一种大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法与流程

本发明属于桥梁施工工程技术领域，具体涉及一种大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法。

背景技术：

随着经济的快速发展，钢桥在大跨度桥梁、城市立交桥中的应用越来越普遍。相对于钢桁架、钢拱桥等钢桥形式，钢箱梁具有自重轻、经济、架设方便、跨越能力大等优点，钢箱梁的工程应用更为普遍。桥面铺装层是桥梁行车体系的重要组成部分，目前，钢箱梁桥面铺装普遍采用沥青混凝土。

以沈阳市长青街快速路工程为例，高架桥由北向南上跨泉园一路、泉园二路、泉园三路、文化东路。此标段高架桥主线长约1970m。其中，第十二联钢箱梁(38#-43#)为连续钢箱梁，跨度为68m+108.5m+43m+103.5m+65m，共计388m。由于沥青混凝土在摊铺时普遍采用高温摊铺，摊铺温度可达140℃～160℃，高温沥青混凝土所带热源必定会使钢箱梁局部温度迅速升高，导致钢箱梁产生梯度温度场。大跨度钢箱梁结构在强烈的温度荷载作用下会出现温度应力集中和温度变形现象。影响桥梁结构的耐久性和稳定性。因此，如何控制大跨度钢箱梁沥青摊铺温度差，成为解决问题的关键之处。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，以至少解决目前沥青混凝土高温摊铺时会对钢箱梁结构产生影响，使梁体发生形变等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，所述摊铺方法具体包括以下步骤：

步骤s1，在钢箱梁的桥面上铺设防水材料，所述防水材料用于阻隔钢箱梁与待铺设沥青之间的温度传递；

步骤s2，在钢箱梁的桥面上两端同步进行铺设基层沥青；

步骤s3，在基层沥青摊铺时，监控钢箱梁的温度场情况以及钢箱梁的变形情况，若钢箱梁的温度场或者变形量超过设计值时，则暂停摊铺，待钢箱梁温度下降后继续摊铺，直至完成基层沥青摊铺。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，所述步骤s1中，在钢箱梁的桥面上先铺设环氧树脂涂层，然后撒布橡胶沥青砂，所述环氧树脂涂层与橡胶沥青砂形成所述防水材料。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，所述基层沥青中加入温拌剂smc。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，所述基层沥青采用eco改性聚氨酯材料。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，所述基层沥青的铺设厚度为2.5cm～3.5cm。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，摊铺基层沥青时选择环境温度范围在30℃～40℃之间的时候进行施工。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，所述基层沥青摊铺时，采用两台摊铺机从钢箱梁的两侧对称进行沥青摊铺，两台摊铺机的摊铺速率相同，以保持钢箱梁两端的摊铺同步进行。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，所述步骤s3中，在摊铺过程中分别对钢箱梁的u肋断面、钢箱梁的顶板、腹板和底板进行测温，同时，在钢箱梁上的每个横隔板上均布置有热电偶，在钢箱梁上任意两个相邻的横隔板上，设置两组不同排布方式的热电偶，以测量钢箱梁的温度场，当钢箱梁上温度场的温度梯度超过60℃温差时，则暂停摊铺，待温差下降至20℃后继续进行；

优选地，相邻的两个横隔板相距2m；

优选地，利用红外温枪对钢箱梁的u肋断面、钢箱梁的顶板、腹板和底板进行多点测温。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，一个所述横隔板上的热电偶沿竖向布置，多个所述热电偶呈两排分别布置在横隔板的两侧，两排热电偶分别位于距摊铺边缘1/4位置处；

另一个所述横隔板上的热电偶沿横向布置，多个所述热电偶分别布置在横隔板两端的摊铺边缘区域及距边缘1/4位置处；

优选地，布置在横隔板摊铺边缘区域的热电偶数量有多个，每两个u肋之间布置有一个热电偶；

优选地，所述热电偶为j型热电偶，所述j型热电偶与n19211热电偶输入模块、cdaq-9191单槽机箱配合使用。

如上所述的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，优选地，所述步骤s3中，进行钢箱梁的位移监控，记录基层沥青摊铺前后，钢箱梁伸缩缝处横桥向、顺桥向初始位置和摊铺过程中的监测值，在基层沥青摊铺时进行数据采集，对比梁体支座横向最大位移、竖向最大位移，当位移值接近横向或竖向的最大位移量时，停止摊铺，待温度下降，位移归位后再进行摊铺；

