1 工程概况

　　钢梁桥因具有强度高、刚度大、跨度大、加工方便、架设速度快等优点被广泛应用，钢梁桥桥面铺装工程越来越多，铺装效果对桥梁使用寿命和疲劳特性的影响较大。近年来，部分学者对钢梁桥桥面铺装进行大量试验和理论研究，取得一定成果。由于钢梁桥桥面板受力较复杂，对工作环境和使用条件的要求较严格，易产生病害。

　　蒙华铁路洞庭湖大桥为铁路斜拉桥，全长10 444.659m，跨越洞庭湖与长江连接处的湘江河道，连接君山区与岳阳楼区，是蒙华铁路重点控制性工程之一。本工程桥面铺装范围包括(98+140+406+406+140+98) m三塔双索面钢箱-钢桁结合梁斜拉桥(主桥)和84m简支钢桁梁(跨沿湖路桥)，总铺装长度1 372m，总铺装面积约11 971m²。在桥面板两侧焊接挡砟板，形成道砟槽，道砟槽宽8.7m。钢板经喷砂除锈处理后达Sa2.5级，表面粗糙度为50～100μm。

　　洞庭湖大桥处于中亚热带过渡地带，该地区雨量充沛，严寒期短，传统桥面防水层细石聚丙烯腈纤维高性能混凝土无法保证自身工作性能及工期要求，且针对传统桥面铺装层的现有施工规范不适用于本桥，因此选用超高性能混凝土进行桥面防水铺装。超高性能混凝土作为新型水泥基材料，具有强度高、耐久性好、抗冻性好、抗腐蚀性强等优点，其抗拉、抗弯、抗剪、黏结强度与峰值应变等均高于普通混凝土，且掺入钢纤维后韧性可显著增强，在高层建筑、道路工程、桥梁工程及核工程等领域得到广泛应用。但超高性能混凝土在铁路斜拉桥中的应用较少，因此，对洞庭湖大桥桥面防水铺装层施工进行研究。

　　2 工艺原理

　　主桥桥面铺装如图1所示，首先使用抛丸机将道砟槽内桥面油漆、浮锈等清理干净;然后在桥面上喷涂2道50μm厚环氧富锌防锈底漆;再利用墨线在桥面上弹出剪力钉位置，并采用螺柱焊机焊接剪力钉(见图2)，补涂部分破损剪力钉面漆后，绑扎钢筋网片、安装模板，泡沫板下方利用泡沫胶进行密封和固定;最后浇筑超高性能混凝土，每节钢梁桥桥面板混凝土浇筑完成后，覆盖薄膜及土工布进行养护。

　　图1 主桥桥面铺装示意  

　　图2 剪力钉焊接  

　　3 施工关键技术

　　3.1 桥面清理及除锈

　　为更好地保护桥面板，提高桥梁使用寿命和行车舒适性，减小振动和噪声的影响，桥面须清理及除锈。处理每节桥面板前，首先标记出施工区域，抛丸机作业时按顺桥向从一侧向另一侧依次进行，第1,2道抛丸须搭接10cm，避免存在间隙。挡砟板侧面因无法使用抛丸机而采用人工除锈法，即使用角磨机将挡砟板表面打磨至满足光洁度要求。

　　3.2 防腐涂装

　　为避免清理干净的桥面板长时间暴露在空气中再次出现新锈斑，影响防腐效果，抛丸结束后立即喷涂2道50μm厚环氧富锌防锈底漆。

　　试验段采用喷涂与滚涂相结合的方式进行防腐涂装，首先使用高压无气喷涂机进行喷涂，喷嘴口径、喷嘴压力、喷涂距离等技术参数按涂料说明书的要求选用。喷出的漆流方向尽量与喷涂物体表面垂直，喷涂速度以一次达到漆膜厚度要求为宜，2次喷涂之间需有一定重叠。挡砟板底漆采用滚涂，即使用短滚筒蘸取搅拌完成的油漆，沿挡砟板侧面进行涂装。应注意，滚筒不能蘸取过多漆料，以防滴落和流挂。

　　环氧富锌防锈底漆施工完成后，需在自然环境中养护，利于油漆充分固化、干燥。养护期间避免淋水、行走或行车等，以免影响底漆固化和最终性能。

　　3.3 钢筋绑扎

　　钢筋绑扎质量要求如表1所示，为保证钢筋网刚度，需对已绑扎完成的钢筋网进行垫层加密，即将长30～40mm的垫层钢筋头，按间距400～500mm进行加密补垫，补垫时先用撬棍使钢筋网轻微翘起，然后将垫层钢筋头置于绑扎点下方，如图3所示。

　　表1 质量要求 

　　表1 质量要求

　　图3 钢筋网  

　　3.4 模板施工

　　半幅施工缝分为横向施工缝和纵向施工缝，施工缝尺寸为200mm×100mm。在施工缝处设置挡头模板，模板采用宽50mm、厚16mm的硬质泡沫板。将模板安装在钢筋网上，并在模板下方使用泡沫胶进行密封和固定。

　　3.5 超高性能混凝土施工

　　超高性能混凝土配合比为水泥∶核心料(包括硅灰、超细矿粉、外加剂)∶石英砂∶钢纤维∶拌合水=850∶340∶850∶250∶210(kg/m³)，超高性能混凝土防水铺装层全幅段采用工作宽度8.0m的振动梁进行摊铺，半幅段采用工作宽度4.0m的振动梁进行摊铺。摊铺前需先进行标高调整和线形调整，并在振动梁底安装滑靴，滑靴在横向钢筋上行走，利用滑靴控制钢筋保护层厚度和总铺装厚度。

　　本工程主要为半幅段施工，通过溜槽布料，利用振动梁进行振捣铺平。振动梁在行进过程中保持匀速前进，前进速度与前方布料速度一致。

　　混凝土每摊铺完成一定距离(沿摊铺方向约2m)后，需覆盖薄膜进行保湿养护，然后覆盖潮湿土工布，既可对混凝土进行保湿养护，又能防止薄膜被风吹起。养护过程中保持土工布始终处于湿润状态，覆膜养护至混凝土强度达到设计要求。

　　4 施工质量控制措施

　　1)严选抛丸处理时的金属磨料，确保其干燥、清洁，提高抛丸质量。

　　2)抛丸机须将道砟槽内桥面油漆、浮锈清理干净，并除去表面氧化层。钢丸应高速撞击桥面，使桥面晶格发生扭曲变形，进而提高桥面硬度，有利于增强桥面涂装油漆的附着力。

　　3)剪力钉须焊接牢固，可有效传递混凝土与钢材间的剪力及使二者分离的“掀起力”，使混凝土与钢材组合成整体，共同受力，进而提高结构耐久性。

　　4)严格选择超高性能混凝土原材料，利用超细粉与水泥间的填充效应，使凝胶材料达到最低孔隙率，得到密实的水泥石结构。

　　5 结语

　　超高性能混凝土防水铺装层施工技术在洞庭湖大桥桥面施工中首次应用，成功浇筑610m³混凝土，施工效果良好，大幅提高了钢材在混凝土中的强度利用率，形成混凝土、钢纤维、钢筋更协调的钢-混复合新结构，且可保证结构质量轻、强度高、韧性好。超高性能混凝土的应用增加了结构安全使用年限，减少了因修补造成的浪费，节约资源，具有一定经济效益。本次工程实践表明，超高性能混凝土可用于重载铁路桥防水铺装层施工。