发明内容
本发明的目的是提供一种可跨中央分隔带施工的路面摊铺机及其施工方法,要解决传统的混凝土路面摊铺机无法连续摊铺桥面的技术问题;并解决传统的混凝土路面摊铺机在路面摊铺时容易出现打滑现象、不能保持正常同步行走的问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种可跨中央分隔带施工的路面摊铺机,包括机架、履带轮和摊铺设备,所述机架包括两根主梁框架和连接在主梁框架左右两端的两根侧梁,所述摊铺设备包括搓平装置、传力杆插入设备、可升降边模、磨平器、搅拌缸、振捣棒和布料犁,其中可升降边模有两条并对称分布在主梁框架的左右两侧,其特征在于:在其中一条可升降边模的外侧、两根主梁框架与该侧的侧梁之间固定连接有第一加长臂和第二加长臂,在第二加长臂的后方、侧梁与可升降边模之间还固定连接有第三加长臂,第一加长臂与第二加长臂之间、第二加长臂与第三加长臂之间均连接有加强连接杆,第一加长臂、第二加长臂和第三加长臂之间向上固定连接有三角支架,该三角支架由一根竖杆和两根斜杆组成,其中竖杆的下端与第二加长臂固定连接,两根斜杆的下端分别与第一加长臂、第三加长臂固定连接,竖杆和两根斜杆的上端固定连接在一起。
所述第一加长臂、第二加长臂和第三加长臂的长度为2m~3m。
所述振捣棒与地面的夹角为10°~20°。
一种应用可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的施工方法,其特征在于:步骤一、在施工面上测量放样挂线;步骤二、在施工面上清凿洒水;步骤三、在施工面上安装钢筋网;步骤四、将可跨中央分隔带施工的路面摊铺机就位;步骤五、先向施工面侧向布混凝土料,再用可跨中央分隔带施工的路面摊铺机对路面进行摊铺,同时可跨中央分隔带施工的路面摊铺机用传力杆插入设备将传力杆插入到摊铺好的路面混凝土中,在可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的后方跟踪检测摊铺好的路面混凝土的标高。步骤六、在接缝和路面不规则处进行人工修边;步骤七、对摊铺好的路面混凝土进行养生,当路面混凝土达到设计强度的25%~35%时,用切缝机在路面上进行分划切缝作业;步骤八、对分划切缝作业完的路面混凝土继续进行养生,当路面混凝土达到设计强度的40%~60%时,对路面进行刻槽和填缝;步骤九、对刻槽和填缝过的路面混凝土继续进行养生,当路面混凝土完全达到设计强度时,进行指标检测。
所述步骤五中,让车辆从侧面将混凝土料卸到布料机的换料斗中,再经布料机的皮带传输到拟铺路面的中部;或者用挖掘机从侧向布混凝土料,即从运料车车斗中直接挖混凝土料,然后布到可跨中央分隔带施工的路面摊铺机前。
所述步骤五中,混凝土料的制作使用步骤为,a、在搅拌站混合混凝土料;b、抽样检查,合格则继续下一步,不合格则重新进行上一步;c、运输至施工现场;d、进行坍落度试验。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:本发明所述摊铺机是在现有的混凝土路面摊铺机上进行了技术改装,使最大可摊铺宽度大大超过了12m,这样摊铺机左履带位置向外延伸至另一幅的桥面上,使混凝土路面摊铺机跨过了中央分隔带上的防撞护栏或防撞墙进行桥面摊铺,实现了桥面连续摊铺,保持了路面、搭板和桥面铺装的均一性,保证了施工的连续性,提高了路面平整度。
本发明所述摊铺机跨过了中央分隔带上的防撞护栏或防撞墙,所以摊铺机两侧的履带都行走在基层面上,而不再行走在中央分隔带的填土上面,由此保证了摊铺机的平稳、同步,减少了外界干扰,提高了水泥砼面层的平整度并较好的保持了摊铺线形。
本发明所述混凝土路面摊铺机跨越中央防撞墙进行桥面摊铺,实现了桥面的连续摊铺,实现了桥面主车道和超车道的一次性机械摊铺,提高了桥面的平整度;由于路面与桥面连续摊铺,提高了路面与桥面的顺接度,在路面施工环节上避免了桥台跳车。
由于本发明所述施工方法采用全线连续机械摊铺,所以避免了摊铺机及其它辅助施工机具的工作面转移,提高了工效,缩短了工期;由于主车道和超车道一次性机械摊铺,所以减少了桥面钢筋的搭接数量。
