混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法

摘要：在水泥混凝土路面中，為了保證相鄰面板之間能夠傳遞行車荷載，防止錯臺，避免混凝土路面出現(xiàn)不均勻沉降，往往需要在混凝土面板橫向縮縫的位置上布設(shè)傳力桿。文章以廣西新柳南高速公路№4項目為例，采用移動式整體下壓傳力桿排架式裝置設(shè)計及加工，實現(xiàn)整體布筋，以滿足快速布設(shè)傳力桿的需求；智能化傳力桿定型快速安裝，自行行走實現(xiàn)整體機械化運轉(zhuǎn)，滿足質(zhì)量控制的需求，后期可升級為槽形裝置自動下放傳力桿鋼筋；傳力桿布設(shè)固定間距及高程調(diào)整裝置，在移動式整體下壓傳力桿排架設(shè)置傳力桿間距及高程調(diào)整的卡槽，滿足精準(zhǔn)控制距離及埋設(shè)深度的定型化快速安裝需求。

關(guān)鍵詞：擴建；混凝土路面；傳力桿

U416.216A210673

0 引言

長期以來，水泥混凝土路面的傳力桿施工廣泛采用的是人工插入鋼筋法，此工藝在施工過程中出現(xiàn)布設(shè)用工多、速度慢、定位精度低等問題［1］，使傳力桿在混凝士中所起的作用和面層整體使用壽命都會受到影響。

廣西新柳南高速公路№4項目是高速公路出口與鎮(zhèn)上的連接線，大部分路段屬于舊路擴建，設(shè)計為混凝土路面。該路段車流量大，不具備封路條件，必須邊施工邊開放交通，對混凝土施工質(zhì)量要求高，給施工單位提出了新的挑戰(zhàn)。

為保證施工質(zhì)量和進度要求，通過技術(shù)探討和研究，決定采用一種移動式整體下壓傳力桿排架對傳力桿定型化快速安裝來解決以上問題。

移動式整體下壓傳力桿排架式裝置設(shè)計及加工，實現(xiàn)整體布筋，以滿足快速布設(shè)傳力桿的需求。智能化傳力桿定型快速安裝，自行行走實現(xiàn)整體機械化運轉(zhuǎn)，以滿足質(zhì)量控制的需求，后期可升級為槽形裝置自動下放傳力桿鋼筋。傳力桿布設(shè)固定間距及高程調(diào)整裝置，在移動式整體下壓傳力桿排架設(shè)置傳力桿間距及高程調(diào)整的卡槽，以滿足精準(zhǔn)控制距離及埋設(shè)深度的定型化快速安裝需求。

經(jīng)提煉總結(jié)形成“混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法”，并取得專利1項：自行移動式整體下壓傳力桿排架（專利號：202220406123.5）。本工法適用于水泥混凝土路面橫向縮縫的傳力桿定型快速安裝施工。本文就如何實施該工法進行詳細闡述。

1 本工法的特點

1.1 安裝便捷、效率高

采用移動式整體下壓傳力桿排架對傳力桿定型化快速安裝施工，可實現(xiàn)行走方便，操作簡單。將排架運行至提前標(biāo)記的位置（每隔4.5 m標(biāo)記一處位置），然后利用排架上設(shè)置好橫向間距的U型壓桿將傳力桿準(zhǔn)確、快速地下壓到設(shè)計規(guī)定的深度。移動式整體下壓傳力桿排架向前移動速度快，傳力桿下壓效率高，對工人技術(shù)水平依賴小，不需要花費過多的時間來安裝傳力桿鋼筋，極大地提高了工作效率。

1.2 成本低、用工少

本工法工藝簡單，可以重復(fù)利用且轉(zhuǎn)場容易，不需要大型轉(zhuǎn)運機。施工過程所需作業(yè)人員少，可以較大地節(jié)省人力及施工成本?？商岣邆髁U鋼筋綁扎、安裝的75%的工作效率，大大加快了施工進度。

