信息化三维激光摊铺机在桥面铺装工程中的应用

冯太坤

湖北交投建设集团有限公司 湖北 武汉 430000

桥面铺装层作为桥梁结构的重要组成部分，其工程质量和使用状况直接影响到桥梁的通行能力和运营效率。然而，传统工艺中存在着人力物力耗费过大，效率低下，施工质量难以保证等缺点。随着智能化施工工艺的发展，沥青路面三维激光摊铺技术逐步成熟，并在工程实际中取得了良好的效果，对桥面混凝土施工技术方面提供依据[1]。本文旨在探索信息化三维激光摊铺机在桥面铺装工程中的应用。

1 信息化三维激光摊铺机的组成及优势

1.1 三维激光摊铺机构成

三维激光摊铺机由三部分组成：三维激光控制系统、液压升降系统、机械结构系统。三维激光摊铺机采用电脑输入设计高差的方式自动控制标高，确定实测原始点位置，由发射器发出信号，再由控制系统把激光接收器反射的信号转换为液压控制信号自动调整油缸高低，并根据编码器感应系统实时跟踪距离定位，实现标高自动调整[2]。三维激光摊铺机构成如图1所示[3]。

图1 三维激光摊铺机构成

1.2 三维激光摊铺机优势

（1）三维激光解决了二维平面激光无法自动定位边坡的缺点，实现了激光自动定位，从而解决了混凝土桥面竖曲线变化不断定位的问题。通过在设备中输入高程和里程数据，实现了设备自动调整标程和竖曲线变化，使标高的精准度更高。

（2）依靠激光发射器发射信号，并通过两侧的激光接收器接收信号后传输到控制器，三维激光摊铺机能够实现整机的自动调整，极大地简化了操作流程。

（3）整机设备采用震动熨平推板振捣，辊轴采用整体偏心击打式二次振捣，振捣频率高，振捣均匀，提浆效果好，见图2。

图2 三维激光摊铺机施工

（4）摊铺机采用桁架辊轴组合方式，可以根据桥面宽度组合，便于不同宽度桥面的组装。整机遥控操作，并在整平板前安装振捣推板，节约了人工成本。

（6）整机行走设计从安全角度出发，解决了两侧边缘处施工人员防护安全问题。

2 信息化三维激光摊铺机的实践与应用

2.1 桥面铣刨、吹扫、冲洗

桥面开始铣刨、吹扫、冲洗，做前期准备工作。对桥面压浆污染、砼不平整、油污及梁顶面砼拉毛不到位等问题，采用小型铣刨机和人工凿毛的方式进行局部处理；铣刨时合理控制深度，保证顶板厚度满足设计要求；遵照：一“凿”二“扫”三“吹”四“冲洗”原则；验收标准：无积尘、积水、浮渣、浮浆、砼松散等。

针对有积水位置，采用海绵吸水清理，防止后期空鼓隐患；铣刨完后发现作业面有裂缝，针对裂缝采取浸水清理后，采用赛柏斯溶液（水：赛柏斯=1：4）涂刷2遍，两次间隔2小时，处理后进行钢筋网片铺设，防止后期铺装渗水问题。

2.2 钢筋网片铺设、架立筋设置

钢筋网片搭接长度大于25cm（按照设计要求）、可以取消搭接部分单侧2根纵向网片钢筋，搭接范围内需采用点焊及绑扎的形式进行固定；严格控制钢筋网片位置。在梁顶按1m间距梅花形布置植入7cmφ10钢筋，植入深度3cm；φ10钢筋与钢筋网片进行点焊，作为钢筋网片的竖向支撑，植入钢筋可采取梅花型或方格型布置，同时根据实际情况适量增加保护层垫块，作为对竖向支撑钢筋的辅助，确保钢筋网片上口保护层符合设计要求，网片保护层偏差按0~-5mm进行控制。

2.3 三维激光摊铺机的安装和调试

（1）提前与现场工作人员协调，保证吊车、钢丝绳及工人能及时到位，以提升工作效率。（2）在检查设备及配件完整后，由吊车配合人工进行机架的安装。（3）根据设备不同长度分布需要准备10/16平方3+2国标电缆线。汽油及清水、驾抹油箱容积为15升，两台驾抹至少准备92/95#汽油60升，桥面降温、设备清洗以及养生需用清水至少50升。

2.4 模板安装

在护栏内侧安装模板前，对模板面板进行清理，并均匀刷模板脱模剂、并在模板上采用双面胶进行标高线标识，方便布料高度控制。

2.5 三维激光摊铺机施工操作

（1）将标高数据输入到设备电脑（电箱内有备用U盘，将高程表直接输入到U盘即可）。（2）将发射器设立于设备正前方，并在护栏钢筋上进行反光条粘贴，以更好接收发射器信号。（3）将设备调平，以进行基础点定位。

郭沫若（1892～1978），原名______，四川乐山人，中国现代杰出的作家，______、______家、______家、社会活动家。1919年“五四运动”爆发后积极投身于新文化运动，代表作有诗集《______》《星空》，历史剧《_______》《虎符》《棠棣之花》等。

