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文档简介

《钢桥面超高性能混凝土铺装技术规范》

山东省地方标准编制说明

(报批稿)

一、工作简况

(一)任务来源

根据《山东省市场监督管理局关于印发全省标准化创新

发展项目计划的通知》(鲁市监标函〔2022〕247号),《钢

箱梁超高性能混凝土桥面铺装技术规程》列入了2022年度

《山东省地方标准制修订项目计划》(第44项)。

本文件由山东省交通运输厅提出并组织实施,由山东省

交通运输标准化技术委员会(TC41)归口。

(二)起草单位、主要起草人及任务分工

1.主要起草单位

山东高速工程检测有限公司、山东高速建设管理集团有

限公司、山东高速集团有限公司、山东高速集团有限公司创

新研究院、山东省交通规划设计院集团有限公司、山东高速

基础设施建设有限公司、济南城建集团有限公司、天元建设

集团有限公司、济南市交通工程质量与安全中心、中铁二院

北方勘察设计有限责任公司、山东省公路桥梁建设集团桥梁

科技有限公司、山东高速路桥工程试验检测有限公司。

2.主要起草人

张惠勤、王术剑、徐传昶、辛公锋、王阳春、马亚、徐

1

兴伟、张豪、房明、刘晓东、龙关旭、王珊珊、李晨、李保

强、朱文忠、高国华、王勇、李伟、范一娜、王松涛、李月

祥、刘聪聪、李广玺、刘锦成、韩乐冰、景国建、刘松、张

泽军、杜相波、李金萍、张太磊、常城、解磊、牛腾。

3.任务分工

本文件第1章由张惠勤、徐传昶、王术剑、辛公锋起草,

第2章由王阳春、马亚、徐兴伟、张豪起草,第3章由房明、

龙关旭、刘晓东、李宝强、王珊珊起草,第4章刘锦成、朱

文忠、景国建、李晨、牛腾起草,第5章由高国华、张泽军、

王松涛、刘松、王勇、解磊、杜相波起草,第6章由韩乐冰、

李伟、李广玺、常城、范一娜、牛腾起草,第7章由刘聪聪、

李月祥、李金萍、张太磊起草。

(三)起草过程

1.前期准备

标准计划下达后,在山东省交通运输厅的指导下,山东

高速工程检测有限公司、山东高速建设管理集团有限公司牵

头、山东高速集团有限公司、天元建设集团有限公司、山东

高速集团有限公司创新研究院等单位共同组成标准起草组,

起草组讨论了工作进度安排、任务分工及标准的初步思路,

正式启动标准制定工作。

2.现状调研

编写组立足于实际工程项目,广泛调研,通过理论研究、

和工程实际应用结合,明确了钢桥面超高性能混凝土铺装材

2

料、设计和施工等技术要点。

2022年07月至2023年10月,现场调研、查阅资料、

期刊、论文、相关国内外规范,收集超高性能混凝土材料、

设计以及工程应用等研究现状及相关成果资料。广泛调研国

内外钢桥面超高性能混凝土铺装工程应用,开展超高性能混

凝土配合比性能试验,收集归纳相关工艺参数;比较传统桥

面铺装与超高性能混凝土桥面铺装的特点,为钢桥面超高性

能混凝土铺装技术规范草案的撰写奠定了必要基础。

3.起草标准

2023年11月至2024年04月,基于山东省交通厅课题

“装配式钢-UHPC高性能组合桥梁建设关键技术”研究成果,

结合已有工程钢桥面超高性能混凝土铺装材料、设计、施工

情况,形成《钢箱梁超高性能混凝土桥面铺装技术规程》(初

稿)。

4.初稿审查会

2024年7月4日,山东省交通运输标准化技术委员会在

济南组织召开了《钢箱梁超高性能混凝土桥面铺装技术规程》

(初稿)地方标准专家审查会。来自道路工程、桥梁工程的

7名专家组成了专家审查会,审查会委员会听取了标准编制

单位的情况汇报,对标准内容逐条进行了审查。专家组提出

建议将地方标准名称修改为《超高性能混凝土钢桥面铺装技

术规范》,同时专家形成书面意见65条,编制组根据专家意

见逐条对标准进行了修改。

5.征求意见

3

2024年9月12日,由山东省交通运输标准化技术委员

会发布了《关于征求山东省地方标准<超高性能混凝土钢桥

面铺装技术规范(征求意见稿)>意见的函》,在行业内进行

了为期一个月的意见征求。截至2024年12月13日,收到

政府主管部门、高校、企业等30家单位的回函,其中有30

家单位共反馈意见91条,其中采纳意见81条,不采纳10

条,同时给出不采纳的理由。

标准编制组对收到的反馈意见进行了认真的整理、分析

后,根据反馈意见对标准做了进一步的修改和完善,具体修

改情况详见山东省地方标准《超高性能混凝土钢桥面铺装技

术规范》征求意见汇总处理表。

6.送审稿专家审查会

2025年6月9日,山东省交通运输厅在济南组织召开了

