钢筋焊接网在桥面铺装中的应用

作者:周旭 张伟 李家兵 孙利军
单位:北京邢钢焊接网科技发展有限责任公司 安徽马钢比亚西钢筋焊接网有限公司
摘要:介绍了钢筋焊接网在我国桥面铺装中的应用, 研究了桥面铺装层中的钢筋焊接网的各种应用形式, 并对钢筋焊接网的施工进行探讨。截至2015年末, 全国公路总里程457.73万km, 全国公路桥梁77.92万座、4 592.77万m, 其中应用CRB550钢筋焊接网的桥面2.4亿多万m2, 使用焊接网用量超过300万t。工程实践证明钢筋焊接网技术应用在桥面铺装中达到了设计要求, 施工质量良好, 经济效益明显。
关键词:桥梁工程 钢筋焊接网 桥面铺装 搭接长度 平搭法
作者简介:作者简介: 周旭, 高级工程师, E-mail:xgzhx@sina.com;

 

桥面铺装指用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层, 目的是分散车轮的集中荷载和保护桥面板, 其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面层, 保护主梁减少雨水侵蚀的危害, 并分散车轮的集中荷载。一般常用的桥面铺装有沥青混凝土和水泥混凝土这两种形式。截至2015年底, 全国公路里程达到475.73万km, 高速公路里程12.5万km, 其中公路桥梁77.92万座、4 592.77万m。桥面铺装使用钢筋焊接网2.4亿多m2, 钢筋焊接网用量超过300万t。

钢筋焊接网技术在桥面铺装上的应用最早可以追溯到1994年, 在广州北环高速高架桥的桥面铺装中应用了D5冷轧带肋钢筋焊接网100多t;然后在1995年广州至番禺的迎宾路高架的桥面铺装中也应用了D5冷轧带肋钢筋焊接网100多t。江苏某公司于1994—1995年在无锡工业园区的一些市政小桥梁的桥面铺装上开始应用D7光圆钢筋焊接网, 年应用量近1 000t;江苏高速桥面铺装最早应用钢筋焊接网的项目是1997—1998年的无锡机场高速, 其中江阴长江大桥应用A8冷轧带肋钢筋焊接网1 000多t, 无锡机场高速其他桥面铺装应用E8冷轧带肋钢筋焊接网1 000多t。1998年在安徽阜阳南兆河大桥的桥面铺装上开始应用D8冷轧带肋钢筋焊接网约200t。

钢筋焊接网在桥面铺装上的应用可分为3个阶段:开发阶段、发展阶段、成熟阶段。2000年以前可以称为开发阶段, 2000—2010年可以称为发展阶段, 2010年以后称为成熟阶段。钢筋焊接网在桥面铺装上的应用开发阶段, 以广东、江苏、安徽等公司为代表的焊接网生产企业, 积极推动了公路桥梁中桥面铺装层冷轧带肋钢筋焊接网的应用。2000—2010年, 桥面铺装层钢筋焊接网在安徽、江苏、广东、江西、浙江、上海、山东、山西、北京、天津、河南、河北、湖南、湖北、福建、广西、贵州、重庆、甘肃等省市逐步得到了应用。把这10年作为发展阶段的原因如下: (1) 2003年起由安徽某焊接网公司成立, 致力于钢筋焊接网在全国范围内的推广与应用, 安徽、上海、江苏、浙江、江西、山东、河南、湖北、广西、重庆、福建等省市的公路桥梁桥面铺装层的钢筋焊接网应用越来越广泛。 (2) 成立于2002年的北京某焊接网公司积极开发市场, 逐步打开了公路桥梁桥面铺装应用冷轧带肋钢筋焊接网[1]的北方市场。 (3) 焊接网企业在全国范围内如雨后春笋般成立起来, 从最初的几家到几十家, 尤其是山西、湖南、福建、安徽等省交通管理或交通规划部门下文件要求高速公路桥面铺装必须使用钢筋焊接网, 对冷轧带肋钢筋焊接网在各省的公路桥梁桥面铺装上的应用起到了巨大的推动作用。2010年以后称为钢筋焊接网在桥面铺装上的应用成熟阶段, 除了西藏、海南、黑龙江、吉林、甘肃、宁夏等少数几个省、自治区没有焊接网生产企业以外, 全国各地焊接网企业已达到100多家, 几乎达到了凡公路桥梁桥面铺装层均采用钢筋焊接网的程度。

