二阶反应型防水粘结材料

设计方案建议

一、方案说明

本设计建议考虑水泥混凝土桥面（包括立交桥面、高速公路水泥混凝土桥面）沥青混凝土铺装时，采用0.3～0.6kg/m²的二阶反应型防水粘结材料作为层间防水粘结层，同时，在复合式路面加铺沥青混凝土层时，水泥混凝土路面板以及沥青混凝土层间也可采用。

二、二阶反应型防水粘结材料方案优点

1、粘结性能优良

在正常使用情况下，二阶反应型防水粘结材料固化后与水泥混凝土桥面板、与沥青混凝土铺装层之间的粘结力和剪切力均可达1.0MPa以上，完全可以抵抗一般情况下（没有弯道、没有长下坡路段）车辆荷载对铺装层间产生的较大剪应力（一般较大剪应力为0.4MPa左右），同时，亦能满足长下坡、弯道地区的粘结力要求（一般较大剪应力为1.0MPa）。故二阶反应型防水粘结材料能满足任何桥面铺装关于粘结的要求。

2、防水性能优越

二阶反应型防水粘结材料固化后能形成一层高弹塑性的膜状防水物质，渗水系数为零，防水效果优良。

3、抗破坏能力强

同时能有效抵抗涂布后行人、车辆的碾压破坏，同时还能有效抵抗热沥青混合料摊铺时热沥青混合料的破坏。

4、环保

二阶反应型防水粘结材料是一种反应型的防水粘结材料，不同于溶剂型防水粘结材料，不含农业生产体系溶剂，不会对环境造成任何危害。

5、施工方便

与其他防水材料施工方法相同，采用人工施工或者简单机械喷洒施工，施工方便。

三、二阶反应型防水粘结材料的技术指标

二阶反应型防水粘结材料的技术指标如表1所示。

表1 二阶反应型防水粘结材料的技术指标            

四、二阶反应型防水粘结材料的施工

在洒布二阶反应型防水粘结材料前，需对基面进行处理，新建混凝土桥面较少应有7天养护期，要求强度达到设计标号。

二阶反应型防水粘结材料应由具备实践经验的施工队伍施工，其施工过程如下：

1、基面处理

建议采用喷砂打毛方式处理。

首先对路表面上存有的不良附着物进行清除，清扫路面砂粒、杂物，有油污的位置应进行特别处理，可采用溶剂溶解，同时界面需完全干燥，可用专项使用吹风机吹扫干燥；

路面清扫后即采用打砂机进行喷砂处理，目的是将路面的浮浆及部分附着不牢固的杂物清除，同时使路面清洁度及粗糙度满足要求；

处理后的混凝土基面必须洁净、干燥和坚实，无浆沫、油或其它表面污染。

2、二阶反应型防水粘结材料施工

界面清洁干净，并完全干燥后，即可进行的施工。可采用人工涂布和喷洒两种方式进行，其用量为0.3～0.6Kg/m²。

（1）人工涂布

施工前，将其倒入适当大小的容器中，轻微搅拌3-5min，由操作人员用滚筒将其均匀地涂布于水泥混凝土或其它处置基面上。一般推荐采用该方式。注意应尽量滚涂均匀。

（2）喷洒施工

面积不大时，可人工手持喷枪施工，由操作人员手持喷枪，均匀地涂布。面积较大时，也可采用沥青洒布车进行洒布，但需严格控制洒布量，洒布需均匀。注意，采用喷洒施工时，洒布完后要及时清洗管道，以免堵塞管道，同时注意使用大桶时必须搅拌均匀，以防止空气倾入。

注：为达到好的施工效果，此材料需采用两次分次实施，常温下较好次和 次实施之间的时间间隔应在4～8h, 施工后12小时，即可进行沥青层的施工。

五、二阶反应型防水粘结材料质量控制与检测标准

为有效控制施工质量，需要对防水粘结材料进行检测，具体检测标准和项目如下表2：

表2  二阶反应型防水粘结材料质量检测标准

1引言 

 　　现阶段在在斜拉桥的施工过程中可以选择的工法较多，挂篮施工工艺不需要大型的吊装设备，在合同交通繁忙和周围环境较复杂的情况下较适用。挂篮可以更好的利用斜拉索的的索力来减轻自身所承受的负荷。挂篮设计的好坏直接关系到了整个大桥施工的进度和施工的安全性。 

