自动化设备在桥面保护层施工中的应用

任清立

摘 要：自动混凝土摊铺、收面及喷淋养生工艺技术是桥面混凝土保护层实现标准化作业、自动化生产，确保桥面混凝土保护层施工质量关键技术之一，结合工程实际特点进行设置，基本实现了桥面保护层混凝土摊铺、收面及养生过程的自动控制，大大降低了劳动强度，提高了生产效率，节约了工程造价。该文以徐盐铁路Ⅲ标睢宁制梁场桥面系施工为依托工程，对采用自动摊铺、收面及养生工艺情况进行总结改进，为类似工程提供借鉴。

关键词：混凝土保护层 施工工艺 自动摊铺 收面机 喷淋养生

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（b）-00-03

1 工程概况

新建徐盐铁路XYZQ-Ⅲ标，起址里程DK83+182～ DK114+667，正线长度31.526km。

睢宁制梁场地处江苏省徐州市睢宁县梁集镇境内，占地155亩，承担718孔简支箱梁预制及桥面保护层、防水层施工。

2 自动摊铺机、收面机及养护系统的选择及应用

以往对于桥面系保护层混凝土摊铺、收面及养生一般采用人工摊铺和自制平板震动器整平、人工收面及洒水养生的方式进行施工，劳动力投入大，效率低下，操作过程中因受操作者质量意识和工作态度的影响，常出现混凝土摊铺不均匀、排水坡度不标准、平整度超标、收面不光滑、漏养及养护不到位等现象。

针对保护层施工工程量大，上海铁路局要求较高等特点，梁场从箱梁顶板混凝土提浆整平机及梁体翼缘板喷淋系统中得到启发，通过前期的调查研究，经过多次和厂家沟通、协商、不断总结，最终采用提浆整平机加螺旋的方式进行混凝土摊铺；自动收面机进行混凝土收面；自动喷淋小车进行混凝土喷淋养生，此种施工方法及相应的机械设备配置最为便捷和经济，其优点为混凝土摊铺均匀、快速，收面平整、光滑，养护效果显著，自动化程度高，劳动力投入少，节约成本，满足桥面保护层施工标准化、规模化的要求，保证了保护层施工质量。

3 保护层施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

防水卷材铺设→混凝土拌制和运输→混凝土灌注、收面→切缝→混凝土养护→防水涂料封边及灌缝。

3.2 施工方法

根据设计要求，保护层采用C40细石纤维混凝土，厚度60mm。混凝土由梁场拌和站进行拌制，通过梁场60t提升机由罐车运输至施工现场，采用自动摊铺机摊铺，自动收面机进行收面，喷淋小车洒水養身。混凝土拌制及运输严格按照审批的施工方案进行施工，严格控制各项温度。

3.2.1 施工准备

（1）技术准备。

①图纸会审：总工程师组织工程技术部、试验室等相关部人员熟悉图纸及有关设计资料、准确理解设计意图，并到现场复核，发现问题及时上报有关单位。

②做好技术交底：根据报批的保护层施工方案，向施工作业队进行技术交底。

③制定项目技术、安全质量等管理制度，编制作业指导书。

④制定施工安全保证措施，提出应急预案。

⑤对施工人员进行施工技术、质量和安全培训，培训合格后方可上岗。

（2）施工现场准备。

①机械设备：自动摊铺机、收面机、喷淋小车等机械设备均完成进场报验。

②施工用电：施工电源由线下临时供电干线引入，同时配置功率25kW、10kW发电机作为临时备用电源。

③养护用水：养护用水采用混凝土拌和用水。

④养护设施：喷淋设备、土工布、塑料薄膜及水管配置齐全，满足混凝土养护要求。

（3）物资及试验准备。

①水泥、河砂、纤维等所用原材根据相关要求及时进行了委外检验，进场取样检验合格。

②混凝土配合通过计算、试配、调整和试验，已选定满足施工要求的配合比，并通过审批。

3.2.2 防水卷材铺装质量验收

防水卷材采用氯化聚乙烯（L类，厚度1.8mm）和附加层（δ=0.5mm）防水卷材，按设计要求进行铺装，铺装后经自检及监理工程师验收合格后方可进行混凝土摊铺。

3.2.3 混凝土拌合与运输

混凝土由梁场拌和站进行拌制，通过梁场60t提升机由罐车运输至施工现场，摊铺前应对混凝土坍落度、含气量等相关性能进行检测，同时测量各项温度，做好记录。

3.2.4 混凝土摊铺

（1）采用罐车运输，人工布料方式进行桥面保护层混凝土灌注，布料要慢速、均匀（见图1）。

（2）混凝土浇筑后，采用自动摊铺机进行摊铺、提桨、整平，同时人工进行泄水管口处混凝土处理（见图2）。

3.2.5 混凝土收面

混凝土初凝后，采用自动收面机对混凝土进行第一次收面，目的是先对混凝土进行提桨、整平，待提出的混凝土浆初凝后进行第二次收面，收面完成后去掉收面机的磨盘再次进行三次收面、磨光。