1.3 質(zhì)量好、有保證

本工法的定型快速安裝，能夠消除人為操作因素影響，確保埋設(shè)在混凝土內(nèi)的傳力桿間距和深度符合設(shè)計要求，質(zhì)量得到保證。

2 工藝原理及工藝流程

2.1 移動式整體下壓傳力桿排架設(shè)計

本設(shè)備為自主研發(fā)設(shè)計，能實現(xiàn)傳力桿的分散布筋、調(diào)整安裝高度、混凝土振搗、自動行走等功能。見圖1～2。

2.2 行走控制

電源開關(guān)控制三相異步電動機，電動機與BWDO擺線針輪減速機組合在一起，通過鏈條將減速機、滾輪連接在一起，以達到整體桁架前進、后退行走的功能。

2.3 排架升降控制

通過安裝在桁架上電動機及WPA80渦輪桿減速機順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，從而帶動安裝在減速機上的鋼絲繩，鋼絲繩兩端與排架兩端采用卡扣固定，以達到控制排架，實現(xiàn)提升或下放的作業(yè)功能。

2.4 埋置傳力桿間距控制

排式U型壓桿間距根據(jù)設(shè)計圖紙橫向30 cm/道固定在壓架主橫梁上，施工過程中根據(jù)壓桿壓在水泥混凝土面層上的印子放置傳力桿鋼筋，各傳力桿間距誤差可有效減小或規(guī)避。

2.5 埋置傳力桿深度控制

施工前，通過調(diào)整鋼絲繩的長度控制傳力桿壓架下放的具體深度，在這一過程中通過壓架上安裝的三相附著式混凝土振動器進行振動，從而通過壓架上調(diào)節(jié)固定好的U型壓桿將傳力桿鋼筋振動、下壓到指定的深度標(biāo)高位置。見圖3。

3 操作要點

3.1 移動式整體下壓傳力桿排架制作與調(diào)試

混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法/羅永貴

移動式整體下壓傳力桿排架經(jīng)設(shè)計圖紙由專業(yè)廠家采用角鋼、槽鋼等鋼材進行加工制作、焊接而成，主要包括有電源開關(guān)控制箱、三相異步電動機、減速機、滾輪、小滑輪、鋼絲繩，附著式振動器等［2］。在這一過程中首先要保證固定架的整體剛度及穩(wěn)定性，排架伸縮裝置（在板寬4～5.5 m伸縮）能夠根據(jù)施工幅寬自由伸縮。

排架底部通過電動機、減速機、鏈條、滾輪進行前后移動調(diào)整，滾輪位置緊貼于鋼模板上。排架上部由WPA80渦輪渦桿減速機通過鋼絲繩與小滑輪的作用力帶動壓架的整體升降。底端設(shè)置排式U型壓桿，根據(jù)傳力桿鋼筋縱向長度前后各設(shè)置一排壓架且相互平行，排式U型壓桿槽內(nèi)側(cè)與傳力桿鋼筋直徑一致，通過振動下壓對傳力桿進行下壓至設(shè)計深度內(nèi)。移動式整體下壓傳力桿排架制作完成后進行行走、排架升降、振動器等方面的調(diào)試，直到各部件工作正常后方可移至施工場地進行施工。［3］

3.2 混凝土運輸及排架行走控制

拌和：嚴(yán)格控制含水量，實測砂、石子的含水量，由工地試驗確定施工配合比；每盤料的總攪拌時間宜為80～120 s，純攪拌時間≥40 s；水泥混凝土拌和物應(yīng)嚴(yán)格控制坍落度為80～120 mm（過程中試驗室跟進檢查坍落度及損失率、泌水率、隨時觀察是否有離析）。

運輸：混凝土采用10～15 m3的自卸車運輸，車輛裝料前清潔車廂、灑水潤壁、排干積水，運輸過程中防止漏漿及污染；倒車過程中安排專人指揮到位，避免碰撞模板、設(shè)備等。

攤鋪：自卸車分段卸料及采用小型挖掘機均勻分布，布料應(yīng)與攤鋪速度適應(yīng)，必須有專人指揮車輛均勻卸料在攤鋪寬度范圍內(nèi)；卸料分多次，采用人工配合挖掘機布料（挖掘機不得在兩布一膜上過大移動、卸料前需將土工膜淋濕，以不積水為準(zhǔn)）。