《钢箱梁超高性能混凝土桥面铺装技术规程》(送审稿)专

家审查会,来自山东公路学会、山东大学、南京工业大学、

济南城建集团有限公司、山东省交通科学研究院、山东省标

准化研究院等单位共9名专家组成了专家审查委员会,审查

会委员会听取了编制组关于标准编制的情况汇报,对标准内

容逐条进行了审查,提出了标准名称修改为《钢桥面超高性

能混凝土铺装技术规范》,提出了补充蒸汽养生的内容及技

术要求、核实拌合时间等技术指标、完善编制说明中主要技

术指标的依据等意见,同时专家共提出书面修改意见64条。

编制组根据专家反馈意见对标准进行了进一步的完善,形成

《钢桥面超高性能混凝土铺装技术规范》(报批稿)。

二、标准制定的目的和意义

4

钢桥面具有自重轻、强度高等优点,在桥梁中得到广泛

应用。但大量工程实践表明,钢箱梁桥面板易出现疲劳开裂、

钢桥面沥青铺装层易破损等病害问题。超高性能混凝土

(UHPC)具有超高的力学性能和超长的耐久性能,能较好地

适应当前土木工程结构大型化、复杂化的趋势。已有研究表

明,采用超高性能混凝土桥面铺装技术可解决上述病害问题,

但相关的材料要求、设计准则以及施工技术并不完善,目前

我省未见类似规范、规程或技术指南来进行钢桥面超高性能

混凝土铺装技术指导。

本文件归纳总结钢桥面超高性能混凝土结构的研究和

应用成果,并广泛调研,总结国内已完成的钢桥面结构工程

经验,对超高性能混凝土原材料及性能等级,钢桥面结构设

计计算、施工、检验与验收等做出明确规定,形成钢桥面超

高性能混凝土铺装技术规范。该规范的编制将指导山东省内

钢桥面超高性能混凝土铺装材料、设计和施工,从根源上解

决钢桥面板易疲劳开裂、沥青铺装层频繁破损等病害问题。

三、标准编制原则、主要技术内容和依据

(一)标准的编制原则

本文件的编制是在总结相关超高性能混凝土桥面铺装

成果的基础上,吸收了其成熟的技术和工艺,并结合超高性

能混凝土特点、山东省钢箱梁桥结构形式和工程实际,制定

本标准。本标准符合国家有关法律法规、强制性标准及相关

5

政策要求。

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作到则第1部

分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

在编写过程中突出了以下五项编写原则:

1、全面性。《规范》在编制过程中,涵盖了钢桥面超高

性能混凝土铺装技术材料、设计和施工各个环节。涵盖了材

料的要求和技术性能指标;钢桥面超高性能混凝土铺装的构

造要求与计算方法;钢桥面超高性能混凝土铺装施工前的准

备工作、桥面预处理、剪力钉焊接、防腐层涂装、钢筋网安

装、超高性能混凝土浇筑以及养护等。

2、适用性。《规范》包含了钢桥面超高性能混凝土铺装

技术材料、设计、施工的各个环节,具有较强的适用性,达

到了技术先进、安全可靠、经济合理的目的。

3、一致性。《规范》符合新的法律法规的规定,并与相

关行业标准相匹配。

4、规范性。《规范》可规范钢桥面超高性能混凝土铺装

技术材料、设计及施工控制标准。

5、代表性和先进性。《规范》针对我省钢桥面超高性能

混凝土铺装技术原材料、设计、施工做了规定,且以近几年

国内外研究成果和工程实践经验为依托,确保标准内容据实

可行,更好地指导我省钢桥面超高性能混凝土铺装技术的推

广和应用,进而有利于行业的持续进步。

6

(二)标准编写的主要依据

1.编制依据

《规范》遵守国家现行的法规和相关规范,是对现有标

准和规范的补充。

《规范》中的主要技术指标按照我国规范体系进行,同

时借鉴和吸收了国内外先进规范和标准、研究成果和工作经

验,指导性强、便于实施。

《规范》对全国在建的多个同类桥梁桥面铺装施工项目

进行了调查,并以此为基础进行了技术总结和提炼。

(三)主要技术内容

本文件共分为六个章节:范围、规范性引用文件、术语

和定义、材料、设计、施工。

1.范围

本文件规定了钢桥面超高性能混凝土铺装技术要求的

材料、设计、施工及质量检验。

本文件适用于以超高性能混凝土作为铺装层的钢箱梁

桥等新建和改扩建工程。

2.规范性引用文件

主要从两个层面考虑,一个层面是吻合国家现有相关标

准,充分利用现有国家标准的基础;另一个层面是充分结合

山东省现有地方标准的要求,与山东省地方特色保持一致。

基于以上两个层面和标准文本中涉及的有关标准内容,列出

7

了该标准引用的主要国家标准和行业标准:

GB175通用硅酸盐水泥

GB/T1499.2钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢

GB/T1596—2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB8076混凝土外加剂

GB/T8923.1涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的

目视评定第1部分:用于评定喷射清理后钢材表面粗糙度的

ISO表面粗糙度比较样块的技术要求和定义

GB/T10433—2024紧固件电弧螺柱焊用螺柱和瓷环

GB13014钢筋混凝土用余热处理钢筋

GB/T13288.2涂覆涂料前钢材表面处理喷射清理后的

钢材表面粗糙度特性第2部分:磨料喷射清理后钢材表面

粗糙度等级的测定方法比较样块法

GB/T14684—2022建设用砂

GB/T18046—2017用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化

高炉矿渣粉

GB/T21120水泥混凝土和砂浆用合成纤维

GB/T27690砂浆和混凝土用硅灰

GB/T31387活性粉末混凝土

GB/T39147—2020混凝土用钢纤维

GB/T45594—2025超高性能混凝土非承重构件性能试

8

验方法

GB/T50081普通混凝土力学性能试验方法标准

GB50119混凝土外加剂应用技术规范

GB50917钢-混凝土组合桥梁设计规范

JGJ63混凝土用水标准

JT/T722公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件

JTGD64公路钢结构桥梁设计规范

JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规

JTG3420公路工程水泥及水泥混凝土试验规程

JTG/TD64-01公路钢混组合桥梁设计与施工规范

JTG/TF30公路水泥混凝土路面施工技术细则

JTG/T3650公路桥涵施工技术规范

3.术语和定义

明确的术语和定义,是标准使用者准确理解和实施标准

的前提条件。为了方便标准的使用和体现便捷性,该标准列

出了有关术语和定义,如3.1超高性能混凝土、3.2接缝

等,便于明确相关术语和定义。

4.材料

(1)技术内容

本章节规定了钢桥面超高性能混凝土铺装技术材料主

要由超高性能混凝土、钢材、防腐材料和养生材料等。并提

9

出了各项原材料的组成和技术指标。

(2)关键技术指标规定

【条】4.1超高性能混凝土

本条款主要规定了超高性能混凝土制备所需原材料的

组成和技术指标。

4.1.1条款的编制主要依据GB/T31387《活性粉末混凝

土》第5章节的相关规定,同时结合室内试验及工程经验,

确定了水胶比宜为0.15-0.20,水胶比过大,硬化水泥石中

的毛细孔易形成连通孔,降低超高性能混凝土耐久性,水胶

比过小则会影响超高性能混凝土浆体流动性。

4.1.2条款规定了水泥的标准参照规范GB175《通用硅

酸盐水泥》,42.5级及以上硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥含

有的水泥熟料较多、强度较高并且掺加混合材较少,适合配

制超高性能混凝土。

4.1.3条款的编制依据是GB/T1596《用于水泥和混凝

土中的粉煤灰》、GB/T18046《用于水泥、砂浆和混凝土中

的粒化高炉矿渣粉》和GB/T27690《砂浆和混凝土用硅灰》;

为保证超高性能混凝土的性能,本条建议选用I级粉煤灰和

S95等级及以上的粒化高炉矿渣。

4.1.4条款编制的依据是GB/T14684《建筑用砂》,规

定了石英砂的技术指标及检验方法。

4.1.5条款参照GB8076《混凝土外加剂》和GB50119

10

《混凝土外加剂应用技术规范》,规定了减水剂的技术要求,

由于超高性能混凝土水胶比较低,建议减水剂的减水率大于

30%。

4.1.6条款规定了超高性能混凝土用镀铜钢纤维的性能

复合GB/T39147的要求,合成纤维应符合GB/T21120的规

定。

4.1.7条款规定了超高性能混凝土拌合用水应符合

JGJ63《混凝土用水》的规定。

【条】4.2超高性能混凝土基本性能和测试

本条款主要规定了超高性能混凝土的基本性能要求和

测试依据。

4.2.1条款规定了超高性能混凝土强度等级的标准值和

设计值要求,超高性能混凝土强度等级是按照超高性能混凝

土的抗压强度定义的,UHPC120代表是超高性能混凝土的抗

压强度标准值不低于120MPa。

4.2.2条款规定了超高性能混凝土的抗压强度、抗折强

度、轴心抗压强度所用试件尺寸及加载速率。

4.2.3条款规定了超高性能混凝土的轴向抗拉强度的测

试方法参照GB/T45594试验测定,并给出了不同型号UHPC

材料对应的轴向抗拉强度指标。

4.2.4条款规定了超高性能混凝土的抗压弹性模量的测

试方法以及取值,参照弹性模量的取值参考了文献《Design

11

GuideforPrecastUHPCWaffleDeckPanelSystem,

includingConnections》(FHWA;2013)。

4.2.5条款规定了超高性能混凝土泊松比和温度线膨胀

系数的取值。参照各国相关超高性能混凝土规范,泊松比较

为统一,为0.2;对比国内外超高性能混凝土研究报告,超

高性能混凝土的温度线膨胀系数的取值取1.1×10-5/℃。

4.2.6条款对超高性能混凝土的收缩应变取值进行了规

定。取自参考文献《RecommendationsofUltraHigh

PerformanceFiber-reinforcedConcretes》(Association

FrancaisedeGénieCivil;2013)。高温蒸汽养护基本消

除了超高性能混凝土的后期收缩。

【条】4.3钢材

本条款规定了超高性能混凝土桥面铺装中钢材、焊接材

料、剪力钉的性能要求。

4.3.1条款规定了异型加强钢板、焊接材料、剪力钉的

钢材等级选取原则。

4.3.2条款规定了超高性能混凝土中的普通钢筋的选取

范围,并符合GB1499.2《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带

肋钢筋》和GB13014《钢筋混凝土用余热处理钢筋》的规定。

4.3.3条款规定了普通钢筋的抗拉强度标准值保证率,

且抗拉强度标准值、抗拉/抗压强度设计值、弹性模量按GB

50917《钢-混凝土组合桥梁设计规范》的规定采用。

12

【条】4.4防腐涂料

本条款规定了钢箱梁桥面中的防腐涂装材料质量应符

合JT/T722《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》的规定。

5.设计

为明确超高性能混凝土桥面铺装的结构及构造形式,方

便工程应用,该标准给出了超高性能混凝土桥面铺装的设计

要求,主要包括一般规定、构造要求、计算等。

【条】“5.1通用要求”

