2023公路橋梁水泥混凝土橋面3D攤鋪施工技術(shù)指南

公路橋梁水泥混凝土橋面3D攤鋪施工技術(shù)指南目??次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1基本要求 2攤鋪系統(tǒng) 2系統(tǒng)分類 2系統(tǒng)組成 4功能要求 4技術(shù)參數(shù) 5施工準(zhǔn)備 6系統(tǒng)安裝 6系統(tǒng)校準(zhǔn) 6系統(tǒng)調(diào)試與試運(yùn)行 6數(shù)據(jù)建模 6攤鋪施工 7水泥混凝土拌制、運(yùn)輸、澆筑與養(yǎng)生 7控制要點(diǎn) 7質(zhì)量檢驗(yàn)評定 7附錄A（資料性）質(zhì)量分析方法 9一般規(guī)定 9均值波動法 9容許偏差法 10質(zhì)量檢測記錄 11I公路橋梁水泥混凝土橋面3D攤鋪施工技術(shù)指南范圍本文件規(guī)定了公路橋梁混凝土橋面3D規(guī)范性引用文件GB/T3766液壓傳動系統(tǒng)及其元件的通用規(guī)則和安全要求GB/T7935液壓元件通用技術(shù)條件GB/T17989.1控制圖第117989.2控制圖第2部分：常規(guī)控制圖JTG/TF30公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則JTGF80公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)JTG/T3650公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范T/JSJTQX19-2021高速公路路面3D攤鋪施工技術(shù)規(guī)程術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.13D攤鋪threedimensionspavingtechnology在攤鋪階段使用3D數(shù)字化智能控制技術(shù)，通過現(xiàn)場三維空間定位、數(shù)據(jù)采集建模、自動施工控制等步驟來實(shí)現(xiàn)攤鋪過程自動化、智能化、精準(zhǔn)化。[來源：T/JSJTQX19-2021，3.1]3.2基站式攤鋪系統(tǒng)basestationpavingsystem通過架設(shè)控制攤鋪機(jī)操作的控制基站，從而更加精確地使橋面攤鋪高程、橫坡和平整度滿足設(shè)計(jì)要求的攤鋪系統(tǒng)。3.3激光攤鋪系統(tǒng)laserpavingsystem3.4反光標(biāo)reflector用反光材料制成的、張貼于攤鋪設(shè)備及橋面明顯部位用于反射激光的標(biāo)志。1基本要求水泥混凝土橋面采用3D攤鋪前應(yīng)編制施工技術(shù)方案，明確設(shè)備選型和設(shè)備參數(shù)。大規(guī)模施工前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)段攤鋪施工，確定攤鋪機(jī)行走速度、振搗頻率、行走路線、攤鋪厚度、單位時(shí)間最佳攤鋪量等技術(shù)參數(shù)。攤鋪機(jī)應(yīng)由通過培訓(xùn)合格、熟悉設(shè)備使用說明的專人操作。下列條件下宜采用基站式攤鋪系統(tǒng)，除此外可使用激光攤鋪系統(tǒng)，并宜根據(jù)實(shí)際情況加裝橫坡傳感器：高速公路橋梁；獨(dú)立特大橋；平曲線半徑小于200m的橋梁；橋面為雙向坡度或?yàn)榍妫粯蛎娲嬖诔呋蚩v斷坡度變化較大；豎曲線變化超過2%。采用本文件要求的施工系統(tǒng)，應(yīng)具備攤鋪完成后高程、橫坡、平整度等數(shù)據(jù)自動采集功能。大風(fēng)、雨天、雷電以及能見度低于100m等惡劣天氣時(shí)，不宜施工。施工現(xiàn)場附近存在高壓線、變電站等強(qiáng)磁環(huán)境，宜進(jìn)行人工校準(zhǔn)或人工干預(yù)攤鋪。攤鋪系統(tǒng)系統(tǒng)分類攤鋪系統(tǒng)可分為基站式攤鋪系統(tǒng)和激光攤鋪系統(tǒng)。8109GNSGNSS+激光模式可按GNSS8109標(biāo)引序號說明：1，3——360°棱鏡；2——橫坡傳感器；6——橋梁；7——攤鋪工作面或梁板頂面；8——測量機(jī)器人；29——攤鋪機(jī)械系統(tǒng)；10——液壓及控制系統(tǒng)。圖1測量機(jī)器人模式的基站式攤鋪系統(tǒng)10109標(biāo)引序號說明：1——橫坡傳感器；2——基準(zhǔn)站；3——激光發(fā)射器；4——衛(wèi)星接收機(jī)+激光接收器；7——橋梁；8——攤鋪工作面或梁板頂面；9——攤鋪機(jī)械系統(tǒng)；10——液壓及控制系統(tǒng)。圖2激光+GNSS模式的基站式攤鋪系統(tǒng)激光攤鋪系統(tǒng)工作原理見圖3。標(biāo)引序號說明：1，7——側(cè)滑輪；2，5——激光接收器；3，8——高頻振搗推板；4——攤鋪輥軸；36——混凝土鋪裝層；9——激光發(fā)射器。圖3激光攤鋪系統(tǒng)證橫坡精準(zhǔn)度。