振搗：配備一臺安裝插入式振動棒組的排式振搗機，振搗棒為50 mm，中間振搗棒的間距控制在50 cm，至模板邊緣的距離為20 cm，避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿；拌和物布料長度達到10 m時開始振搗作業(yè)，每次移動間距≤50 cm；振搗棒在每一處的持續(xù)振搗以表面不再冒氣泡和泛水泥漿為限，隨時檢查振實效果、模板、拉桿、傳力桿和鋼筋網(wǎng)的移位、變形、松動、漏漿等情況，并及時糾正。

排架行走控制：排架電源開關(guān)控制三相異步電動機，電動機與BWDO擺線針輪減速機組合在一起，通過鏈條將減速機、滾輪連接在一起，以達到整體桁架前進、后退行走的功能。

3.3 移動式整體下壓傳力桿排架快速安裝

移動式整體下壓傳力桿排架運行至橫向縮縫位置（排架邊線與事先標(biāo)記在“二布一膜”上的邊線對齊），在攤鋪及振搗好的混凝土頂面通過排架下壓留下的槽印上由人工放置傳力桿鋼筋，實現(xiàn)傳力桿定型化快速安裝。

3.4 傳力桿排架升降控制

以電力驅(qū)動三相異步電動機及WPA80渦輪桿減速機下放排架，排架U型壓桿口正好在垂直方向?qū)?zhǔn)傳力桿鋼筋；同時在三相附著式混凝土振動器的振動作用下，U型壓桿底下的傳力桿鋼筋被壓入混凝土中至設(shè)定好的深度。

3.5 埋置傳力桿間距控制

排架下壓過程中通過壓桿進入混凝土中留下的水泥印復(fù)核壓入的深度。依次循環(huán)至下一橫向縮縫傳力桿鋼筋的埋置作業(yè)，未來可進一步升級為槽形裝置自動下放傳力桿鋼筋至混凝土面，取代人工將傳力桿鋼筋放置在指定位置這一步驟工序，再桁架下壓將傳力桿鋼筋埋置指定深度標(biāo)高。

3.6 三輥軸整平、飾面

在移動式整體下壓傳力桿排架的后方，用三輥軸整平機按作業(yè)單元分段整平，刮除的砂漿不能再用于路面內(nèi)，上一作業(yè)單元的水泥砂漿不得向下一個作業(yè)單元推趕。三輥軸整平后，先采用刮尺縱向不少于3遍、橫向不少于2遍精平，再采用旋轉(zhuǎn)抹面機密實精平飾面2遍及以上，直至平整度符合要求。鋼模板上的砂漿必須清理干凈，避免拆模時產(chǎn)生崩邊。

4 質(zhì)量控制措施

4.1 測量放線、模板安裝工程

直線段每10 m一樁，曲線段每5 m一樁。橫向縮縫必須與路中心線垂直，并對每個裝點進行高程測量，將實測數(shù)據(jù)計算以供模板頂面標(biāo)高控制。

模板安裝：模板采用鋼模板，模板高度比混凝土板設(shè)計厚度低2 cm，所低部分采用小塊模板進行調(diào)整。模板應(yīng)固定牢固，不得出現(xiàn)推移、變形、跑模等現(xiàn)象；模板固定后，底部空隙處采用略干砂漿進行填堵，封底砂漿不能侵入路面結(jié)構(gòu)層。在模板內(nèi)側(cè)自上而下放置薄膜，從而避免出現(xiàn)過大漏漿現(xiàn)象。模板安裝線型圓弧、順直，相鄰模板連接應(yīng)緊密平順不得錯茬與錯臺。在模板安裝過程中，各相鄰模板接頭均通過三米尺控制平整度≤2 mm。

4.2 傳力桿定型化快速安裝

傳力桿布設(shè)固定間距及高程調(diào)整裝置，在移動式整體下壓傳力桿排架設(shè)置傳力桿間距及高程調(diào)整的卡槽，以滿足精準(zhǔn)控制距離及埋設(shè)深度的定型化快速安裝需求。

攤鋪好的混凝土經(jīng)振搗后，移動式整體下壓傳力桿排架運行至橫向縮縫位置，傳力桿放置間距已在工廠加工時已固定好，可確保滿足要求。

排架U型壓桿在振搗過后的混凝土面層上下放，確定傳力桿鋼筋安放的位置，留下印子。排架提升，人工快速放置傳力桿在混凝土面層的印子上，放置傳力桿完成后，再次下放排架及啟動附著式混凝土振動器，直至排架不在下沉為止，一般控制振搗時間為10 s，實現(xiàn)傳力桿定型化快速安裝。