3.2.6 切缝

根据设计要求，保护层纵向每隔4m设横向断缝，在梁体中心线处设纵向断缝，断缝宽度10mm、深约10～20mm，切缝时间不超过收面后12h。切缝前先按切缝间距弹出墨线，断缝后期用聚氨酯防水涂料填塞。

3.2.7 混凝土养生

切缝后及时铺盖土工布，采用自动喷淋小车，沿挡砟墙行走进行自动喷淋养生，养生后及时塑料薄膜保湿，养生时间不少于14d（见图4、图5）。

3.2.8 封边、灌缝

混凝土养生完毕后，按设计配比配制聚氨酯防水涂料，对切缝进行灌缝及保护层与挡砟墙接缝处进行封边处理，封边宽度不应小于80mm，涂刷厚度不应小于2mm。

3.3 操作要点

（1）罐车布料要均匀，厚度要适中。布料不均匀需要大量劳动力初步平整混凝土，浪费劳动力、降低施工效率。

（2）严格控制混凝土质量。混凝土性能是决定施工进度及质量的关键因素，坍落度较小、和易性差不利于摊铺，坍落度较大摊铺后易在表面形成浮浆，不利于混凝土收面且易产生收缩裂，不利于质量控制。

（3）严格控制保护层厚度。混凝土太薄不满足设计要求，超厚浪费原材料、增加成本。采用水准仪根据基准点对每孔保护层厚度进行测量，确保厚度满足设计要求。

（4）切缝要及时。切缝一般控制在收面后12h内完成。

（5）养生质量。混凝土养生质量也是控制保护层质量的关键，由于保护层厚度较薄易开裂，养生不及时、漏养或者不按设计时间进行养生，均易导致混凝土后期的开裂，给施工质量带来严重隐患。

4 自动摊铺、收面及喷淋养生的特点

（1）施工质量高。根据保护层设计标高及排水坡度调整滚筒高度，摊铺快速、厚度均匀、排水坡度精准；自动收面机收面，快速、表面平整、光滑；自动喷淋养护，养护效果显著，防止混凝土开裂。

（2）自动化程度高。混凝土摊铺采用自动摊铺机、收面采用自动收面机、养生采用自动喷淋小车自动养生，自混凝土摊铺到养生基本实现了自动化控制。

（3）提高劳动生产率。1孔32m箱梁施工，采用自动摊铺机摊铺只需40min，采用自动收面机收面需要60min，自动喷淋小车只需施工人员定时加水及操作，喷淋只需5min，满足一个班组1天施工8～12孔的要求，1台喷淋小车养护30～50孔的要求，大大提高了劳动生产率。

（4）养生效果显著。自动喷淋养生系统从工作开始到结束基本上实现了自动化控制，其喷出的水呈雾状，养护效果极为明显，达到全天候、全方位、全湿润的“三全”养护质量标准。

（5）有效地减少了劳动力的投入，同时便于日常管理及質量的控制。在施工同等数量的桥面保护层过程中需要混凝土摊铺人员约6人，收面人员6人，养护人员4人，比人工摊铺、收面及养护节约14人。

（6）有利于环境保护。自动喷淋小车喷出的水呈雾状，喷水均匀，减少水资源浪费，从而达到了节约用水和绿色、环保施工的目的。

5 效益分析

5.1 经济效益分析

自动摊铺、收面及自动喷淋养生工艺保证了保护层的施工质量，节约人工、提高了效率、节约了成本。通过对比，自动摊铺比人工摊铺节约4人，自动收面比人工收面节约6人，自动养生比人工洒水养生节约4人，共计节约14人，每人工资6000元/月，梁场共承担718孔保护层施工，设计能力8孔/天，加上前期准备及工艺试验和总结，需要生产4个月，费用计算：14×4×6000=336000元。

5.2 社会效益分析

（1）使用自动摊铺机、收面机进行保护层施工，减低了人工消耗，提高了劳动生产率，节约了施工成本，同时严控了桥面保护层施工质量。

（2）使用喷淋小车使养护周期内保护层混凝土一直保持湿润状态，由于良好的养生条件，混凝土早期强度上升也较快，对提高混凝土的早期强度、防止混凝土产生收缩裂纹具有明显效果。

（3）采用上述施工机械设备，在提高生产效率的同时，很好地控制了施工质量，并一次性优质通过工艺试验总结，受到业主一致好评，受到其他标段施工单位多次交流、学习。

6 结语

该文以徐盐铁路Ⅲ标睢宁制梁场桥面保护层为依托工程，对自动摊铺机摊铺保护层混凝土；自动收面机进行收面、磨光；喷淋小车对混凝土进行自动喷淋养生等工艺进行了研究，研究表明：自动摊铺机摊铺混凝土快速、厚度均匀；自动收面机收面迅速、质量好，是提高施工速度、施工质量的关键技术之一；自动喷淋养护工艺技术实现了保护层大规模标准化养生，养护期间保护层混凝土表面始终保持湿润状态，较好地预防了裂纹的出现，且养护过程中，设备操作较简便。以上机械设备的施工实现了全过程控制，大大降低了劳动强度，提高了劳动生产率，节约了工程造价。

参考文献

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[2] 钟海军，郑伟锋.桥面系保护层裂缝压注环氧树脂处理施工技术[J].建筑技术开发，2013，40（12）：38-39.