部分設(shè)備采用激光發(fā)射器代替測量機(jī)器人或GNSS+激光系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)并非真正意義上3D施工系統(tǒng)，無法工。系統(tǒng)組成基站式攤鋪系統(tǒng)組成如下：測量機(jī)器人模式基站式攤鋪系統(tǒng)由測量機(jī)器人、360°棱鏡、攤鋪機(jī)械與液壓系統(tǒng)和攤鋪控制系統(tǒng)等組成；測量機(jī)器人包括控制測量機(jī)器人和檢測機(jī)器人；GNSS+激光模式基站式攤鋪系統(tǒng)由GNSS激光攤鋪系統(tǒng)宜由激光系統(tǒng)、攤鋪機(jī)械與液壓系統(tǒng)和攤鋪控制系統(tǒng)組成。激光系統(tǒng)包括激光發(fā)射器和激光信號接收器。攤鋪機(jī)械與液壓系統(tǒng)應(yīng)包括攤鋪滾軸、熨平板、振動推板和偏心振動整平板以及液壓系統(tǒng)等。GB/T3766GB/T7935攤鋪控制系統(tǒng)應(yīng)包括橫坡傳感器、傾角傳感器、數(shù)傳電臺、主控制器以及軟件等。功能要求基站式攤鋪系統(tǒng)應(yīng)具備下列功能：360360激光發(fā)射器有適應(yīng)多種形式數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?；GNSS/GLONASS/SBAS/北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，通道數(shù)量不少144。激光攤鋪系統(tǒng)應(yīng)具備下列功能：適應(yīng)橋面雙向坡度施工需要，且通過液壓系統(tǒng)自動調(diào)整高程，具有實(shí)時(shí)跟蹤定位功能。5激光信號接收器保證接收紅光波段靈敏度高，響應(yīng)速度快。控制軟件應(yīng)具備下列功能：控制軟件算法宜涵蓋橋面雙向曲面信息。記錄、存儲施工參數(shù)信息，生成攤鋪質(zhì)量報(bào)告。4并傳輸至攤鋪機(jī)找平系統(tǒng)，延時(shí)處理時(shí)間不大于0.5毫秒。傳感器頻率和通訊頻率可變、可調(diào)。3D3D技術(shù)參數(shù)1表1測量機(jī)器人技術(shù)要求測角精度（測距范圍（m）測距精度導(dǎo)向光工作范圍整機(jī)工作溫360°棱鏡可反射入射角（°）自動識別和鎖定狀態(tài)測程（m）＞1＞1500＜1mm+1.5ppm≥150-10～50水平0～360垂直-50～+50≥600激光發(fā)射器技術(shù)要求應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2激光發(fā)射器技術(shù)要求項(xiàng)目要求項(xiàng)目要求使用環(huán)境要求使用溫度-10℃～+50℃、最大相對濕度90%激光安全等級＜二級波長(Nm)635～650偏離角（°）≤2閾值電流（mA）≥90垂直發(fā)散角（?）15～40激光功率（mW）＜1水平發(fā)散角（?）6～10發(fā)射器精度（弧秒）≤1發(fā)射允許偏差100m（mm）±0.48工作寬度5m～30m（°）±10300m（mm）±1.4430m～300m（°）±5工作半徑（m）≥30033衛(wèi)星接收機(jī)及數(shù)據(jù)電臺技術(shù)要求實(shí)時(shí)動態(tài)載波相位差分技術(shù)差分全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)快速靜態(tài)差分技術(shù)(L1+L2)平面精度高程精度平面精度高程精度平面精度高程精度10mm+1.0ppm5mm+1.0ppm0.4m0.6m3mm+0.5ppm5mm+0.5ppm用于3DIP664的規(guī)定。表4橫坡傳感器和傾角傳感器技術(shù)要求工作溫度（℃）防護(hù)等級量程范圍（°）分辨率（%）零點(diǎn)穩(wěn)定性（%）線性度幅度（%）-10～﹢50＞IP66±10≥0.02≥0.2±0.2攤鋪機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：攤鋪機(jī)標(biāo)準(zhǔn)攤鋪寬度應(yīng)與主參數(shù)一致；析；振動頻率應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；55表5攤鋪機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)攤鋪寬度偏差（%）布料機(jī)邊緣刃硬度振動頻率偏差（Hz）振動梁撓曲（mm）抹光板底面不平整度±0.2HRC40±3Hz＜1＜1/1000施工準(zhǔn)備系統(tǒng)安裝基站式攤鋪系統(tǒng)安裝時(shí)，滿足下列要求：1GNSS30cm360°棱鏡（或衛(wèi)星接收機(jī)+激光接收器）固定于桅桿上。橫坡傳感器應(yīng)安裝于熨平板上。傾角傳感器應(yīng)安裝于左右桅桿兩側(cè)。數(shù)傳電臺應(yīng)安裝于攤鋪機(jī)頂部。主控制器應(yīng)安裝于攤鋪機(jī)上便于觀察和操作的位置。