激光摊铺机在桥面铺装砼施工中的应用

赵 岳

（中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

高速公路建设是国家基础建设的重要组成部分，在实际施工中，应对高速公路工程实行严格的质量控制措施，能有效降低安全隐患。通常，路面施工缺陷是目前公路建设的主要问题，近年来新兴的悬挂式激光摊铺机不仅有利于路面施工质量的保证，还能够科学地提高施工效率，达到缩短公路施工的工期同时降低投资成本的效果。

1 设备比选

在传统工艺中，桥面铺装砼施工过程中的主要设备有振动梁、三辊轴、提浆整平机等，设备的共同点是都通过依靠行走轨道的高程精确度来达到施工精度。在实际操作中，振动梁操作简易方便，但施工精度低；三辊轴设备虽然具备提浆效果，但是行走轨道设置在防撞护栏内侧或者提前浇筑标高带作为轨道，影响桥面全幅整体施工，行走轨道设置在防撞护栏内侧时还需找平施工；提浆整平机在防撞护栏顶面设置行走轨道，虽然具备全幅提浆整平的功能，但在施工前要对轨道进行大量的测量工作，然后人工精确调整滚轴，高程需和混凝土高程保持一致，设备工艺存在很大施工误差，大量的精准找平工作主要依靠人工工作[1]，造成效率低，劳动强度大，成品质量无法100%满足规范允许偏差。激光摊铺机能很好地解决上述问题，同时设备更简单、更精确、更节省人力、时间。激光摊铺机在桥面铺装砼施工中具有以下优点：

（1）轨道设置比传统施工更简单、快捷。防撞护栏未做之前进行桥面铺装施工的，在箱梁顶面放置可移动的轨道支撑架即可，不需要采用打钢筋支点或浇筑标高带的方式，施工方便、节省人工；防撞护栏做好以后进行桥面铺装施工的，以防撞护栏作为支撑，上面铺设槽钢作为轨道即可[2]。

（2）液压和激光系统更方便、精确。激光摊铺机结合德国摩巴激光找平控制系统和先进的进口液压控制系统的优点，接收器能够较好地接收由激光发射器发射出的红外线单波或双波，信号通过控制系统转换为液压控制信号，从而自动调整油缸的高度，使机器始终能在发射出来的红外平面上运行，控制效果较好，精度可达到±2 mm[3]。

（3）可实现全断面浇筑。激光摊铺机的辊轴横向距离防撞护栏内侧仅150～200 mm，使振捣范围尽可能的做到桥面的边缘，实现了桥面的全幅整体施工。

（4）无障碍施工。激光摊铺机的油缸行程可满足在高差250 mm 以内的调整，在施工中遇到弯道时虽然两侧防撞护栏高度不一致，但仍无需做调整，实现无障碍施工。

2 施工工艺

2.1 适用范围

激光摊铺机的主框架采用模块化设计，框架与平整滚轴均可加长或更换，可满足不同的宽度公路铁路桥面、隧道路面需求。

2.2 工艺原理

（1）结构组成：施工中用到的激光摊铺机由激光发射器、激光接收器、控制箱、液压控制机构以及摊铺机等部分共同作用构成，见图1。

（2）工作原理：设备既可在防撞护栏顶部行走，也可采用在梁顶铺设型钢作为轨道，设备高程利用激光信号控制液压系统。激光发射器发出信号，摊铺机的激光接收器检测到激光信号后，立即将电信号发送到控制箱，而控制箱收到标高变化的电信号后，通过调节液压阀来升降液压伸缩臂，从而控制整平机滚轴的高程，实现精准控制混凝土保护层的纵横向高程。

2.3 施工工艺及施工工序

2.3.1 施工工艺流程（图2）

2.3.2 操作要点

技术准备：对进场施工人员进行安全、技术交底。现场准备：首先是对桥面铺装施工现场至混凝土拌和站的施工便道保持贯通，如利用已架设梁板作为临时通行便道的，梁板负弯矩张拉槽、各非连续端伸缩缝处加铺厚度≥20 mm 的钢板。其次是梁板安装、湿接缝、湿接头已浇筑完毕，且强度已达到设计强度，负弯矩张拉压浆已完成，预留的张拉槽口已浇注，其强度已达到设计要求，该联内的临时支座已全部拆除。最后是为保证梁板与桥面铺装砼间无过大收缩能够良好结合，最好在梁板安装完成后及时进行桥面铺装，最迟不超过2 个月。