本发明减小了振捣棒的倾斜角度,大大提高了振捣棒的振实效果,杜绝了摊铺钢筋网时的大面积麻面现象,保证了混凝土的密实度,使施工质量得到有效的改善。
本发明适用于各种新建带中央分隔带水泥混凝土路面滑模施工,也广泛适用于各种带中央分隔带水泥混凝土大修改建工程面层滑模施工,本发明还适用于各种带中央防撞墙桥面面层滑模施工,尤其适用于带中央防撞墙特大桥桥面滑模施工。
本发明所述摊铺机施工出来的混凝土面层的平整度、中线偏位、高程、横坡等技术指标都有了很大的提高,详见下表(摊铺机改装前后混凝土路面主控指标数据对比表)。
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具体实施方式
实施例参见图2、图3所示,这种可跨中央分隔带施工的路面摊铺机,包括机架1、履带轮11和摊铺设备,所述机架1包括两根主梁框架2和连接在主梁框架2左右两端的两根侧梁3,所述摊铺设备包括搓平装置4、传力杆插入设备5、可升降边模6、磨平器7、搅拌缸8、振捣棒9和布料犁10,其中可升降边模6有两条并对称分布在主梁框架2的左右两侧,在其中一条可升降边模的外侧、两根主梁框架2与该侧的侧梁3之间固定连接有第一加长臂13和第二加长臂17,在第二加长臂17的后方、侧梁3与可升降边模6之间还固定连接有第三加长臂18,第一加长臂13与第二加长臂17之间、第二加长臂17与第三加长臂18之间均连接有加强连接杆15,第一加长臂13、第二加长臂17和第三加长臂18之间向上固定连接有三角支架8,该三角支架8由一根竖杆和两根斜杆组成,其中竖杆的下端与第二加长臂17固定连接,两根斜杆的下端分别与第一加长臂13、第三加长臂18固定连接,竖杆和两根斜杆的上端固定连接在一起。所述第一加长臂、第二加长臂和第三加长臂的长度为2m~3m。参见图5,所述振捣棒9与地面16的夹角β为10°~20°。
参见图6,这种应用可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的施工方法,步骤一、在施工面上测量放样挂线;步骤二、在施工面上清凿洒水;步骤三、在施工面上安装钢筋网;步骤四、将可跨中央分隔带施工的路面摊铺机就位;步骤五、先向施工面侧向布混凝土料,再用可跨中央分隔带施工的路面摊铺机对路面进行摊铺,同时可跨中央分隔带施工的路面摊铺机用传力杆插入设备将传力杆插入到摊铺好的路面混凝土中,在可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的后方跟踪检测摊铺好的路面混凝土的标高。步骤六、在接缝和路面不规则处进行人工修边;步骤七、对摊铺好的路面混凝土进行养生,当路面混凝土达到设计强度的25%~35%时,用切缝机在路面上进行分划切缝作业;步骤八、对分划切缝作业完的路面混凝土继续进行养生,当路面混凝土达到设计强度的40%~60%时,对路面进行刻槽和填缝;步骤九、对刻槽和填缝过的路面混凝土继续进行养生,当路面混凝土完全达到设计强度时,进行指标检测。
所述步骤五中,让车辆从侧面将混凝土料卸到布料机的换料斗中,再经布料机的皮带传输到拟铺路面的中部;或者用挖掘机从侧向布混凝土料,即从运料车车斗中直接挖混凝土料,然后布到可跨中央分隔带施工的路面摊铺机前。
所述步骤五中,混凝土料的制作使用步骤为,a、在搅拌站混合混凝土料;b、抽样检查,合格则继续下一步,不合格则重新进行上一步;c、运输至施工现场;d、进行坍落度试验。
所述传力杆插入设备简称DBI。
经施工检验及相关参数匹配分析,通过延长整机机身、加装振捣棒、边模以及传力杆插入设备等,使本实施例成为可以一次性摊铺三车道路面的带传力杆插入设备的摊铺机,本实施例室外最大可摊铺宽度扩展为14.25m。
路面混凝土实测项目:
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注:表中σ为平整度仪测定的标准差;IRI为国际平整度指数;h为3m直尺与面层的最大间隙。