1 桥面铺装中钢筋焊接网应用典型案例

桥面铺装可分为高速公路桥梁和市政公路桥梁2种, 但其桥面铺装钢筋焊接网的形式基本相同。典型工程如下: (1) 京沪高速天津段公路全长120km, 其中桥面铺装中使用CRB550钢筋焊接网约16 000t。 (2) 北京市五环、六环路高架桥自2002年以后, 在北京市内全部的桥面铺装均采用CRB550钢筋焊接网 (见图1a) 。 (3) 天津塘沽第九大街跨京山铁桥桥长11.5km, 桥面设计全部采用CRB550钢筋焊接网。 (4) 张承高速桥面采用D11/D12型号CRB550钢筋焊接网, 全高速路段用焊接网超过10 000t (见图1b) 。 (5) 安庆长江公路大桥主体为双向四车道公路斜拉桥, 该桥的引桥和接线桥桥面铺装应用D8冷轧带肋钢筋焊接网约3 000t。 (6) 南京长江三桥南京长江三桥是国内第一座钢塔斜拉桥, 也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。全桥采用双向六车道高速公路标准建设, 该桥的引桥和接线桥桥面铺装应用D10冷轧带肋钢筋焊接网约5 000t。 (7) 山东东明黄河公路大桥大桥长15km, 主桥全长3 536m, 项目建设标准为双向四车道高速公路标准, 为“黄河第一长桥”, 也是亚洲最长的大陆桥。该桥全段桥面铺装应用D10冷轧带肋钢筋焊接网约4 000t (见图1c) 。 (8) 上海延安高架路桥全长15km, 为双向六车道, 有“亚洲第一湾”美称。该高架桥桥面铺装应用D8冷轧带肋钢筋焊接网约3 500t。 (9) 苏通长江公路大桥路线全长32.4km, 其中跨江大桥长8 146m, 北接线长约15.1km, 南接线长约9.2km。跨江大桥由主跨1 088m双塔斜拉桥、辅桥和引桥组成, 主桥主孔通航净空高62m, 宽891m, 其主跨跨径是世界位居第二大跨径的斜拉桥, 主桥两个主墩基础分别采用131根直径2.5~2.85m, 长约120m的灌注桩, 是世界最大规模的群桩基础;主桥最长的斜拉索长达577m, 也是世界最长的斜拉索。该桥的引桥和接线桥桥面铺装应用D8冷轧带肋钢筋焊接网约6 500t (见图1d) 。

图1 钢筋焊接网桥面铺装Fig.1 Welded steel fabric in bridge deck pavement

图1 钢筋焊接网桥面铺装Fig.1 Welded steel fabric in bridge deck pavement

 

2 钢筋焊接网在桥面铺装中的应用技术

2.1 焊接网的典型布置

由于设计时只是在施工图中简单地加以说明并配以剖面图和局部大样图, 焊接网的桥面铺装布置还需结合生产工艺和施工工艺加以优化设计。

2.1.1 焊接网布置需要注意的事项

1) 焊接网搭接方式的选择

焊接网一般有3种搭接方式:叠搭法、扣搭法和平搭法[2]。焊接网采用叠搭法或扣搭法时, 有一个方向的钢筋不能在同一平面内, 从而会引起钢筋的有效高度发生变化, 而采用平搭法搭接, 可使焊接网的纵横向钢筋均保持在同一平面内。由于桥面铺装层混凝土厚度较薄 (一般不超过100mm) , 焊接网布置时, 最佳搭接方式为两个方向均采用平搭, 如图2所示。

图2 平搭法示意Fig.2 Nesting

图2 平搭法示意Fig.2 Nesting

 

2) 焊接网规格型号的确定

焊接网的型号取决于以下几个方面:首先受制于焊接网机的生产能力 (一般长度限制为12m, 宽度限制为3.3m) , 运输能力 (一般公路运输长度不超过12.5m, 宽度不超过2.4m) 。

3) 桥面铺装焊接网施工组织方式有3种选择

沿桥宽分幅施工或沿桥长方向分段 (或一次性) 进行, 或采用全桥整体浇筑。不同的浇筑方式需要采用不同的焊接网布置方式, 同时既要考虑减少搭接, 又要考虑搬运方便。

2.1.2 桥面铺装焊接网布置方案

1) 桥面为等宽的直线桥

(1) 当桥宽不大于12m时为了减少规格, 可采用垂直于桥长方向布置一种规格的焊接网 (见图3a) ; (2) 当桥宽大于12m时受制于焊接网生产长度的限制 (不能超过12m长) , 当桥宽大于12m时, 焊接网布置可参照图3b的2种布置方案 (此方案对于小于12m的桥宽同样适用) 。