5.1钢桥面超高性能混凝土铺装主要影响桥面板的局部

受力,结合工程经验,主要规定了超高性能混凝土桥面铺装

设计的通用要求。

5.1.1条款规定了钢桥面设计的考虑因素,包括环境条

件和结构受力特点等。

5.1.2超高性能混凝土作为钢桥面铺装结构层与钢桥面

板共同受力,应确定其混凝土、钢筋及剪力钉的布置。当铺

装分阶段施工时,还应确定拼接缝形式。

【条】“5.2计算

5.2根据现行标准GB50917、JTGD64、JTG3362等相

关规定,结合实际工程经验,明确了钢桥面超高性能混凝土

计算时的验算内容和相关要求。

5.2.1现行标准GB50917、JTGD64、JTG3362中均有

部分内容涉及到钢桥面铺装设计,故设计时应结合各规范中

13

该部分内容综合考虑。

5.2.2-5.2.3对结构的两种极限状态进行结构分析时,

应取用相应的作用组合和设计值。

5.2.4超高性能混凝土桥面铺装可以有效降低钢桥面板

疲劳病害的产生。疲劳计算应按照现行JTGD64的相关规定

执行。

5.2.5钢桥面板与铺装组成的复合结构在车辆荷载作用

下产生弯曲变形,如果变形过大,容易诱使桥面板加劲构件

(尤其是纵向加劲肋)上方的铺装层产生疲劳开裂,因此应对

此加以限制,以保证铺装层的使用寿命。根据JTGD64相关

规定,局部挠度限值按照L/1000。

5.2.6钢与混凝土组合后,剪力钉主要通过剪力传递结

构重力、汽车荷载、预应力、收缩、徐变以及钢与混凝土的

升、降温差等作用。但是,各种作用在连接件上产生的剪力

方向并不一致,应按照不同的剪力方向分别进行作用组合。

剪力钉的计算,应按照现行规范进行。

【条】“5.3构造要求

5.3结合国内外钢桥面超高性能混凝土铺装工程经验,

明确了钢桥面铺装结构层的构造形式及要求。

5.3.1工厂实施的防腐涂层,在桥梁架设中极易受到破

坏,所以钢桥面铺装工程一般要求桥面板进行现场喷砂除锈,

并重新涂布防腐层。

14

5.3.2桥面铺装作为钢桥面板的保护层和荷载扩散层,

不仅影响行车舒适性和安全性,对钢桥面板的耐久性也有重

要意义。我国大跨径钢桥桥面铺装病害较多,除了较为不利

的环境条件和普遍的超载现象以外,桥面铺装的构造形式也

是重要的影响因素。桥面铺装应保证桥梁结构具有足够的刚

度,从而有利于延长铺装层的使用寿命。

结合主编单位几年来参与的山东省内多个钢结构桥梁

超高性能混凝土铺装工程特点,将各工程中超高性能混凝土

结构层相关参数总结如下表1。

表1部分钢桥面铺装工程UHPC层参数表

实施

项目名称项目特点UHPC层参数

年份

UHPC层厚度:55mm

国内首座双箱钢斜拉桥,五孔连续

东营胜利黄河大钢筋直径:10mm

2021钢斜拉桥,组合桥面结构为:上层

桥UHPC桥面铺剪力钉高度:35mm

年3cm厚高黏高弹SMA-10+下层

装工程钢筋净保护层厚度:11mm

5.5cm厚UHPC

钢筋网中心间距:50mm

青岛市城阳区首座钢结构斜拉桥,

UHPC层厚度:50mm

长江路北延工程-主桥为钢结构独塔双跨单索面斜拉

钢筋直径:10mm

墨水河大桥工程2022桥,桥梁全场180米,标准段宽度

剪力钉高度:35mm

UHPC桥面铺装年为39.5米,桥面结构为:50mm厚

钢筋净保护层厚度:15mm

工程UHPC层+改性环氧树粘结层+40mm

钢筋网中心间距:37.5mm

厚SMA-13

济南起步区规划的第一批景观桥

UHPC层厚度:80mm

济南起步区横二梁,主桥为钢结构梁拱组合体系一

钢筋直径:10mm

路大寺河桥2022跨跨越大寺河,桥梁全长150.16

剪力钉高度:50mm

UHPC桥面铺装年米,桥面总宽37米,桥面结构形式

钢筋净保护层厚度:32mm

工程为:80mm厚UHPC层+防水黏结层

钢筋网中心间距:75mm

+40mm厚SMA-13

15

实施

项目名称项目特点UHPC层参数

年份

主桥采用2x138桁式加劲钢箱连续

UHPC层厚度:50mm

济南绕城高速东梁桥,分别跨越小清河和南水北调

钢筋直径:10mm

