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1· 工程概况 光谷大桥(庙湖段)是武汉市八一路延长线上的一座大型市政桥梁,位于东湖风景区内,在设计之初就定位为景观桥梁,主桥为60 m 跨连续钢箱梁,标准路幅宽度:0.25 m 人行道护栏+4.5 m 人行道/非机动车道+1 m 设施带(包括路缘石)+15 m 机动车道+1 m 设施带(包括路缘石)+4.5 m 人行道/非机动车道+0.25 m 人行道护栏。公路道路等级:城市次干道Ⅰ级,设计行车速度:主线40 km/h。 2 ·工程设计 桥梁为异型钢桥墩+带拱架的连续钢箱梁,在桥面铺装选择时要综合考虑成熟可靠性、桥梁自重、施工复杂程度、结构重要性、气候特点和造价等因素。桥面铺装最主要作用之一即是保护桥面板及桥梁结构,而桥面铺装破坏的主要原因在于水和变形。当铺装混合料变形能力不足时,钢桥面铺装层发生开裂,地表水的侵入会导致钢桥面铺装发生更严重的破坏。因此,希望寻找到一种近乎零空隙的铺装混合料,使其既能变形又能防水,以此来综合解决钢桥面铺装荷载、变形和防水的问题。按此思路,经过多方论证,确定该钢桥桥面采用浇注式铺装结构,防水粘结层采用英国进口的Eliminator 防水粘结体系。该体系具有防腐、防水和粘结性;防水膜具有优良的韧性,能追随钢板的变形而变形,耐久性良好。 桥面铺装设计总厚度72 mm,结构自上而下为:35 mm 高弹改性沥青玛脂碎石(SMA10)+35 mm 浇注式沥青混凝土(GA10)+2 mm 厚Eliminator 防水粘结体系。桥面铺装结构示意,见图1;体系各层性能指标,见表1。 浇注式沥青混凝土采用改性沥青作为粘结料,保证混凝土在重载交通条件下不产生车辙,同时具有良好的延展性,保证浇注式沥青混凝土在桥梁挠曲变形和车辆荷载条件下不开裂。铺装层SMA 混合料采用高弹改性沥青玛脂作为粘结料,其具有良好的高温性能和优异的回弹变形能力,确保铺装层具有较长的使用寿命。 3 ·施工工艺 钢桥面铺装施工工艺流程:钢桥面喷砂除锈→滚涂防腐底漆→防腐底漆干固后,喷涂第1 层Eliminator防水层→第1 层防水层干固后,喷涂第2 层防水层→第2 层防水层干固后,滚涂胶粘剂→摊铺浇注式沥青混合料→洒布改性乳化沥青→摊铺SMA。 3.1 钢桥面喷砂除锈 喷砂前,应首先检查钢桥面板的外观,确保表面无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺等;用清洁剂或溶剂清洗钢桥面板表面直至无油污、尘垢为止。锋利的边角必须做成半径为2 mm 以上的圆角。 遇下雨、结露等气候时,严禁除锈作业。钢板温度应高于露点3 ℃以上,相对湿度≤85%。 磨料采用钢丸、钢质棱角砂,其比例通过试验确定。喷砂除锈后的钢桥面板表面应达到GB 8923—88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》标准Sa2.5的要求,粗糙度的要求必须达到Rz:50~100 μm。 3.2 Eliminator 防水粘结层施工 3.2.1 防腐金属底漆Zed S94 的施工 喷砂除锈检验合格后,在3 h 内施工防腐底涂层Zed S94,采用滚涂方式。Zed S94 的干燥时间视现场环境而定,温度10 ℃时的固化时间约为60 min。 3.2.2 Eliminator 防水层的施工 待防腐金属底漆Zed S94 固化后,喷涂Eliminator防水材料。Eliminator 防水材料含两种树脂组分(A和B)和一种催化剂,施工前先将催化剂加入B 组分充分搅拌均匀后,再加入A 组分进行搅拌后喷涂。