图3 桥面铺装焊接网布置Fig.3 Design layout of welded steel fabric for bridge deck pavement

图3 桥面铺装焊接网布置Fig.3 Design layout of welded steel fabric for bridge deck pavement

 

一般建议采用图3b右边的布置方案, 而图3b左边的布置方案次之。

2) 桥面为等宽的斜桥

焊接网布置方案与上述直线桥布置方法相同, 焊接网沿桥宽或桥长布置, 将一侧伸缩缝处焊接网预留出搭接长度, 一侧多出部分裁剪后补在另一侧, 满足搭接长度 (见图3c) 。

3) 桥面等宽的曲线桥

当桥宽不大于12m时, 焊接网在弧线的外侧采用平搭法, 在外弧处的搭接长度需满足最小搭接长度 (200mm) 的要求, 在内弧处的搭接长度根据转弯半径和桥面宽度计算确定 (见图4a) 。

桥宽大于12m时, 小于12m部分采用4a图示的方法, 同时在内弧部分采用另一种型号的焊接网与之搭接, 见图4b所示。

图4 曲线桥面铺装焊接网布置Fig.4 Layout of welded steel fabric for bridge deck pavement on curved bridge

图4 曲线桥面铺装焊接网布置Fig.4 Layout of welded steel fabric for bridge deck pavement on curved bridge

 

4) 特殊桥面的布置方式

对于桥面宽度逐渐变化或主桥与匝道相交处的位置, 由于桥面宽度不规则的变化, 布置焊接网比较困难, 可采用将焊接网局部裁剪或在不宜布置整张焊接网的部位, 进行直条绑扎[3]施工, 以满足桥面铺装焊接网的实际情况。

2.2 桥面焊接网布置遵循的原则及设计程序

焊接网布置设计与桥面铺装时的钢筋绑扎钢筋下料程序相当, 但桥面焊接网布置一般由焊接网的生产厂家负责, 但也有个别使用焊接网较成熟的施工单位也能够对桥面应用焊接网做出布置图, 这样生产厂家直接根据图纸加工焊接网即可。

2.2.1 桥面铺装焊接网布置原则

首先须符合工程设计文件及相关标准、规范、规程的要求, 其次需使设计的焊接网能够使用已有的生产设备生产 (长、宽等) , 第3满足选择的运输方式和安装方便的要求, 同时对于生产厂家和使用单位来说, 较少的焊接网规格和较少的搭接量对提高生产和施工效率也十分重要。

2.2.2 桥面铺装布置图的设计程序

1) 从设计院或施工单位拿到桥面铺装图纸, 对工程状况进行了解。

2) 了解施工单位施工组织方式、进度要求, 对焊接网的打包方式和生产进度进行整体安排。

3) 进行焊接网布置图的设计对于简单的桥面来说, 可以直接使用文字说明表达清楚的, 可不必进行图纸表达。但对于桥型较复杂的桥面来说, 必须用图纸进行表达, 将每种焊接网的型号标识在图纸相应的位置。

4) 编制对应的焊接网规格表焊接网规格表的内容应该包括图中焊接网编号、钢筋直径和间距、焊接网的尺寸、质量等内容, 同时注意焊接网编号要与焊接网布置图中的一致。

5) 焊接网规格型号的归并这一环节对生产和施工来说都是十分重要的。焊接网需要在工厂进行生产, 每更换一种不同的规格, 都需要对焊接设备的供料装置进行调整, 规格型号越多生产效率就越低, 同时施工现场铺装时需要根据布置图的焊接网编号来寻找相对应的规格型号, 规格型号越多现场寻找焊接网就越困难, 造成铺设效率就越低。所以设计时要减少焊接网规格, 这样既有利于焊接网生产, 也有利于焊接网现场施工铺装。

6) 焊接网布置图的说明图纸中未能表达全面的内容, 需要进行位置说明。包括焊接网采用的搭接方式、搭接长度、铺装顺序以及现场铺设时采用的临时措施等。

7) 焊接网布置图的校核由于现阶段大部分焊接网采用的是定制方式, 即每一个桥都是量身定做焊接网, 如果一个桥的焊接网规格出错, 在其他桥中很难再使用该规格, 这样就造成很大浪费, 所以焊接网布置设计是不允许出错的, 必须有校核的程序, 这点应引起重视。