线小清河特大桥2023干渠,左右分幅设置,桥面车行道

剪力钉高度:35mm

UHPC桥面铺装年宽度随护栏位置渐变,桥面结构形

钢筋净保护层厚度:15mm

工程式:50mm厚UHPC层+环氧树脂粘

钢筋网中心间距:100mm

结层+40mm厚SMA13

世界上跨度最大的独塔双跨自错式

UHPC层厚度:60mm

济南大北环黄河悬索桥,跨径布置

钢筋直径:10mm

特大桥主桥2023为:50+350+350+50=800米,主梁全

剪力钉高度:40mm

UHPC桥面铺装年宽47米,桥面结构形式:60mm厚

钢筋净保护层厚度:20mm

工程UHPC+环氧树脂粘结+40mm厚

钢筋网中心间距:100mm

SMA13

图1墨水河大桥UHPC铺装结构示意

以上工程中超高性能混凝土结构层均配置纵横向双层

抗裂钢筋网,钢筋直径均为10mm,钢筋净保护层厚度除了胜

利黄河大桥超高性能混凝土桥面铺装工程最小为11mm外,

其余均不小于15mm,剪力钉保护层厚度最小为10mm,因此确

定钢筋网净保护层厚度不应小于10mm,并宜采用15mm。则仅

从构造角度考虑超高性能混凝土层最小厚度=10+10+10+10

(15)=40(45)mm,考虑施工误差的存在,最终确定超高性

能混凝土结构层的厚度不应小于45mm。

5.3.3钢桥面板与铺装间存在复合作用,剪力钉可以充

16

分发挥铺装层与钢桥面板的复合作用,改善钢桥面板与铺装

的受力状况,增强铺装的疲劳抵抗性能。结合JTGD64-01对

剪力钉的布置提出相应规定。

1限制焊钉连接件直径与钢板厚度之比的主要目的是确

保焊接处钢板不因焊接造成显著变形,保证钢梁施工及运营

阶段的稳定性。

2焊钉连接件最小长度的规定,主要是保证钉连接件具

有一定的抗拉拔作用且保证焊钉连接件的抗剪承载力得到

充分发挥。焊钉连接件最大中心间距的规定主要是确保钢梁

与混凝土板间的有效结合。

5.3.4由于钢桥面板构造复杂,荷载作用局部效应显著,

桥面板结构层内的应力场分布较为复杂,因此需设置钢筋网

片来进一步改善结构层受力性能。

1钢桥面一般横向比纵向局部受力效应显著,横向钢筋

位于上层可更好的抵抗结构层内的拉应力。

2超高性能混凝土比常规混凝土更加致密,根据试验结

果,一般10mm以上已能满足钢筋保护层厚度要求。同时结合

5.3.2编制说明中实际工程特点,考虑施工因素,建议采用

15mm。

3钢筋最大间距的规定主要是确保钢筋与超高性能混凝

土间的有效结合。结合5.3.2编制说明中实际工程特点,各

工程钢筋网中心间距均小于100mm,故采用此值。

17

4桥面铺装中钢筋的主要作用是承受拉力,故接头设置

在桥面局部受压区。根据陈留剑、高立强等人的研究,钢筋

保护层厚度为1d时,钢筋最小锚固长度建议值为14.9d以

上;钢筋保护层厚度为1.5d时,钢筋最小锚固长度建议值为

12.3d以上;钢筋保护层厚度为2d时,钢筋最小锚固长度建

议值为10.5d以上;桥面铺装钢筋一般保护层厚度在1d-2d

左右,故钢筋搭接长度按照15d考虑。

5超高性能混凝土桥面铺装一般均小于100mm,故一般

只需设置单层钢筋网;若铺装较厚时,可根据计算需求,考

虑设置两层钢筋网。

5.3.5超高性能混凝土桥面铺装尽量一次施工完成,若

工程量较大时,可设置施工缝。施工缝应设置在桥面受压区

以及拉力较小区域。根据国内该类桥面铺装施工的工程经验,

接缝处一般设置异型加强钢板。异型加强钢板尺寸应根据剪

力钉布置形式及具体工程确定,其厚度一般不小于10mm,考

虑超高性能混凝土结构层本身厚度,一般采用10mm-12mm。

图2济南大北环黄河特大桥主桥异型加强钢板

5.3.6超高性能混凝土桥面在铺装边缘与其它结构(钢

18

板、混凝土等)相接时,在边界处应通过钢筋加强构造,避

免因边界处开裂影响结构耐久性。

6.施工

该标准明确了钢桥面超高性能混凝土铺装的施工要求,

规范了施工方法及流程。

【条】6.1通用要求

6.1.1明确UHPC层施工包含“施工准备→桥面预处理

→剪力钉焊接→钢筋网安装→浇筑→养护→糙化”等关键工

