城市现浇箱梁顶板混凝土提浆整平关键技术

黄 为 梁

（中铁十七局集团第六工程有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

随着社会的发展，交通需求量不断上升，越来越多的现浇箱梁桥面应用于城市道路建设中。传统的梁面板混凝土浇筑施工工艺是由人工整平收面完成的，效率和控制水平较低，不能满足桥面平整度和坡率的要求。为了解决此问题，本文围绕激光摊铺机在现浇箱梁顶板混凝土浇筑和提浆整平中的应用进行研究，以此提升该项施工技术水平，保证桥梁施工整体质量。

1 工程概述

厦门市第二东通道工程A4 合同段主要以高架桥现浇箱梁施工为主，其中翔安西路互通主线桥共计19 联，起讫桩号为K30+611.900 ～K32+686.900，桥长2 075 m。上部结构为预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用花瓶墩、钻孔灌注桩基础。桥梁（31.5～38）m 跨为等高箱梁，（48+65+48）m 跨、（40+50+35）m 跨为变高等宽度箱梁，箱梁顶板厚度为25 cm～50 cm，底板厚度为22 cm～45 cm，腹板宽度为40 cm～80 cm；箱梁设计高程点为距主线路线设计线50 cm 处桥面铺装。桥面宽度为30 m～54 m，主线桥梁面宽度较宽。箱梁采用钢管柱+贝雷梁支架现浇法施工，采用商品混凝土。混凝土采用分层分段浇筑，先浇筑底、腹板至距离顶板50 cm 处，再浇筑顶板，单联现浇连续箱梁顶板浇筑混凝土方量较大，达到1 500 m3。

现浇箱梁施工前需进行地基处理与支架预压，以防止支架及基础不均匀沉降或非弹性变形造成箱梁顶面开裂。同时需对混凝土浇筑施工、预应力工程及混凝土养生等关键工序进行专项设计，从而提高箱梁整体施工质量。根据设计图纸及规范要求，箱梁顶面允许高差应控制在±0.5 cm，以便后续桥面铺装层施工与梁面更好结合。

2 梁顶混凝土平整度重要性

桥面防水层施工对于梁面的平整度要求较高，在采用传统的人工作业对梁面混凝土进行整平施工时，存在较多的不可控因素。例如混凝土的摊铺厚度不均匀、振捣不均匀等，易导致桥面混凝土收缩不一致，造成局部平整度控制不均匀，影响桥面施工整体质量。另外，工人的技术水平存在差异，也会对平整度造成较大影响，主要表现在振捣时间控制不均、小型摊铺机操作不熟练、收面时机掌握不当等方面。通过引进激光摊铺机，可对桥面混凝土进行一次性摊铺，提高摊铺的均匀性，同时，利用超声波智能控制系统，大幅提高梁面平整度的控制水平，使桥面混凝土施工的整体质量显著提升。通过实践证明，与传统的人工作业相比，采用激光摊铺机作业在桥面混凝土施工质量控制、施工效益提升、改善施工工艺等方面具有更加明显的优势。

因此，在现浇箱梁施工中，控制梁顶混凝土的平整度，对提高桥面防水层、铺装层的施工质量，进而提升桥梁整体施工质量具有重要意义[1]。

3 梁板摊铺施工技术

箱梁顶板混凝土施工及梁面平整度检测流程见图1。

图1 箱梁顶板混凝土施工及梁面平整度检测流程图

3.1 激光摊铺机

激光摊铺机是混凝土施工的一种新型机器（见图2），是在摊铺机基础上，安装激光、液压控制系统，通过振动刮板实现自动推料，利用激光测控系统控制标高，使之达到设计要求。采用轨行自动行走系统，振动频率为4 000 次/min，带动整个振动板同时对混凝土产生振捣作用。通过摊铺整平机，对浇筑混凝土刮平、提浆、压实，实现大面积摊铺整平。同时，在混凝土初凝后，采用驾驶型抹光机进行抹面找平，增加表面强度和密实度，提高桥面的平整度。使用激光摊铺机完成的混凝土浇筑面，平整度误差小、梁面整体性好、混凝土密实均匀，为后续桥面铺装施工质量控制奠定基础。

图2 激光摊铺机

3.2 行车轨道安装

摊铺机走形装置与门式起重机原理相似，采用梁面两侧布设行走轨道工钢。由于摊铺机自重较大，行车轨道安装在未浇筑的桥面上，需对轨道走形装置进行专项方案设计，以保证摊铺机行走的稳定性及操作的便捷性。轨道支撑系统主要由竖向支撑钢管、顶部可调托撑、行走钢轨及钢轨固定装置等四部分组成。竖向支撑钢管外径48 mm、壁厚3.5 mm，沿线路行进方向每间隔1 m 设置1 处支撑点，为满足支撑钢管的稳定性及受力要求，在箱梁腹板混凝土首次浇筑时进行预埋，钢管底部埋入混凝土浇筑面不少于30 cm。钢管顶部设置可调托撑，钢轨可直接坐落在可调托撑上，同时在每个支撑点处通过两侧钢筋进行加固，以保证走形系统的稳固。轨道底部距梁面钢筋约10 cm，防止钢轨触碰钢筋。摊铺机安装前，每3 m 测量轨道顶面标高，进行精调，确保钢轨标高满足要求。