分两层施工,每层湿膜厚度不小于1.2 mm,干膜总厚度不小于2 mm,待第1 层固化后,直接喷涂下一层。防水层施工,如图2 所示。 3.2.3 Tack Coat No.2 胶粘剂的施工 防水层喷涂结束并完全固化后,应立即施工Tack Coat No.2 胶粘剂,采用刷涂或滚涂方法施工。施工时,应用直尺或其他工具将胶粘剂与短期接头和搭接区分隔。待其完全固化后进行下一道工序施工。 3.3 浇注式沥青混合料(GA10)施工 在浇注式摊铺之前,应保持防水层清洁干燥,必要时应用吹风机进行吹风和干燥;对油迹的污染,应及时清除,杜绝油污存在。 由于浇注式摊铺需根据垫块和侧限挡板高度控制铺装层的平整度,因此,施工前应进行精确测量,准确定位侧限挡板的高度。运输车在进入施工现场前,应对其轮胎及底板进行清洗,防止运输车污染桥面。现场施工人员应穿上鞋套,以保证施工现场清洁。浇注式沥青混合料使用专门的运输设备(国外称为Cooker), 确保从拌合楼生产出来的混合料能不断被搅拌和加温。在Cooker 初次进料之前,应将其温度预热至160 ℃左右,同时在搅拌过程中让混合料升温至220~260 ℃。 浇注式沥青混合料是自流成型无需碾压的,运达后使用浇注式专用摊铺机摊铺。根据摊铺机及桥面宽度设定合理的摊铺宽度,尽量避免接缝位于行车道轮迹带内。 横向接缝处可采用喷火枪加热软化已施工接头,设置贴封条然后再继续施工;尽量减少纵向接缝。在人工施工部分,采用小推车将浇注式混合料运输至铺装区域,将混合料倒在桥面上,然后立即用铁锹将混合料大致平整,再人工用模板反复揉搓平整,随后撒布小碎石。 3.4 改性乳化沥青粘结层施工在铺装下层铺筑完毕之后,施工改性乳化沥青粘结层。改性乳化沥青粘结层用量为300~500 g/m2,改性乳化沥青粘结层在铺装面层混合料摊铺前一天施工,要求洒布均匀并基本满布。粘结层施工时应采取措施避免对相邻构筑物的污染。 4· 施工控制重点 该铺装结构共设置了2 道防水屏障:第1 道防水屏障由铺装下层GA 承担,第2 道防水屏障则由Eliminator 防水粘结体系来承担,确保对桥梁结构的保护。 与设施带结合部位,Eliminator 防水粘结层沿基座立面施工至铺装层的表面;铺装层与基座结合部分,采用嵌缝条密封,以防路面水下渗。浇注式沥青混凝土的纵幅施工缝中采用嵌缝条进行密封,依靠温度使其软化,与铺装层之间形成良好结合,达到防水的目的,如图3 所示。 已涂刷好的区域要进行保护,严禁油、油脂和脏物等的污染,对于小块Eliminator 防水层的修补施工、涂层的划破处理,采用手涂式涂膜。 5· 结语 本工程技术方案在设计阶段,经过多方案比较、专家论证、类似工程实地考察而确定最终方案,在施工阶段遵循“事前控制,过程监控和事后反馈”的原则。事前控制集中体现在原材料检测与质量控制、配合比设计与验证、试验段试铺与工艺确认等关键环节,从材料源头、材料设计初期和工艺初选加强控制,确保所用原材料和所设计的材料,如浇注式沥青混合料、SMA 沥青混合料和环氧抗滑铺装材料等符合设计要求。过程监控主要对施工过程的重要环节进行有效的控制,包括对钢板除锈、混合料拌和生产、运输、现场摊铺和碾压等过程进行监控。通过相应的检测手段,每道工序施工完成后,在进入下道工序施工前现场采用相应的检测仪器对施工质量进行平行检测,确保各个施工环节达到设计质量控制要求。事后反馈主要针对施工成品相关性能的检测,以数据说明最终的施工质量是否达到设计要求。通过上述质量控制措施,该桥梁桥面铺装工程质量得到了保证。该桥通车以来,运行良好,说明钢桥面铺装质量达到了预期效果。
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