激光攤鋪系統(tǒng)安裝時(shí)，應(yīng)滿足下列要求：移動發(fā)射器應(yīng)安裝在橋梁縱坡上坡段相對激光攤鋪機(jī)較高一側(cè)，宜在攤鋪機(jī)正前方或正后方，100m。移動激光發(fā)射器宜采用木質(zhì)三腳架架設(shè)安裝，腳架支腿應(yīng)穩(wěn)固、牢靠。激光接收器宜在攤鋪機(jī)移動至攤鋪起點(diǎn)位置時(shí)安裝，同時(shí)聯(lián)通傳輸系統(tǒng)信號。系統(tǒng)校準(zhǔn)攤鋪設(shè)備的測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等組件應(yīng)通過計(jì)量校準(zhǔn)。設(shè)備安裝后，應(yīng)對設(shè)備安裝位置和姿態(tài)進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)前，攤鋪機(jī)應(yīng)水平放置，應(yīng)調(diào)整設(shè)備仰角，待攤鋪機(jī)處于攤鋪工作狀態(tài)后，將左右桅桿調(diào)節(jié)至豎直狀態(tài)。系統(tǒng)調(diào)試與試運(yùn)行設(shè)備校核結(jié)束后，將獲取的攤鋪機(jī)標(biāo)識性部位數(shù)據(jù)輸入主控制器，作為攤鋪機(jī)幾何尺寸保存在主控制器中，進(jìn)行設(shè)備功能調(diào)試。設(shè)備功能調(diào)試完成后，應(yīng)對設(shè)備控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及行走系統(tǒng)試運(yùn)行，應(yīng)檢驗(yàn)控制系統(tǒng)信號接收能力和指令發(fā)出能力、液壓系統(tǒng)在指令下的反應(yīng)靈敏度、行走系統(tǒng)速度穩(wěn)定性等。數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)建模時(shí)，應(yīng)采集橋面鋪裝基底原始三維激光數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)三維建模。將橋面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)三維擬合建模。在模型中分別提取實(shí)測橋面網(wǎng)格和橋面設(shè)計(jì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)和點(diǎn)列表數(shù)據(jù).計(jì)算設(shè)計(jì)和實(shí)測數(shù)據(jù)差值，進(jìn)行高差三維建模。結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行高程數(shù)據(jù)調(diào)整和重新設(shè)計(jì)。對重新設(shè)計(jì)后高程數(shù)據(jù)進(jìn)行三維擬合建模。6攤鋪施工水泥混凝土拌制、運(yùn)輸、澆筑與養(yǎng)生水泥混凝土拌制、運(yùn)輸、澆筑與養(yǎng)生應(yīng)符合JTG/T3650和JTG/TF30的規(guī)定?？刂埔c(diǎn)攤鋪機(jī)就位后，應(yīng)將三維建模數(shù)據(jù)導(dǎo)入到攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)中。在混凝土攤鋪過程中應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行橋面質(zhì)量數(shù)據(jù)采集，掌握攤鋪機(jī)運(yùn)行情況?；臼綌備佅到y(tǒng)施工過程中應(yīng)符合下列規(guī)定：360360200m；GNSS+激光模式基站式攤鋪系統(tǒng)施工時(shí)，應(yīng)檢查基準(zhǔn)站、激光發(fā)射器與衛(wèi)星接收機(jī)+激光200m；3m～5m3D3Df）150m360激光攤鋪系統(tǒng)施工過程中，應(yīng)符合下列規(guī)定：55m～10m200m20m～30m1.8m～2.5m，移動激光發(fā)射器安裝后應(yīng)采用三個(gè)方向的腳螺旋對設(shè)備精確整平，通過觀察圓形水準(zhǔn)器使氣泡完全居中；5m3m。布設(shè)高度應(yīng)與攤鋪機(jī)光感器高度一致；5cm；施工范圍內(nèi)不應(yīng)有影響光感器反射信號的反光標(biāo)簽、反光衣物、反光貼等反光物質(zhì)或材料；里程反光標(biāo)每次使用結(jié)束后應(yīng)及時(shí)對表面污漬清理；在攤鋪過程中當(dāng)接受信號接近限值時(shí)，應(yīng)提前調(diào)整接收器位置或移動激光發(fā)射機(jī)位置；用于標(biāo)定的高程基準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)測量人員復(fù)核，高程基準(zhǔn)允許誤差應(yīng)為±2mm；使用激光發(fā)射器時(shí)，應(yīng)具有固定基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在水平面上，同一橋面不應(yīng)有多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)；注：多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)會產(chǎn)生誤差累積，影響橋面攤鋪平整度。