 　　广州大桥主桥上部结构主梁采用单箱四室三向预应力混凝土箱形梁结构，主梁全长245m，设计要求采用牵索式挂篮悬臂浇注工艺施工。主梁共分20个挂篮悬臂浇注节段，标准节段施工长度为6m，标准节段梁重约364t。根据总体施工工艺安排，主梁采用牵索式挂篮施工，全桥共投入1对（2套）挂篮在2个工作面平行作业。 

 　　2 挂篮的设计 

 　　2.1 挂篮的分类和特点 

 　　目前挂篮有多种形式，根据不同的分类分类方法有多种类型，其中按照承载结构形式来分类只要有桁架式、斜拉式、钢板梁式和牵索式四种类型。在广州大桥施工中采用的挂篮方式为斜拉式。将斜拉索作为挂篮悬浇中临时前支点，使普通挂篮中的悬臂梁受力变成简支梁受力，降低施工中主梁的临时内力峰值，使节段悬浇长度及挂篮承重能力均大为提高，加快了施工进度。不足之处是在施工过程中要分阶段张拉拉索、施工工艺复杂、技术难度大。 

 　　2.2 挂篮的设计 

 　　1、设计参数：(1)按照箱梁节段混凝土重量为364t；(2)人群及施工荷载取1.5KN/m2；(3)风荷载挂篮工作状态风压，风速：13.6m/s挂篮非工作状态风压，风速：28.6m/s；(4)索力根据监控单位初步计算，挂篮所受单根较大索力275t计。 

 　　2、挂篮的设计特点 

 　　本挂篮悬浇节段长度6m，桥面宽33.5m，悬浇节段重量达364t，其结构设计上具有如下特点：(1)本系统为牵索式前支点挂篮，下部承载平台和上部行走主桁及附件组成挂篮浇砼和行走两大受力系统，分工清楚，受力明确，结构简单，很好的实现了桥梁设计要求前支点施工的理念；(2)挂篮整体刚度好，满足了抗倾、抗风稳定性要求。挂篮的主要组成部分承载平台为平面刚架结构，构造简单，受力明确，为减少结构尺寸，承载平台将采用碳素结构钢，构件外形尺寸小。在保证平台刚度和强度的前提下，尽量减轻平台的质量。挂篮结构及部件采用拼装式，可重复利用；(3)模板系统主要由底模、侧模、模板支撑架等组成。全部采用大模板结构，提高砼外观质量，同时有效的控制桥形、缩短施工周期。 

 　　2.3 挂篮的结构形式 

 　　桥设计为 索面斜拉桥，主梁采用单箱四室预应力混凝土箱形梁结构，标准梁段高3.60m、梁顶面宽33.50m、浇筑长度6.00m。挂篮主要由承载平台、牵索系统、行走系统、定位系统、锚固系统、模板系统、止推系统、操作平台及预埋件系统等组成，前支点挂篮自重控制在190t以下（包括模板及挂篮安全防护结构等），挂篮承载能力不小于484t。 

 　　3 挂篮的空间结构分析 

 　　3.1 挂篮的受力状况 

 　　在挂篮的施工过程中可以选择较不利的条件，利用有限元软件对挂篮的整体结构和局部位置进行受力分析。主要分为两种情况：一是空载悬臂状态，只考虑在挂篮自身荷载作用下其内部的受力状况，验算其受力状况；二是在挂篮的工作过程中，在混凝土的浇筑过程总受到挂篮自重、施工荷载和混凝土共同作用的情况下挂篮整体结构的内力，理想的状况是对各一个浇筑的阶段豆芽进行分析，因为每一次浇筑挂篮前支点的锚固位置和方向都会发生变化，所以挂篮的受力状况也就会发生变化。 

 　　3.2 工艺流程 

 　　根据计算的模式将挂篮分成二大单元,也就是空间桁架承重单元和吊钩行走钢箱单元两部分。根据斜拉桥设计要求,斜拉索在施工时不能一次预拉到位,而是在施工过程中不断调整索力,进行施工控制。篮前移到本节段设计位置→测量放样、挂篮定位→挂篮提升、调整立模标高、挂篮锚固→安装斜拉索、按照监控指令较好次张拉斜拉索，并进行立模标高复核→底板钢筋绑扎→腹板钢筋绑扎→内模安装→顶板钢筋绑扎→浇筑50%混凝土→根据监控指令 次张拉斜拉索→浇筑剩余50%混凝土→混凝土养生→混凝土龄期大于7天、强度大于设计强度90%→主梁预应力张拉并压浆→根据监控指令要求斜拉索进行第三次张拉，然后进行体系转换→卸挂篮锚杆组、脱模→安装行走滑轮→挂篮前移行走至下一节段→重复以上步骤进行下一节段主梁。 

 　　3.3 计算结果分析 

 　　1)纵梁较大杆件内力 

 　　纵梁较大杆件内力见表1。 

 　　表1 纵梁较大杆内力 

 　　2)前中横梁较大杆件内力 

 　　前中横梁较大杆件内力见表2. 