序。其中桥面预处理与防腐涂装是保障UHPC与钢板界面粘

结的基础,表面糙化直接关系到沥青铺装层的层间抗剪性能。

6.1.2封闭管理可避免交叉作业干扰,防止车辆、人员

误入未固化区域导致表面损伤,同时保障施工安全。

6.1.3应根据材料初凝时间、设备摊铺能力合理划分区

块,避免冷缝出现;目前UHPC整平设备的最大整平宽度在

15米左右,因此对于单向双车道桥梁,应全幅施工保证整体

性,对于单向三车道桥梁优先考虑全幅摊铺,减少纵向接缝,

对于单向四车道以上桥梁,考虑到设备宽度有限,同时避免

因全幅过宽导致摊铺不均,宜分两幅进行摊铺。

6.1.4通过模拟关键工序(尤其UHPC浇筑、UHPC养护),

确定最优扩展度,得到最优摊铺速度、布料长度等参数,确

保摊铺密实与厚度均匀。

6.1.5钢桥面必须达到“清洁干燥、无污染物”状态,

19

否则将导致剪力钉焊接缺陷,显著削弱抗剪承载力。

6.1.8UHPC材料对温度极为敏感,所以应在施工前收集

气温资料,动态调整施工计划。降雨降雪时,易影响UHPC水

胶比以及与钢桥面之间的粘结强度。大风天气(≥6级)时,

易加快表面失水,导致塑性开裂。高温天气(≥35℃)时,

因UHPC水胶比极低(通常0.15~0.20),水分蒸发速率急剧

增加,初凝时间显著缩短,流动性下降,易造成布料不均,

试验结果表明28℃左右时扩展度为650~700mm,当温度升至

35℃时UHPC扩展度降至600mm以下;其次当环境温度在35

度以上时,钢桥面板表面温度可达60℃以上,与UHPC浇筑

温差超过20℃时,易因温度应力导致内部出现微裂纹,同时

高温下钢桥面板与UHPC界面易形成水汽膜,削弱粘结强度;

目前,大量工程实践(如夏季施工的济南大北环黄河特大桥

主桥、济南绕城高速东线小清河特大桥、G104黄河大桥等)

均严格执行“气温>35℃时停止作业”的规定,并取得良好

的工程效果。低温天气(<5℃)时,UHPC水化反应显著减

缓,强度发展停滞。

【条】6.2施工准备

6.2.1UHPC铺装层通常较薄,对桥面的几何形态(高程、

坡度)极其敏感。精确的测量数据是控制UHPC摊铺厚度、保

证桥面平整度与横坡的必要前提。

6.2.2UHPC的性能(强度、流动性、耐久性)高度依赖

20

于精确的配合比和原材料质量。设计配合比是理论值,必须

通过试配、调整和检验验证其在实际原材料、环境及工艺条

件下的可行性,并最终确定可指导生产的“施工配合比”。

6.2.3UHPC的搅拌、运输、浇筑、养护等环节需要专用

且状态良好的设备(如行星式搅拌机、泵送设备、专用整平

设备)。施工组织需提前规划,确保设备到位、功能正常、

计量准确。同时,考虑到UHPC施工设备的特殊性及磨损情

况,要求准备足够的易损易耗配件,以最大限度减少因设备

故障导致的施工中断,保障连续作业。

6.2.4UHPC原材料(特别是水泥、硅灰)极易受潮、结

块、污染或失效,其储存条件直接关系到材料活性和最终混

凝土质量,其次UHPC液态外加剂(比如聚羧酸系高性能减水

剂)受冻后性能会降低,因此需采取防潮、防雨、防冻措施。

提前生产的预混料必须严格管理,建立严格的质量控制制度。

6.2.6UHPC施工技术要求高,需专业操作人员;施工现

场基础条件直接影响施工效率和工艺实施。开工前必须对相

关专业人员进行培训,使其熟悉UHPC特性、设备操作、工艺

要点和质量控制要求。确保“三通一平”(路通、水通、电

通、场地平整),为设备运行、材料运输、水电供应和正常

作业提供基础保障。

【条】6.3桥面预处理

UHPC层与钢桥面板之间的界面粘结性能是决定铺装层

21

整体性、耐久性和承载能力的关键因素。桥面板的表面状态

(清洁度、粗糙度、平整度、缺陷情况)直接影响UHPC的粘

结强度、抗疲劳性能和长期服役寿命。因此,本条文针对新

建钢桥和旧钢桥翻修两种典型工况,根据现行标准JTG/T

3650、JTG/T3364等相关规定,结合实际工程经验,系统规

定了桥面预处理的标准流程和严格的质量控制要求。

6.3.1新建钢桥表面通常仅有浮尘、油污(如防护油)