質(zhì)量檢驗(yàn)評定3m10m橋面鋪裝高程應(yīng)按每10m一個(gè)斷面的頻率檢測。高程允許偏差宜為-5mm～8mm。應(yīng)計(jì)算合格率、平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。7橋面鋪裝橫坡度應(yīng)按每10m0.15質(zhì)量分析宜按附錄A確定。橋面攤鋪施工完成后，質(zhì)量檢驗(yàn)評定應(yīng)按JTGF80/1執(zhí)行。8附錄A（資料性）一般規(guī)定質(zhì)量分析時(shí)，應(yīng)通過設(shè)備實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，查看攤鋪質(zhì)量參數(shù)穩(wěn)定性，根據(jù)質(zhì)量波動情況進(jìn)行攤鋪參數(shù)調(diào)整校核。橋面鋪裝高程、橫坡度和平整度應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。橋面鋪裝技術(shù)參數(shù)穩(wěn)定性分析，可采用均值波動法和容許偏差法。20m均值波動法攤鋪質(zhì)量參數(shù)均值波動分析應(yīng)采用統(tǒng)計(jì)控制圖，并應(yīng)根據(jù)控制圖判異方法查找異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因。XX10—R圖；當(dāng)采用人工判定的子組數(shù)量大10—sXXGB/T17989.1GB/T17989.2A.1。表A.1控制圖判異方法序號判異圖形原因11個(gè)點(diǎn)落在A區(qū)以外。故障；原始高程錯(cuò)誤；檢驗(yàn)方法或標(biāo)準(zhǔn)變化；計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，測量誤差。29一側(cè)。故障；原始高程錯(cuò)誤；檢驗(yàn)方法或標(biāo)準(zhǔn)變化；計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，測量誤差。3連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減。到位；漸規(guī)范。4連續(xù)14點(diǎn)中相鄰點(diǎn)交替上下。班組交替，交替使用兩不同機(jī)械，使用不同的高程基準(zhǔn)點(diǎn)或高程有較大偏差。9表A.1控制圖判異方法（續(xù)）序號判異圖形原因532中心線同一側(cè)的B外。故障；原始高程錯(cuò)誤；檢驗(yàn)方法或標(biāo)準(zhǔn)變化；計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，測量誤差。654中心線同一側(cè)的C外。故障；原始高程錯(cuò)誤；檢驗(yàn)方法或標(biāo)準(zhǔn)變化；計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，測量誤差。7連續(xù)15點(diǎn)落在中心線兩側(cè)的C區(qū)以內(nèi)。偏差；計(jì)算錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)分層不夠。88側(cè)且無一在C（即在C。數(shù)據(jù)分層不夠。容許偏差法采用人工判定時(shí)，可采用容許偏差法；當(dāng)設(shè)備自動采集檢測數(shù)據(jù)，使用控制圖受限時(shí)，可采用容許偏差法。應(yīng)評判高程、橫坡度和平整度實(shí)測數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)偏差情況。1nn(gg1nn(gg)2ii1g

…（A.1）式中：g——縱斷高程差值標(biāo)準(zhǔn)差；gi——每一檢測斷面的實(shí)測縱斷高程與設(shè)計(jì)縱斷高程差值；g——檢測斷面的實(shí)測縱斷高程與設(shè)計(jì)縱斷高程差值的平均值；[g]——縱斷高程差值標(biāo)準(zhǔn)差允許值。1nn(pp1nn(pp)2ii1p

…（A.2）式中：10p——路拱橫坡度差值標(biāo)準(zhǔn)差；pi——每一檢測斷面實(shí)測路拱橫坡度與設(shè)計(jì)路拱橫坡度差值；p——檢測斷面的實(shí)測路拱橫坡度與設(shè)計(jì)路拱橫坡度差值的平均值；[p]——路拱橫坡度標(biāo)準(zhǔn)差允許值。計(jì)算出的均值應(yīng)小于規(guī)定允許值。r[r]

…（A.3）式中