 　　表2 边前中横梁较大杆件内力 

 　　以上的几项验算，杆件不不仅要满足强度的要求而且还要满足刚度的要求，从而来保证杆件的受力稳定性。经过计算全部符合要求后才可以交付施工使用。 

 　　4挂篮的施工工艺研究 

 　　4.1挂篮的制造、安装和预压 

 　　本工程设计为前支点挂篮悬臂浇筑工艺，悬臂浇筑节段长6.00m、宽33.50m，挂篮故承载平台设计尺寸长度达18.01m、宽度33.5m。 

 　　挂篮的预压试验是在挂篮安装完毕后进行，按照监控要求安装并张拉斜拉索后，模拟主梁标准节段的实际悬浇施工过程来进行的。试验选用的较大荷载为挂篮浇筑较重节段混凝土荷载的1.10倍，其加载方式为以堆码袋装砂来实现。通过挂篮模拟主梁混凝土浇注全过程的加载预压试验，得出挂篮的弹性变形和非弹性变形，其非弹性变形已经消除，弹性变形通过预抬标高来予以调整。 

 　　4.2 模板工程 

 　　梁挂篮模板系统由主梁底模、外侧模及内模组成。主梁底模采用定型钢模板结构，与挂篮底篮焊接成整体，底模顺桥向长为6.3m，前端支撑在挂篮前横梁上，后端锚固在已浇筑梁段上。外侧模采用定型钢模板，内模采用定型钢模板和木模相结合、满堂脚手钢管支撑，待底板、腹板、加劲板和横梁钢筋施工完毕后，将预先拼装好的内模整体吊入组拼，横梁侧模之间以及边箱梁内外侧模等之间采用对拉螺杆连接。 

 　　4.3 预埋件的施工 

 　　悬浇施工要注意预埋件的预埋，预埋件包括工程埋件和施工埋件，工程埋件包括交通工程埋件、景观埋件、通讯及供电系统埋件以及泄水孔、通气孔、栏杆等，施工措施埋件主要包括挂篮锚固系统、行走系统预留孔、塔梁临时锚固系统的预埋等。 

 　　4.4 混凝土工程 

 　　主梁悬浇节段底腹板混凝土设计标号为C50，面板为C50钢钎维混凝土，采用缓凝剂，初凝时间不小于18小时。单个标准节段主梁的混凝土数量在140m3，施工时单座索塔东西两侧相应对称节段的主梁混凝土一次浇筑完成，索塔东西侧挂篮对称悬浇施工，砼生产由搅拌站提供，由二台对称拖泵输送到桥面，泵管软管布料。单幅挂篮混凝土浇筑时，总原则从挂篮前端向后端进行，遵循左右对称、均衡、同步的原则进行，确保施工质量和安全，挂篮两侧不平衡重容许偏差小于15t。混凝土浇筑过程中，根据监控指令要求当混凝土浇筑完成50%时，进行斜拉索 次张拉，斜拉索张拉以控制标高为主、索力作为校核。 

 　　通过箱梁断面分析，混凝土浇筑50%即为箱梁底板浇筑完成、腹板浇筑至上倒角底部位置，施工时以搅拌站搅拌统计方量为准、现场按照浇筑位置复核。当混凝土浇筑完成50%时，现场停止浇筑施工，进行斜拉索 次张拉作业。斜拉索 次张拉严格按照监控指令进行，以标高控制、索力检测作为校核。 

 　　混凝土浇注完成后及时进行养护，一般情况下采用覆盖土工布和洒水养护，使砼表面的潮湿状态保持在7天以上。 

 　　结语 

 　　挂篮施工所需要的大型设备少，在施工过程中所受到的限制也少，所以其应用范围也较为广泛，本文结合广州大桥的施工对挂篮施工技术进行了系统的研究，并且对其受力状况进行了分析，结合受力情况实际分析了施工中需要注意的问题。 

 　　参考文献： 

 　　[1]傅汉江,范建海,徐明浩.汉川汉江公路大桥无平衡重液压挂篮设计.机械与施工机械化杂志,2003(5) 

 　　[2] 姜永军. 预应力混凝土桥连续钢构悬臂浇筑施工技术研究.天津大学工程硕士论文，2004 

 　　[3] 黄绳武．桥梁施工及筹备管理(上册)．北京：人民交通山版社，1999