2.6 混凝土浇筑

（1）混凝土现场坍落度设计值140—180mm，建议坍落度按照为175mm—180mm控制；混凝土配合比设计时，在满足混凝土工作性能前提下砂率宜取下限值。采用每方混凝土掺一公斤聚丙烯纤维掺合料，用以提高混凝土的抗裂性能。（2）用高压水枪对桥面进行二次清理，清除表面灰尘，砼浇筑前2小时洒水湿润，保证梁体砼饱和吸水，浇筑施工过程中如存在局部“发白”情况，可采用机动喷雾器进行少量喷雾补水；混凝土浇筑时，原混凝土表面存在明显积水部位需采用森林灭火器吹除，集中积水采用海绵布清除。（3）砼浇筑顺序由低向高进行，每次浇筑长度宜按一联进行分段施工。（4）采用汽车泵配合摊铺辊轴进行布料，布料厚度应均匀一致，布料虚布高度一般高出设计高程15—20mm，长度以振捣刮板齐平为准。实际施工时防止因布料厚度过高导致辊轴整平过程中出现大量压浆，局部砂浆密集的现象进行控制，提前布料以超出三辊轴5m为宜。（5）摊铺机自带振动刮板，摊铺机轮子后方振捣不足的部位采用手扶式振捣尺进行振捣。同时，控制砼合理的振捣时间防止骨料下沉出现较厚浮浆层及振捣不密实现象；两侧摊铺机行走为采用手扶振动刮尺配合振捣收面。（6）砼浇筑过程中安排专人进行过程检查验收、找平及补料，确保调平层饱满、密实及表面平整[4]。（7）砼浇筑完成后采用手扶式抹光机和座驾式抹光机配合进行抹面收光，以座机式抹光机收光为主、手持式抹光机负责边缘收光，过程中局部干燥部位采用喷壶喷洒少量水，确保收光质量；收面按照三次收面处理，以减少裂缝。（8）拉毛时采用拉绳配合塑料拉毛器进行，拉毛后严禁人员直接踩踏砼。

2.7 旋转喷淋养护及成品检测

（1）收面拉毛后顶面覆盖土工布保湿养生，配备5t水桶采用旋转喷淋定时洒水湿润。（2）施工完成后对桥面铺装高程、平整度等进行测量，均满足规范设计要求，平整度按照5mm控制，合格率达到90%精细化要求。

3 施工工艺及工艺控制要点

（1）工程施工前，三维激光摊铺机操作手进行岗前培训，能够完全掌握并胜任独立操作，三维激光摊铺机操作员持证上岗。在质量管理工作中，落实岗位质量责任制，做到分工明确；

（2）湿接头、湿接缝孔洞等施工作业已完毕，铺装层表面应无脱皮、印痕、裂纹、石子外漏等缺陷。除施工缝外，铺装层面应无干缩产生的裂纹。施工缝密贴、平整、无错台；

（3）桥面铺装混凝土施工前，对梁板顶面进行全面测量，以确保铺装层混凝土的设计厚度，凿除浮碴、浮浆，清除泥土、石粉、油迹等杂物，并用高压水冲洗干净再用空压机将水吹干；

（4）精确放样与高程控制，保证桥面铺装混凝土标高的准确性和桥面铺装的厚度。在每个桥台上引出1个高程控制点，并用全站仪在每个桥台上设2个中线控制点。根据中线控制点准确放出桥面铺装混凝土和钢筋的平面位置，弹出墨线；

（5）桥面铺装钢筋采用D8冷轧带肋钢筋焊接网片，网片规格2.2m*12.1m，钢筋网片搭接长度25cm，按照要求钢筋网片横向钢筋朝下布置，钢筋网片摆放位置为纵向与桥轴线平行，横向与伸缩缝平行；

（6）在梁顶按1m间距梅花形布置植入7cmφ10钢筋，与钢筋网片进行点焊，作为钢筋网片的竖向支撑，植入钢筋可采取梅花型或方格型布置，同时根据实际情况适量增加保护层垫块，作为对竖向支撑钢筋的辅助，确保钢筋网片上口保护层符合设计要求；

（7）桥面泄水孔的进水口应略低于桥面面层，其数量不得低于设计要求，泄水孔下周围10m范围有房屋、通道的，一律设置引水管道至桥下排水沟；

（8）混凝土桥面铺装时应让开伸缩缝安装位置，预留槽在沥青混凝土铺装之前，应用低标号砂浆填平，缝底垫衬板；

（9）两侧模板一定要用定型模板保证，模板与模板间的间隙一定要用玻璃胶封死，以防漏浆，保证铺装层厚度、线性、平整度；

（10）严把原材料及半成品的质量关，各种原材料有出厂合格证，原材料的材质、规格、型号符合规范要求，及时送试验室进行试验。砼为C50聚丙烯砼，严格按照C50聚丙烯砼设计配合比；

（11）摊铺混凝土：在安装调试等准备工作就绪后开始摊铺，在撒料时尽量保持均匀，下料的厚度在下料开始时要略微超过标高线15mm左右保证能达到标高，在后续下料时可使厚度小些因为会有余料被推到后方。采用反复多次摊铺来优化摊铺效果，保证桥面平整度；

（12）混凝土摊铺整平以后，用驾驶型抹光机进行收面工作，保证其平整效果；

（13）做好三维激光摊铺机保养工作，无关人员不得在驾驶台上停留或上下摊铺机。在弯道作业时，注意防止摊铺机脱轨。停机处应平坦，并用支垫牢固的木块垫起机体。施工完毕后及时将激光接收器和发射器手持接收器收回到包装箱里面。清理粘附在设备上的水泥混凝土，保证下次施工运转顺畅。

4 传统工艺与三维激光摊铺机对比

表1 新旧工艺各自优缺点对比表

5 经济效益对比

表2 120×15.5m桥面铺装两种不同施工工艺经济效益对比

6 结论

本文着重围绕信息化三维激光摊铺机的在桥面铺装工程中的应用，提出了一些具体的工作方法，有效地解决了桥面铺装过程中人为做轨道所产生的高程误差，实现了标高的自动精准调整，从而可以全面提升桥梁表面铺装工程的质量。在桥面铺装工程量超过3km的条件下，推荐采用三维激光摊铺机进行摊铺，在提高工效的前提下，同时又降低了安全施工风险，解决了大面积铺装施工的难题。