本实施例对振捣棒的插入倾角进行调整:参见图4,传统的混凝土路面摊铺机中,振捣棒与地面的夹角α为30°左右。参见图5,本发明中,振捣棒9与地面16的夹角β为10°~20°。
本发明对可升降边模(主边模)之后的不可升降边模部分进行调整处理:经过再三研究考证,决定将固定边模的上部分(即拆卸下部分后剩余固定边模)相应切除2.0cm的高度,这样就相当于固定边模提升了2.0cm。那么,通过与主边模升降的配合,就可以摊铺含单层或多层钢筋网水泥砼面层,也可以顺利进行带钢筋网的保护层仅4.0cm的桥面铺装。
本发明操作要点:1、在施工面上测量放样挂线:下承层验收合格后,由测量人员按照可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的施工要求进行线位测量与高程测量。基准线设置形式视施工需要可采用单向支双线式和钢铰线,总长度不小于300m,基准线桩采用直径18mm的钢筋,每根桩应配备一个架臂扣和一个夹线臂。根据可跨中央分隔带施工的路面摊铺机上的边模到传感器的位置来确定基准线固定位置到摊铺面板边缘的横向支距,因整机的机身进行向外延伸2.25米,这样可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的左履带轮位置向外延伸至另一幅的桥面上,这样基准线桩桩位就在可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的履带轮的内侧,在履带轮内侧挂线一般距中央防撞墙边缘翼不小于0.65m,基准线的横向间距为摊铺宽度加横宽度,其间距相等。基准线桩纵向间距,平面直线段为10m,在变坡和弯道段加密到5~7m,每个桩打入下层10~15cm,夹线臂到下层顶面的距离为45~65cm。一根基准线的最大长度不得大于450m,必须张紧,每侧基准线应施加不小于1000N的拉力。基准线设置好后,进行校核复测,检查其安装准确与否,设置精度是否符合施工规范要求等。
2、滑模摊铺时,可让车辆从侧面卸料到布料机的换料斗,经布料机的皮带传输到拟铺路面的中部,也可用挖掘机侧向布料,从运料车车斗直接挖料布到可跨中央分隔带施工的路面摊铺机前施工,但要注意布料时不要勾到钢筋网。必须有专人指挥车辆卸料,摊铺前,可跨中央分隔带施工的路面摊铺机前的最高料位不得高于可跨中央分隔带施工的路面摊铺机前松方控制板顶面,料位的正常高度应在螺旋布料器叶片最高点之下,也不得缺料。禁止任何机械直接开上钢筋网。在可跨中央分隔带施工的路面摊铺机施工过程中,要求供料与摊铺机速度密切协调,尽可能减少停机次数,若出现新拌混凝土供应不上的情况,可跨中央分隔带施工的路面摊铺机停机等待时间不超过1小时,在1小时内,应每隔15分钟开启振捣棒振动3分钟;超过1小时,为防止出现冷凝,应将可跨中央分隔带施工的路面摊铺机开出路面摊铺位置,并设置施工缝。
3、混凝土摊铺、捣实、刮平作业完成后,因可跨中央分隔带施工的路面摊铺机的侧模与中央带防撞墙间有5cm左右的空隙,应对此部分进行填补与修整,用批准的饰面设备进一步整平,使混凝土表面达到要求的坡度和平整度。饰面作业时,严禁在混凝土表面洒水,接缝和路面不规则处的必要人工修整作业,应在工程师批准的工作桥上进行,该工作桥支承在中央防撞墙上,修整作业应在混凝土仍保持塑性和具有和易性的时候进行,以确保从混凝土表面上清除水分和浮浆,在表面的低洼处,不得填以表面的浮浆,而必须用新制混凝土填补与修整。
4、步骤七中,为了防止桥面或路面出现裂缝,在路面混凝土达到设计强度25%~35%时,用切缝机在路面上进行分划切缝作业。本实施例中,为了防止桥面出现裂缝,在桥梁墩顶位两侧各5m处采用切缝机进行锯缝作业,各切一道横缝。
本发明所述施工方法需要的设备:1、搅拌机:为了使混凝土各物料充分搅拌均匀,摊铺机前供料连续,必须配备出料能力不小于100m3/h的强制式搅拌机。2、摊铺机设备:本发明所述的可跨中央分隔带施工的路面摊铺机。3、运输及其它设备:施工采用水泥混凝土运输车的方式运输混合料。刻纹机、养护剂喷洒机、切缝机、填缝机及其它小型机械施工设备。