优选地，在基层沥青摊铺前，在钢箱梁底部安装全站仪反光片，利用全站仪进行钢箱梁的梁体位移量监测，并在钢箱梁的梁体支座及钢箱梁的端部安装反光片，每个梁体支座附近至少1个反光片，然后记录摊铺前后采集的原始点坐标数据和摊铺过程中的监测数据；

再优选地，摊铺过程中所述监测数据的时间间隔为20min。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

在钢箱梁上设置防水材料，用于阻隔钢箱梁与待铺设沥青之间的温度传递，同时在沥青中加入温拌剂，或者使用改性沥青材料，直接降低摊铺温度，从而尽可能的减小沥青铺设温度对钢箱梁的影响。

在沥青摊铺过程中，利用红外温枪以及热电偶监控钢箱梁的温度场情况，当钢箱梁温度梯度的温差过大时，停止沥青摊铺，避免钢箱梁的不同部位温差较大而使钢箱梁出现变形，待钢箱梁的温差降低后再继续摊铺。同时利用全站仪配合全站仪反光片监控梁体支座的形变情况，当梁体支座的实际位移数值较大时，停止摊铺，避免钢箱梁进一步发生形变而损坏梁体支座，待梁体支座归位后，在进行摊铺。

本申请通过降低摊铺温度并结合监控钢箱梁的温度场以及变形情况的措施，从而尽可能的减小沥青铺设温度对钢箱梁的影响，有效保证了钢箱梁在沥青摊铺时不会发生较大变形。

附图说明

图1为本发明中热电偶在钢箱梁的一个横隔板上的布置示意图；

图2为本发明中热电偶在钢箱梁的另一个横隔板上的布置示意图；

图3为本发明中红外温枪在钢箱梁的u肋上的测温点；

图4为本发明中红外温枪在钢箱梁的顶板上的测温点。

图中：1、热电偶一；2、热电偶二；3、热电偶三；4、热电偶四；5、热电偶五；6、热电偶六；7、热电偶七；8、热电偶八；9、u肋。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明的具体实施例，如图1-4所示，本发明提供大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法，该摊铺方法具体包括以下步骤：

步骤s1，在钢箱梁的桥面上先铺设环氧树脂涂层，然后撒布橡胶沥青砂，环氧树脂涂层与橡胶沥青砂形成防水材料，防水材料用于阻隔钢箱梁与待铺设沥青之间的温度传递，从而尽可能的减小沥青铺设温度对钢箱梁的影响。

步骤s2，在基层沥青摊铺时间选择夏季进行施工，施工环境温度范围在30℃～40℃之间；施工时，钢箱梁温度在50℃～60℃，基层沥青摊铺时候产生的温度场与环境温度差别较小，以减少钢箱梁表面初始温差与沥青摊铺温差较大的影响，桥梁不易发生较大形变。

从钢箱梁的两端同步进行铺设基层沥青，采用两台摊铺机两侧对称进行沥青摊铺，摊铺时控制两台摊铺机行进速率，使两台摊铺机保持同步进行；从而减小由单侧摊铺一侧温度荷载造成的桥梁横向位移，使钢箱梁的两侧受到相同的沥青摊铺温度的影响，使得钢箱梁受力更加均匀。

在摊铺的基层沥青中加入温拌剂smc(stonemasticchemical常温沥青改性剂，简称smc)，或者基层沥青采用eco改性聚氨酯材料，使用温拌剂或者改性沥青材料用于降低摊铺温度，能够降低摊铺温度20℃，从而尽可能的减小基层沥青的摊铺温度，以减小摊铺温度场对桥梁结构的温度效应。