或轻微氧化皮。通常使用高压水或专用清洗剂去除影响粘结

的污染物即可,对于没有锈蚀的桥面则无需喷砂,避免不必

要的成本和时间浪费,但清洗必须到位。

6.3.2对于旧桥,必须彻底清除失效的原铺装层、粘结

层残留物、锈蚀产物、各种污染物(油、脂、盐等),并对

桥面板缺陷进行修复。这是确保UHPC层与钢桥面板形成有

效粘结的前提。

【条】6.4剪力钉焊接

剪力钉(栓钉)作为传递钢桥面板与UHPC层之间剪力的

关键连接件,其焊接质量直接关系到组合结构的整体性、承

载能力、抗疲劳性能和长期安全性。任何焊接缺陷都可能导

致栓钉失效、界面滑移,甚至引发结构破坏。因此,本条文

对剪力钉焊接的全过程,结合现行标准JTG/T3650、GB/T

10433等相关规定,明确了剪力钉焊接的施工要求。

6.4.3钢主梁的拼接焊缝在焊接过程中会形成热影响

22

区(宽度通常为1~2cm),该区域金属的金相组织和力学性

能已发生变化(如晶粒粗化、韧性下降),若剪力钉直接焊

接在焊缝或紧邻热影响区上,会导致熔合不良、应力集中,

其次拼接焊缝边界可能存在咬边、夹渣等微观缺陷,剪力钉

焊接在此区域会放大缺陷风险,降低抗剪承载力。而偏移

2cm~3cm,既避开了焊缝热影响区的材料性能劣化区,又避

免了过度偏移,确保了组合桥面的抗剪刚度均匀分布。

6.4.8低温环境易导致焊缝冷却过快易脆裂;高湿度易

引发电弧不稳定;钢板表面潮湿时,其表面水分易引发气孔

缺陷。

图3剪力钉焊接

【条】6.5防腐层涂装

本条文综合参考JTG/T3650、JT/T722、GB50205-2020

等相关标准,结合表1实际工程经验,规定了超高性能混凝

土(UHPC)桥面钢基层防腐涂装的技术要求,旨在通过严格

控制涂装时效性和基面处理质量,阻断环境腐蚀介质对钢桥

面的侵蚀,保障钢-UHPC组合结构的耐久性。

23

6.5.1钢-UHPC界面是腐蚀敏感区,水分易从混凝土边

缘渗入并积聚在剪力钉根部。延伸涂装0.5m可形成连续封

闭层,阻断腐蚀介质渗透路径。

焊接时,焊接高温会加速钢桥面氧化,暴露于潮湿环境

中易在4小时内产生浮锈,未防护的钢基面在湿度>60%环境

中,2小时即可出现锈点。因此应在焊接完成后立即进行涂

装施工,并应在桥面除锈清理后4小时内完成。

【条】6.6钢筋网安装

本节规定了钢筋网安装工序中的要点。

根据现行标准JTGD62、JTG/T3650等相关规定,结合

表1实际工程经验,明确了超高性能混凝土层施工前钢筋网

安装的施工要求。

图4钢筋网安装

【条】6.7超高性能混凝土浇筑

本节依据现行标准GB50666、GB50164、JTG/T3650等

相关规定,结合表1项目实际工程经验,明确了超高性能混

凝土层浇筑施工要求。

24

6.7.1立轴行星式搅拌机通过公转与自转的复合运动形

成强剪切力,可有效分散钢纤维,避免结团,其次其搅拌效

率比双卧轴搅拌机高15%~20%,匀质性更优。

图5立轴行星式搅拌机搅拌效果

6.7.2b)预混料分盘搅拌会导致每盘组分分布不均匀,

造成水胶比波动,从而影响UHPC最终强度。d)搅拌叶片磨

损超5%厚度时,搅拌效率显著下降,同时存在断裂风险。e)

若在投料过程中钢纤维未进行充分分散,将导致搅拌过程出

现纤维结团的现象,因此宜缓慢均匀投入钢纤维并充分搅拌。

6.7.3UHPC水胶比低(0.150.20)、矿物掺合料及钢

~

纤维掺量高,黏度远高于普通混凝土,因此需综合考量材料

特性与搅拌机性能,通过试拌验证搅拌工艺,确定搅拌时间。

通过表1中的工程实践,总结得出“使用立轴行星式搅拌机

搅拌不少于6分钟,且流化后继续搅拌不少于2分钟”的搅

拌工艺效果最佳。该搅拌工艺可保证钢纤维分布均匀,减少

纤维-浆体界面气泡及钢纤维结团现象。

6.7.4检测必须覆盖搅拌地点和浇筑地点两处关键环

节,通过随机取样确保数据代表性。搅拌点检测反映拌合工

25

艺的稳定性,而浇筑点检测则表征混凝土经运输、等待等过

程后的实际状态,两者结合可全面监控UHPC流变性能的动

态变化。关于检测频次,每一工作班(通常指连续施工的一

个作业周期)至少需进行两次检测。这一要求旨在通过周期

性监控及时发现异常波动,避免因性能衰减导致施工质量问

题。实际工程中,对于大体积浇筑或环境条件突变等情况,

可适当增加检测频率。扩展度的评定标准必须以浇筑地点的

实测值为准。这是因为UHPC的流变性能具有时效敏感性,运

输过程中的时间延迟、温度变化、振动等因素均可能导致扩

展度损失。因此,即使搅拌点扩展度合格,若浇筑点检测值

不满足设计要求,仍需调整配合比或工艺,确保UHPC在最终

施工位置具备所需的工作性能。

6.7.5超高性能混凝土(UHPC)因其组分复杂(含高比

例胶凝材料、钢纤维等)和性能敏感性,对运输过程有严苛

要求。本条文系统规定了UHPC运输的关键控制点,旨在保障

拌合物在交付浇筑前的均质性、稳定性。

a)搅拌车罐体旋转可维持拌合物匀质性。同时搅拌车性

能需满足连续运转要求,避免因设备故障导致停等引发材料

性能衰变;

b)针对极端气候(寒冷、严寒或炎热),搅拌罐必须配

备保温或隔热措施:寒冷条件下防止冻害和温度骤降导致流

动性损失;炎热环境下阻隔热量传入,抑制早凝和水分蒸发;