本发明所述施工方法需要的安全措施:本发明所述施工方法需要建立行之有效的安全管理体系、落实安全责任,实施责任管理,需要建立和完善以项目经理为首的安全生产领导组织,有组织有领导的开展安全管理活动,承担组织、领导安全生产的责任,需要建立各级人员安全生产责任制度,明确各级人员的安全责任。所述布料作业要有专人指挥,要设置足够的安全警示标志,并严禁在布料的挖掘机下、在挖掘机作业半径内站人,在施工作业段周围画出施工危险区60m,并设临时警戒标志,非施工人员及车辆禁止进入。所述桥面施工现场作业面应进行清理检查,在中分带防撞墙应设置安全网,防止高空落物。当遇有5级以上大风、雷雨、及大雾等恶劣天气时,应停止作业。
本发明所述施工方法需要的环保措施:本发明所述施工方法需要建立健全环境保护体系,成立以项目经理为组长的环境保护领导小组,制定环境保护制度,加强环境保护基础工作,加强监督检查,落实各项工作责任制,形成环境保护保证体系,控制施工污染,减少污水、粉尘、空气及噪音污染,严格控制各项环保指标。对在施工过程中产生的废弃物,应及时进行清运到指定地点。车辆在运输过程中,严禁沿途洒落,要对施工路段进行洒水,防止扬尘。
本发明的经济效益分析:以某工程为例,从经济角度分析,由于全线连续机械摊铺,避免了摊铺机及其它辅助施工机具的工作面转移;提高了工效,缩短了工期;由于主车道和超车道一次性机械摊铺,减少了桥面钢筋的搭接数量。具体费用分析如下。
一、桥梁节省费用:本项目共24座桥,总长度2435.48m,其中大桥8座,长度1673.74m。
1、缩短工期节约费用:工作面转移时间:8次×2天/次=16天。
进行人工摊铺时,主车道与超车道分开施工,其工期约比机械施工增加了一倍,即int(1673.74m×2÷400m/天)=8天。
(1)摊铺机费用:6000元/天×16天=96000元。
(2)钩机费用:933元/天×16天=14928元。
(3)洒水车费用:466元/天×24天=11184元。
(4)拌和楼费用:3500元/天·台×2台×16天+3500元/天·台×1台×8天=140000元。
(5)装载机费用:500元/天·台×4台×16天+500元/天·台×2台×8天=40000元。
(6)发电机费用:343元/天·台×2台×16天+343元/天·台×1台×8天=13720元。
(7)人员工资:800元/天×24天=19200元/天。
(8)小计:323848元。
2、节省搭接钢筋费用:需搭接横筋数量:2435.48×2÷0.1=48709根。
根据施工规范,采用单面焊搭接长度不小于10d,取最小值,则搭接长度为0.1m/根(本项目桥面铺装采用φ10钢筋)。搭接钢筋数量为48709根×0.1m/根×0.617kg/m=3005kg。
加工、运输、安装及材料费用:3005kg×3.7元/kg=11118元。
3、合计:323848+11118=334966元。
二、路面节省费用:改装前,摊铺机左履带刚好行走在中分带上,混凝土路面摊铺机自重达八十多吨,摊铺时中分带回填土处履带容易出现打滑现象,因此,将整机的机身进行向外延伸2.25米,摊铺机左履带位置向外延伸至另一幅基层上,这样,两侧的履带都行走在基层面上,平稳、同步,减少外界干扰,提高了水泥砼面层的平整度,较好的保持了摊铺线形。经检验证明,面层的平整度、中线偏位、高程、横坡等技术指标都有所提高。同时,避免了不必要的机损,中分带土的回填、开挖及清理,缩短了工期,节省成本约39万元。在经济方面,通过技术改装避免了不必要的机损,中分带回填及开挖土的烦琐工序,节省了工期、中央分隔带的回填土,反开挖土及清理污染工作面的费用:1、节省工期费用:节省现场管理费及人员工资约30000元。
2、回填、夯实土费用:7元/m×20484m=143388元。
3、反开挖费用:9元/m×20484m=184356元。
4、清理污染工作面费用:2元/m×20484m=40968元。
5、合计:398712元。
三、总计:334966+398712=733678。由上可知,通过技术改装共节约直接经济成本73万元,而本次改装费用为30万元,且在以后项目中还可一直使用,因此,其经济上的意义是显而易见的。