振搗下壓完成后，提升排架量測壓桿印子深度來復(fù)核下壓的深度是否滿足。對于不滿足深度要求的，立即調(diào)整位于排架上的鋼絲繩長度，以此確定傳力桿的埋置深度。

4.3 混凝土澆筑工程

混凝土的質(zhì)量要嚴(yán)格從原材料的選用、外加劑的選用和試驗、脫模劑的選用、養(yǎng)護、澆筑工藝上采取嚴(yán)格的措施來保證。混凝土的原材料應(yīng)統(tǒng)一品種、統(tǒng)一規(guī)格、并有足夠儲量能夠滿足工程需求，配合比要根據(jù)澆筑溫度、砂石含水率等因素進行及時調(diào)整并保證計量準(zhǔn)確。挑選熟練、有經(jīng)驗的作業(yè)人員，從布料方式、振搗間距、振搗時間、切縫、養(yǎng)護措施等方面形成一套標(biāo)準(zhǔn)的施工工藝。新柳南№4標(biāo)試驗路段施工中，該試驗路長260 m，不封路施工，采用流水作業(yè)，路面縱向分板寬度為4 m。

4.4 施工注意事項

根據(jù)設(shè)計的傳力桿間距和埋設(shè)深度提前制作調(diào)試移動式整體下壓傳力桿排架，排式U型壓桿槽口做成圓弧面，直徑與傳力桿鋼筋直徑一致。

鋼模板安裝固定好后，提前將接縫位置標(biāo)記在“二布一膜”上，便于將移動式整體下壓傳力桿排架運行至標(biāo)志好的接縫位置，實現(xiàn)傳力桿定型化快速安裝。

移動式整體下壓傳力桿排架應(yīng)事先調(diào)節(jié)好機器控制鋼絲繩的下降長度，使傳力桿被震入深度達到設(shè)計混凝土面板厚的1/2。

移動式整體下壓傳力桿排架在正式下壓傳力桿時，應(yīng)提前預(yù)壓，在混凝土上留下傳力桿放置的印子，將傳力桿放置在該印子痕跡上再正式振動、下壓傳力桿鋼筋。

放置傳力桿前，其中一端預(yù)先涂上防銹涂料。

傳力桿下壓前，應(yīng)調(diào)整移動式整體下壓傳力桿排架兩側(cè)滾輪轉(zhuǎn)速，使桁架整體方向與施工路面平行，同時傳力桿應(yīng)平行放置在混凝土表面，正對排式U型壓桿，避免傳力桿被壓埋后偏位。

傳力桿埋設(shè)應(yīng)在混凝土攤鋪振搗后及時進行，避免混凝土失水凝固導(dǎo)致傳力桿下壓困難，及混凝土漿水不能有效“回流”影響混凝土的密實性。［3］

5 結(jié)語

新柳南高速公路№4合同段位于柳州市柳江區(qū)境內(nèi)，項目總造價約達8.43億元。項目采用“混凝土路面?zhèn)髁U定型化安裝工法”，提高傳力桿鋼筋綁扎、安裝效率，節(jié)省成本約43.48萬元，其各項性能指標(biāo)符合設(shè)計要求，解決了混凝土路面?zhèn)髁U安裝精度不高的問題，提高了安裝速度，對路面寬度適應(yīng)性強。此工法具有較強的靈活性，制作簡單、轉(zhuǎn)運方便、易操作、對人工依賴少，是一種有助于降低施工成本，提高施工效率的施工工藝。本項目榮獲“廣西建筑業(yè)綠色施工示范工程”榮譽，本工法值得推廣與應(yīng)用。

參考文獻：

［1］陳昊洲.水泥混凝土路面養(yǎng)護中增補傳力桿技術(shù)的應(yīng)用［J］.交通世界，2023（16）：68-70.

［2］朱啟明，付明星.剛性路面?zhèn)髁U設(shè)計及力學(xué)分析［J］.交通世界，2023（35）：89-91.

［3］王海軍.基于改進型三輥軸機組攤鋪水泥混凝土施工技術(shù)研究［D］.蘭州：蘭州交通大學(xué)，2018.