2.3.3 施工工序

（1）预制箱梁顶部预埋门式筋。在预制箱梁顶部按间距50×50 cm 均布Φ12 门式筋，门式筋外露高度3.4 cm，作为桥面铺装保护层撑筋。

（2）梁顶面凿毛。采用MHS11 型手持式凿毛机凿除桥顶板浮浆、油污、松散混凝土，凿毛标准为露出新鲜混凝土，且外露的粗集料应分布均匀，彻底凿除混凝土表面浮浆，凿除深度5 mm左右，以露出砼中的碎石为准。

（3）桥面清洗。凿毛完成后采用高压水枪将桥顶板冲洗干净，做到无积尘、无浮浆、无松散混凝土、无油污。

（4）测量放样。测量班利用全站仪复核施工图设计坐标，在已安装的梁板上沿路线纵向每5 m 放样桥面宽度点位，现场技术员按每断面3～5 点测量点的标高来判定桥面铺装层厚度是否符合设计及规范要求。

（5）在防撞护栏底部内侧弹标高线。现场技术员根据测量班放出的点位，测量其高程，算出每个点位处桥面铺装的厚度，并在防撞护栏底部内侧标记出桥面铺装顶标高位置，最后用墨线弹通线。同时为控制桥面铺装顶标高，弹出沥青路面顶标高位置线，便于在浇筑完桥面铺装砼后，检验桥面铺装顶标高。

（6）钢筋网及连续端加强钢筋铺设。以联为单位，铺设钢筋网，铺设位置要准确，间距要均匀，钢筋要顺直，绑扎要牢固，钢筋网采用D10 冷轧带肋焊接网片，网格间距为10 cm×10 cm，焊接网宜在厂家进行定做。钢筋网置于门型筋上，并采用焊接方式固定，以确保钢筋网的上下保护层厚度符合规范要求。加强筋设置在连续端墩顶处，采用Φ20 的螺纹钢筋，间距10 cm，长度为18 m 和10 m 交错布置，单幅每墩顶125 根。钢筋采用扎丝与网片绑扎固定，并置于钢筋网片的下方。

（7）安装激光摊铺机行走轨道。沿防撞护栏顶部铺设摊铺机轨道，轨道采用10#槽钢制作，每节长度6 m，每侧配置两节，摊铺机行走时，人工进行循环铺设。

（8）唐山星斗路桥机械的XD-JGHT219 型激光摊铺机安装调试。行走轨道铺设完成后，进行激光摊铺机安装、调试，首先安装激光发射器，并利用塔尺、移动接收器采集每5 m 位置防撞护栏底部内侧标记的桥面铺装顶标高线的标高，同时将对应点的横纵波等基础数据输入激光发射器中，以便于控制浇筑过程中桥面铺装顶标高。

（9）浇筑桥面混凝土。混凝土采用罐车运至桥面后利用天泵浇筑，浇筑过程应连续无间断，且应从低处向高处方向施工。机械摊铺人工配合布料时，宜用铁锹反扣，切忌抛掷和搂扒，布料摊铺的厚度应高出振捣密实后的桥面标高约0.5～2 cm。布料完成后采用插入式振捣棒振捣，插入振捣时间不宜过短，应多于20 s，这样集料分布均匀。最后采用激光摊铺机沿轨道进行全面振捣，直至振捣密实。摊铺机作业过程中，应由熟练的操作人员把控振动行驶速度，使得调平层饱满、密实无空洞，表面平整。

（10）人工驾驶抹光机进行抹光。摊铺机精平完成后，混凝土初凝前大面积采用驾驶型抹光机抹光，边角利用人工进行三次收光，第一次抹面采取短木找边将混凝土表面的水泥浆排出，同时控制好平整度；第二次抹面采用铁抹搓揉混凝土面，避免裂缝，前提是在混凝土初凝前；第三次同样采用铁抹，主要工作内容是清除凝结过程中混凝土产生的收缩裂纹和对铺装层进行精准调平。

（11）土工布覆盖洒水养生。混凝土面硬结后，及时覆盖土工布洒水养生，严禁大风吹和烈日暴晒。如在覆盖前已经出现塑性裂缝和干缩裂缝，则必须二次抹压来消除裂缝，并派专人养护，且养护时间大于一周，频率为每天养护不少于4 次，并做好养生记录。

（12）切缝。当混凝土达到设计强度的25%～30%时，一般不超过24 h 采用混凝土切割机进行纵横向缝的切缝施工。切割前，先弹线，再进行切割。

3 结语

新使用的悬挂式激光摊铺机不仅可以有效地保证路面的质量，同时还能够缩短施工工期，提高施工效率，降低投资成本。系统更方便、精确，接收器能够较好地接收由激光发器发射出的红外线单波或双波，信号通过控制系统转换为液压控制信号，从而自动调整油缸的高度，使机器始终能在发射出来的红外平面上运行，控制效果较好，精度可达到±2 mm，实现桥面的全幅整体施工、无障碍施工。