钢箱梁受热产生的温度场与沥青摊铺厚度有关，铺装层厚度越厚，钢板表面所达到的最高温度越高，且钢板表面维持在高温段的时间也更长，适当减小下层铺装层的厚度，可以减小摊铺温度场对桥梁结构的温度效应。本摊铺方法中基层沥青的铺设厚度为2.5cm～3.5cm，采用较小的摊铺厚度能够进一步减小沥青的摊铺温度，减小摊铺温度场对钢箱梁的温度效应，尽可能的保证钢箱梁在沥青摊铺时不会受温度影响而发生变形。

步骤s3，在基层沥青摊铺时，监控钢箱梁的温度场情况以及钢箱梁的变形情况，若钢箱梁的温度场的温差或者变形量超过设计值时，则暂停摊铺，待钢箱梁温度下降、钢箱梁变形归位后继续摊铺，直至完成基层沥青摊铺。

在步骤s3中，监控钢箱梁的温度场的操作具体如下：利用红外温枪对钢箱梁的u肋9断面、箱梁顶板、腹板和底板进行测温。优选地，利用红外温枪对钢箱梁的u肋断面、钢箱梁的顶板、腹板和底板进行多点测温。钢箱梁上设有多个横隔板，多个横隔板沿钢箱梁的长度排布；在钢箱梁上的每个横隔板上均布置有热电偶，每个横隔板上设置多个热电偶，以测量钢箱梁的温度场。在钢箱梁上任意两个相邻的横隔板上，设置两组不同排布方式的热电偶，以测量钢箱梁的温度场，当钢箱梁上温度场的温度梯度超过60℃温差时，则暂停摊铺，待温差下降至20℃后继续进行。

任意相邻的两个横隔板上的热电偶布置方式不同，在任意相邻的两个横隔板中，一个横隔板上的热电偶沿竖向布置，另一个横隔板上的热电偶沿横向布置。相邻的两个横隔板相距2m。

一个横隔板上的热电偶沿竖向布置，多个热电偶呈两排分别布置在横隔板的两侧，两排热电偶分别位于距沥青摊铺边缘1/4位置处；具体的，如图1所示，两个热电偶一1分别设置在沥青摊铺区域宽度方向的1/4与3/4位置处的顶板底面；两个热电偶二2分别设置在沥青摊铺区域宽度方向上的1/4与3/4位置处的u肋9底面；两个热电偶三3分别设置在两个热电偶二2下方，两个热电偶四4分别设置在两个热电偶三3下方。

另一个横隔板上的热电偶沿横向布置，多个热电偶分别布置在横隔板两端的摊铺边缘区域及距边缘1/4位置处；具体的，如图2所示，两个热电偶五5分别设置在沥青摊铺区域宽度方向的1/4与3/4位置处的顶板底面；布置在横隔板摊铺边缘区域的热电偶数量有多个，即两个热电偶六6、两个热电偶七7以及两个热电偶八8均分别设置在两个热电偶五5的外侧，两个热电偶六6、两个热电偶七7以及两个热电偶八8设置在沥青摊铺区域的两边缘位置处；每两个u肋之间布置有一个热电偶，即热电偶六6、热电偶七7以及热电偶八8分别布置在两个u肋之间。由于沥青摊铺边缘位置处的沥青分布不均匀，使得沥青摊铺边缘位置处会出现温度梯度差值，因此在沥青摊铺边缘处设置多个热电偶，从而更加准确的测量钢箱梁的温度场情况。

采用红外温枪对沥青摊铺区域中央的u肋9进行测温，红外温枪分别对钢箱梁的顶部、腹板、底部以及u肋9处进行温度监控，红外温枪测量沥青摊铺位置处的顶部、腹板、底部以及u肋9上各点的温度；其中顶部以及u肋9上温度测量点的位置选取如图3所示，红外温枪在u肋9上的测温点有六个(即图3中10、20、30、40、50、60)，六个测温点布置在u肋9的一侧；采用红外温枪对摊铺区域中央的顶板的底面进行测温，测温区域在两个相邻u肋9之间，如图4所示，红外测温枪在顶板上的测温点有7个(即附图4中a、b、c、d、e、f、g)，七个测温点均布在相邻两个u肋9之间的顶板的底面。