8) 焊接网布置设计的确认焊接网布置设计必须征得设计或使用部门的认可后方可加工, 设计或使用部门对工程的理解程度比我们深, 通过对方对布置方案的审核, 可以避免许多后期使用中不顺畅。

2.3 焊接网的铺装工艺及施工注意事项

1) 焊接网铺装前需要将基层清理干净, 对于桥面的局部不平处要凿平, 剔除一些浮渣, 有条件地使用高压风 (水) 冲洗, 以便铺装层浇筑混凝土时更好与桥面结合。对于一些有预埋钢筋的桥面, 需要将影响焊接网铺装的预埋钢筋拉直。

2) 确定保护层并放置垫块桥面铺装厚度一般为80~120mm, 钢筋焊接网一般布置在铺装层的中间位置或者上部1/3处, 在准备垫块时要充分考虑各种因素, 满足使用要求。

3) 焊接网进场检验焊接网进场后必须对焊接网的外观、几何尺寸、质量偏差、力学性能等按照GB/T1499.3—2010进行现场抽样检验, 检验合格后方可进行桥面铺装。

4) 焊接网铺装焊接网的铺装顺序依据混凝土浇筑施工顺序, 按照布置图的设计以及预先设计好的铺装顺序逐片铺装。铺装时注意焊接网的上下顺序, 先铺装下层焊接网, 这样在放置上层焊接网时, 直接将预留的搭接长度调整到位即可, 可以减少施工时间、加快施工进度。

5) 施工注意事项 (1) 根据施工进度及时进场所需要的焊接网。焊接网提前1周左右通知厂家进行生产, 最好在焊接网运输到现场后直接吊运到清理好的施工平台上, 这样可以避免二次倒运; (2) 严格保护好焊接网的标牌, 不能丢失, 因为每张焊接网都对应唯一的位置, 标牌丢失将造成使用障碍, 这点应引起施工现场人员的重视; (3) 垫块要根据桥面铺装的厚度确定, 按照规范要求设置, 保证足够的密度, 并要保证保护层达到设计要求; (4) 焊接网铺装时注意焊接网的放置方向和上下顺序, 混凝土浇筑遵循“先铺先浇, 随铺随浇”的原则, 铺装好的钢筋焊接网尽量减少等待浇筑混凝土的时间。必须严格按照桥面铺装焊接网布置图所示的搭接方式搭接, 如搭接错误将会对整个铺装工作造成混乱, 且容易产生桥面铺装混凝土保护层不够的现象。

3 结语

1) 桥面铺装使用钢筋焊接网已逐渐被广大设计院和施工单位所认可, 其技术已日渐成熟。

2) 钢筋焊接网是在工厂按图纸设计的规格尺寸加工, 按施工进度要求及时运至现场, 可直接吊运到施工作业面上, 施工现场省略了钢筋绑扎所需的堆放和加工场地, 节约了场地, 同时减少了一部分现场管理的工作量, 有利于文明施工, 对环境保护建设和文明生产起到了积极的推动作用。

3) 由于桥面钢筋焊接网一般采用CRB550钢筋, 表层没有氧化铁皮的保护, 在空气中裸露易产生氧化现象, 所以存放时需要采用苫布盖好, 或者运送到现场后尽快使用。

4) 截至2015年底, 全国公路桥梁77.92万座、4 592.77万m。使用钢筋焊接网的桥梁工程约2.4亿多m2, 使用钢筋焊接网用量超过300万t。实践证明了钢筋焊接网在桥面铺装中的应用是历史的选择, 是社会进步的表现, 符合中国建筑业的发展方向, 值得进一步推广。

 

The Application of Welded Steel Fabric in Bridge Deck Pavement
Zhou Xu Zhang Wei Li Jiabing Sun Lijun
(Beijing Xingtai Steel Weldmesh & Technology Development Co., Ltd. Anhui BRC & Ma Steel Weldmesh Co., Ltd.)
Abstract: The authors introduced the application of welded steel fabric in bridge deck pavement, and studied and discussed various applications in bridge deck pavement and construction with welded steel fabric. By the end of 2015, the entire mileage of highway come to 4 577 300 km with 779 200 bridges ( come to 45 927 700 meters) in China, wherein more than 240 million square meters were used CRB550 welded steel fabric, with a usage of mesh over 3 million tons. Engineering practice shows that welded steel fabric application in bridge deck pavement has reached the design requirements, construction quality is good, the economic benefit is obvious.
Keywords: bridges; welded steel fabric; deck pavement; lap length; nesting;
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