箱梁混凝土施工完成后，拆除行车轨道，同时采用切割机切除预埋支撑钢管，避免影响后续护栏施工。

3.3 梁面标高控制

通过摊铺机自带的超声波+激光测控系统可以精确控制梁顶高程。该系统主要由发动机、操控面板、感应装置、液压阀组、振动马达、补料螺旋等组成。

箱梁混凝土摊铺施工时，激光发射器产生旋转激光，摊铺机自带的激光接收器接收到信号，由激光测控系统进行分析，其偏差反馈给整平机上灵敏的计算机控制系统，左右液压缸将调整刮板的高度，保证整平精度。混凝土激光摊铺机通过刮板将高出的混凝土带走并初步刮平，达到设计要求的标高。液压驱动振动马达产生高频振动，带动整个振动板对混凝土产生振捣。激光摊铺机找平不需要拉控制线，也不需要支侧模板来控制地面标高，而由摊铺机上的激光测控系统实时控制。施工时需确保激光发射器不受干扰，以保证铺筑后的梁面整体标高不受影响。

3.4 混凝土浇筑及收面拉毛

采用商品混凝土，由混凝土罐车运送至现场，根据梁面宽度及混凝土浇筑量，安排1 台～2 台汽车泵车浇筑。浇筑方式为分层、分段、对称浇筑。由人工配合汽车泵车布料，通过激光摊铺机前振动刮板推平混凝土，振动滚轴产生高频振动对混凝土进行振捣。通过观察梁面整平效果，调整振捣提浆遍数，确保混凝土振捣密实，梁面平整度达到要求。由于混凝土浇筑方量大，施工时间长，要确保后续有罐车在现场等待。浇筑过程中，同时检查及观测混凝土面标高是否在控制线范围内，若产生较大偏差，及时采取措施纠偏[2-3]。

待混凝土达到初凝状态后，采用自动拉毛机进行整幅梁面拉毛作业，避免由人工拉毛造成混凝土面拉毛深浅不一、不均匀的状态。

施工结束后，立即清理撒落在梁面上的混凝土、油污等杂物，对局部整平或拉毛不到位的部位进行处理（见图3）。

图3 混凝土收面（图片来源：作者自摄）

3.5 混凝土养护

待箱梁顶板拉毛完成后，在桥面上安装自动喷淋系统，同时覆盖土工布，进行喷淋养护。养护用水采用自来水，养护周期≥14 d。喷淋系统在需养护期安排专人值守，根据天气变化和养护效果调整喷淋时间，并及时填写混凝土养护记录表。

3.6 箱梁顶板平整度检测

养护结束后进行顶板平整度检测[4-5]。采用3 m直尺检测法对桩号K30+961.900～K31+101.900 第5联连续箱梁顶板进行平整度检测，要求允许误差±5 mm。每个检测断面测量10 个点，每处连续检测3 m，根据要求计算合格率，并计算10 个最大间隙平均值。通过对测量成果进行综合分析，梁面标高控制效果良好，满足设计及规范要求，平整度检测合格率达96.1%。平整度测试结果如图4 所示。

测试步骤：①沿桥梁纵向将3 m 直尺摆放在桥面上；②测量3 m 直尺底部与桥面间的最大间隙，记录相应数据，精确到0.2 mm；③确定下一个检测断面位置，并重复以上①～②步骤，直至所有断面测量完成。

平整度检测注意事项：测试之前应将测定位置处的污物清扫干净；应正确选择测试位置；检查打开的3 m 直尺尺身是否平直；连续检测时要注意首尾相连；测间隙时，保证塞尺检测处为最大间隙处。

4 技术特点

激光摊铺机施工具有以下特点。

1）标高自动控制：通过液压控制系统，预先设定双坡参数，由激光机电脑自动控制。在混凝土铺装过程中，根据现场施工情况，进行动态调整，严格控制梁面标高，降低人为因素或施工模板振动产生的误差。

2）桥面坡度调整：能够有效调整箱梁顶板混凝土浇筑的起拱度，实现对桥面的横坡及纵坡的双向控制。

3）提升振捣质量：通过摊铺机自身配备的高频振捣器，根据混凝土浇筑速度的不同，调整振捣频率，实现均匀振捣，提升整体振捣质量。避免因振捣不充分或过振引起的变形而产生应力集中，进而导致混凝土桥面板裂缝。

4）实现机械摊铺：通过摊铺机摊铺系统自动推料，减少人工成本的同时，大幅提高摊铺效率。

5）提高平整精度：根据梁面标高控制线，通过现场检查与复核，对误差较大的部位进行调整，可精确控制梁面整体平整度。

6）提升工作效率：以整体梁面30 m 为例，采用人工摊铺，每个作业面需要10 人，单班完成工作量在1 000 m2左右，而采用激光摊铺机5 人便可完成整体摊铺，单班完成工作量在2 500 m2～3 000 m2，显著提高了工作效率、节省了人工成本、提升了整体效果。

7）实现节能减排：人工摊铺使用的抹光机、振捣棒等设备多、持续时间长，能耗更高，而使用激光摊铺机能有效降低能耗，响应国家“节能减排”的要求。

5 结语

现浇箱梁顶板施工采用激光摊铺机，大幅提升了桥面施工质量和工作效率。桥面混凝土振捣充分，表面平整度满足要求，解决了人为操作施工带来的不确定因素，为后续铺装层施工奠定基础。同时，采用激光摊铺机自动化程度高，在降低人工成本、提高工作效率等方面效果显著。经检验，该技术具有较强的实用性，可在现浇箱梁顶板混凝土施工中应用和推广。