热电偶与红外温枪均每个10min(分钟)记录一次数据，该数据能够直观看到钢箱梁的温度场情况；当钢箱梁上温度场的温度梯度超过60℃温差时(钢箱梁上的温度场包括钢箱梁的u肋断面，钢箱梁的顶板、腹板和底板，钢箱梁的横隔板的所有温度形成的温度场)，则暂停摊铺，避免钢箱梁的不同部位温差较大而使钢箱梁出现变形，待温差下降至20℃后继续进行沥青摊铺。

优选地，热电偶为j型热电偶，j型热电偶与n19211热电偶输入模块、cdaq-9191单槽机箱配合使用。

cdaq-9191是一款nicompactdaq802.11wi-fi单槽机箱，适合较小的便携式传感器测量系统。

在步骤s3中，进行钢箱梁的位移监控，记录基层沥青摊铺前后，钢箱梁伸缩缝处横桥向、顺桥向初始位置和摊铺过程中的监测值，在基层沥青摊铺时进行数据采集，对比梁体支座横向最大位移、竖向最大位移，当位移值接近横向或竖向的最大位移量时，停止摊铺，待温度下降，位移归位后再进行摊铺。

监控钢箱梁的变形情况操作如下：在基层沥青摊铺前，在钢箱梁底部安装全站仪反光片，利用全站仪进行钢箱梁的梁体位移量监测，在钢箱梁的梁体支座及钢箱梁的端部安装反光片，每个梁体支座附近至少1个反光片，在摊铺前采集原始点坐标，沥青摊铺时，每20min进行一次监测，记录原始数据，监测数据，监测数据与原始数据的差值为实际位移值，对比所述实际位移值与梁体支座横向最大位移量、竖向最大位移量，当所述实际位移数值接近支座横向最大位移量、竖向最大位移量时，停止摊铺，避免钢箱梁进一步发生形变而损坏梁体支座，等待梁体支座归位后，再进行摊铺。

大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法具有以下有益效果：

1、经济效益，若采用传统沥青摊铺的方案，因单侧摊铺，产生温度梯度场致使桥梁由于温度荷载产生横向温度应力，严重造成支座损坏活钢箱梁在焊缝等薄弱点发生损坏，造成损失极大。

原方案：沥青单侧摊铺，若不进行温度梯度场的控制，可造成支座剪力螺栓断裂，则后期材料、人工、维修费用为：20000+40000+14000＝200000元。

采用新方案避免了桥梁支座的损坏，避免了因维修致使的施工工期滞后，减少了材料更换、人工、维修费用。故节约成本约20万元。

2、社会效益，采用此方案后，避免了因为钢箱梁高温沥青摊铺引起温度场，导致钢箱梁内部结构及支座的损坏，达到了业主对工期及质量要求，为下一阶段的施工提供了充足的时间准备，同时保证高架桥梁如期投入使用。利用此方案，也提高了施工时桥梁的安全性。为企业带来了良好的社会效益。

3、环境效益，此方案减少了钢箱梁及支座后期维修带来的环境污染和工期延误，避免了返工。提高了材料的利用率。减少了因返工而给现场造成的二次环境污染。加快了工期进度，为企业带来了良好的环境效益。

综上所述，本发明提供的大跨度钢箱梁沥青同步摊铺方法的技术方案中，在钢箱梁上设置防水材料，用于阻隔钢箱梁与待铺设沥青之间的温度传递，同时在沥青中加入温拌剂，或者使用改性沥青材料，直接降低摊铺温度，从而尽可能的减小沥青铺设温度对钢箱梁的影响。

在沥青摊铺过程中，利用红外温枪以及热电偶监控钢箱梁的温度场情况，当钢箱梁温度梯度的温差过大时，停止沥青摊铺，避免钢箱梁的不同部位温差较大而使钢箱梁出现变形，待钢箱梁的温差降低后再继续摊铺。同时利用全站仪配合全站仪反光片监控梁体支座的形变情况，当梁体支座的实际位移数值较大时，停止摊铺，避免钢箱梁进一步发生形变而损坏梁体支座，待梁体支座归位后，在进行摊铺。

本申请通过降低摊铺温度并结合监控钢箱梁的温度场以及变形情况的措施，从而尽可能的减小沥青铺设温度对钢箱梁的影响，有效保证了钢箱梁在沥青摊铺时不会发生较大变形。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除