养护。UHPC养护时间不宜少于7天，第一天养生采用塑料膜覆盖，养护温度不应小于10℃，覆盖后的薄膜须保证不被风吹走，现场采用重物施压（方木、模板）的方式覆压。常温养护1天后揭开塑料薄膜立即覆盖土工布，并且在养护期间保持土工布湿润（人踩在土工布上有水分析出为宜）。养护结束后方可进行下道工序的施工，养护期间同时做好成品保护工作。

5 UHPC桥面抛丸

主桥UHPC层施工完毕后应对其表面进行抛丸处理;沥青层与UHPC层之间应设置防水 粘结层。 抛丸处理前应清除UHPC表面的油渍、锈迹、杂物，积水等杂质，确保桥面干燥、洁净。 抛丸处理后确保UHPC表面具有良好的清洁度，无浮灰、浮浆、碎屑等杂物，并对桥面进行保 护，避免二次污染桥面。在面层施工前，抛丸施工不宜過早进行。如过早进行，不利于裸露钢 纤维的防锈蚀。UHPC与沥青铺装层之间应设置防水粘结层，避免雨水下渗并保证混凝土层与沥青层之间的有效粘结。

6 结语

本文以云南红河州建元高速红河大桥700m跨钢箱加劲梁UHPC桥面铺装实体工程为载体，介绍包括搅拌、浇筑和养护等环节在内的UHPC 施工技术要点，可知配合比设计与验证、指标检测、浇筑整平与喷雾保湿和覆膜养护间的衔接是做好UHPC施工质量控制的关键。