低温条件下钢-STC桥面铺装施工关键技术.docx

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低温条件下钢-STC桥面铺装施工关键技术

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邓李坚宋佩超何建乔

摘要：STC混凝土具有高强、超韧及收缩小的特点，作为钢桥面铺装层形成组合桥面，极大提高了桥面刚度，延长了工程寿命。文章以乌兰木伦河3号桥铺装层施工为例，介绍了在低温环境下的STC层的施工工艺，包括保温措施、接缝设置、蒸气养护等，为该类工程施工提供参考。

关键词：STC;施工工艺;低温;铺装;保温措施

：U443.33：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.006

：1673-4874（2021）01-0021-04

0引言

正交异性钢桥面具有构件质量轻、施工周期短等特点，已成为钢桥尤其是特大型桥梁的首选桥面型式[1-2]。钢桥面铺装极易损坏，面板与纵肋、横隔间易出现疲劳开裂已成为正交异性桥面的施工难题。导致上述病害的主要原因有：（1）钢桥面板的局部刚度不足;（2）钢桥面夏季钢板的温度可达到70℃，高温和超载双重作用导致沥青铺装和钢桥面板出现早期病害[3-4]。为解决该问题，研究人员通过设置薄层超高韧性混凝土STC层，将钢桥面转变成组合桥面，从而极大提高了桥面刚度，减小了面板和纵横肋在轮载下的应力，大幅提高了钢桥面的抗疲劳寿命[5-6]。但在高纬度地区低温环境下的STC铺装尚无先例，由于低温环境下施工STC混凝土存在凝结时间慢、蒸养困难等问题，易出现因养护不足而混凝土不能达到预期效果的问题。本文以乌兰木伦河3号桥铺装层施工为例，介绍了在低温环境下，STC层的施工工艺。

1工程概况

乌兰木伦河3号桥为中承式复式拱桥，跨径为348m。受两侧地形的影响，桥梁纵坡为单坡-1.68%，横坡为1.5%。桥面宽度为：5.0～16.5m（观景平台）+3.5m（非机动车道）+12.5m（机动车道）+12.5m（机动车道）+3.5m（非机动车道）+5.0～16.5m（观景平台）=42.0～65.0m。

车行道铺装采用钢-STC组合桥面结构，具体包括45mm厚STC层和40mm厚SMA13。其中，STC层通过规格为Φ13×35mm、间距为15cm的焊接栓钉将超高韧性混凝土层与钢桥面板进行连接。STC层内布置纵横向HRB400钢筋网，标准间距为37.5mm，下层钢筋顺桥向布置，上层钢筋横桥向布置。见下页图1。

2施工平面布置

钢桥面铺装区域长348m，宽30.2m。由于桥面铺装面积较大导致产能大的问题，两侧的STC的浇筑分6次进行，机动车道单次浇筑面积为2028m2（机动车道分为4次浇筑），非机动车道单次浇筑面积为1047m2。沿路线中心线设置纵向矩形湿接缝，在后浇筑区靠近路线中心线处设置运料通道，第一次浇筑运料通道暂不焊接剪力钉。运料通道宽4.5m，以便先浇区摊铺施工时STC料的运输和汽车泵就位（见图2）。

STC拌和区设置在小桩号侧引道上，STC干混料在工厂预先拌和，并按照标准数量装入专用储存桶，确保每次搅拌材料的均匀性及配备准确性。摊铺施工时干混料加水湿拌形成STC料，为实现随拌随铺，采用多辆翻斗车接料运至浇筑现场，切实保障了STC的质量。

STC层施工顺序依次为机动车道、非机动车道，其中机动车道分为4次浇筑，接缝为道路中心线和跨度中心线。

STC混凝土属于UHPC混凝土，其力学性能显著高于常规混凝土，详细参数见表1。

3施工关键技术

3.1环氧富锌漆施工

钢箱梁与外界环境接触的部位存在腐蚀风险，因此在易与外界接触的钢箱梁部位采取防腐措施。STC与钢箱梁接触的外边缘由于混凝土收缩会导致钢箱梁顶面四周与空气接触，而存在腐蚀风险。因此制定了在桥面周边0.5m范围内进行防腐涂装的方案（见图3）。桥面钢板周边0.5m范围进行环氧富锌涂刷，作为防腐涂装层，涂刷前冲洗、吹干净桥面板。

3.2焊接栓钉

钢桥面铺装的关键是钢箱梁与STC的结合，因此栓钉的施工质量至关重要。栓钉施工的关键是焊接的质量和布置间距，针对施工关键点应采取一系列措施。焊接栓钉前对桥面板进行清洁，瓷环保持干燥，确保焊缝无杂质、无水份高温汽化產生的气孔。采用磨光机对栓钉位置进行局部打磨，采用电弧螺柱焊机焊接时控制焊接面饱满度、焊透和牢靠连接性。采用墨线示出栓钉位置，栓钉位置根据纵肋与桥面焊缝的位置精确定位（见图4），栓钉距离此焊缝中心两侧各7.5cm。栓钉间距允许偏差≤5mm。STC端封板附近及桥梁中心线位置栓钉间距有所不同，当栓钉与钢箱梁焊接冲突时，可合理调整栓钉位置，并确保与焊缝间距≥20mm。

3.3钢筋网铺设

栓钉解决了钢箱梁与STC结合的问题，但STC混凝土仍属于脆性材料，在重型交通或频繁交通的条件下易发生混凝土断裂风险，为此在桥面上布设钢筋网，将STC更好地形成整体，增加STC的韧性。钢筋网采用肋钢筋，直径为10mm。通过镀锌钢丝将纵横钢筋在相交处绑扎，四周