26

c)残留水分会稀释UHPC,改变水胶比,导致强度下降;

d)运输途中及等候卸料时,搅拌罐必须保持正常旋转,

严禁停止,持续搅拌可产生适度剪切力,维持纤维处于悬浮

状态,确保拌合物始终处于高度均匀状态;

e)卸料前快速旋转罐体20秒以上,可以打破絮凝结构

恢复流变性,保证出料扩展度优良。卸料完成后应用清水彻

底清洗罐体,防止残留UHPC硬化堵塞设备,保障后续运输质

量及设备寿命;

f)UHPC从出机至卸料总时长限值1.5小时,此阈值基于

流变性经时损失规律设定:常温环境下,超时会导致扩展度

损失率为2%~5%,高温环境下损失率进一步加剧至15~30%。

6.7.6UHPC浇筑前的基面处理是保障界面粘结质量的

核心措施。钢桥面板表面具有吸水性,若直接浇筑,干燥基

桥面会迅速吸收UHPC拌合物中的水分,导致界面区域水胶

比降低、水泥水化不充分,这将形成薄弱过渡层,削弱机械

咬合与化学粘结力,引发脱层风险。洒水预湿可消除“抢水

效应”,确保界面处UHPC维持设计水胶比,实现充分水化和

致密微结构。

浇筑时桥面存在积水会形成水膜,会阻隔UHPC与桥面

的直接接触,降低粘结强度;其二,局部稀释UHPC导致水胶

比失衡,产生低强度、多孔隙的软弱夹层;其三,对钢桥面

而言,滞留水分可能诱发钢板锈蚀,埋下耐久性隐患。

27

6.7.7UHPC因其高纤维含量、低水胶比和自流平特性,

对布料均匀性较为敏感,不当操作将导致纤维分布不均、层

间弱面或内部缺陷,削弱其超高性能优势。

a,b)首选专用布料机是实现精细化布料的理想方案。其

可精准控制落料高度、移动速度和覆盖范围,确保UHPC以恒

定流量均匀摊铺。若无专用设备,允许采用泵车布料,但必

须及时移动泵杆,均匀布料,且泵管管口与浇筑面需保持距

合理高度(通常<1m)。

c)禁止粗放式作业,严禁翻斗车直接卸料。此方式下,

UHPC从高处倾泻可能会导致离析,同时,卸料产生的冲击可

能会破坏UHPC内部纤维网络,产生隐性结构弱区,且无法通

过后续振捣弥补。

d)有坡度时,布料必须由低向高推进。若从高处倾泻,

重力作用将驱使拌合物向下流动,导致低处过度堆积、纤维

取向紊乱,而坡顶易出现浆体流失、露筋等缺陷。

e)松铺系数是保障最终密实厚度与平整度的关键参数。

通过表1所示的工程实践发现,系数过小(<1.0)意味着虚

铺厚度不足,振平后易出现局部缺料;过大(>1.1)则导致

堆积过厚,增加内部气泡排出难度,且易因过度振捣引发纤

维沉降。

6.7.8UHPC的振实是确保其结构致密性和纤维均匀分

布的核心环节。a,b)振实设备遵循分级优先原则:专用高频

28

振动整平机为首选,其高频振动能有效排出微气泡且不扰动

纤维网络;次选为振动梁,适用于小面积施工,但需严格控

制移动速度。辅助工具限定为高频平板振动器或手持式振动

器,用于边缘补振。严禁人工插捣,插入式振捣会破坏纤维

取向,导致局部成团或界面损伤。c,d)振实参数非固定值,

需根据摊铺厚度、实时扩展度通过工艺试验预调:厚度增加

需降低摊铺速度;扩展度衰减需提高振频或延长振时。施工

中须设专人对厚度实时监测(允许偏差0~3mm),及时反馈

调整振动参数。

图6东营胜利黄河大桥项目超高性能混凝土浇筑与摊铺

【条】6.8超高性能混凝土接缝施工

超高性能混凝土(UHPC)接缝是结构中的关键传力界面,

其施工质量直接关系到整体结构的连续性、耐久性和荷载传

递效率。本节规定了超高性能混凝土接缝浇筑中的要点。根

据现行标准GB50666、GB50164、GB/T31387等相关规定,

结合表1项目实际工程经验,系统规定了接缝施工的核心控

制要素。

29

6.8.3接缝面的糙化是保障新旧UHPC协同工作的核心

工艺。a)糙化断面必须暴露大量钢纤维,以形成机械锚固,利

用纤维与基体的机械咬合作用提升界面强度;并彻底清除松

散残渣,避免形成软弱夹层。b)糙化宽度≥2cm,为UHPC提

供充分的咬合深度。研究表明,UHPC在接缝边缘存在1.5~2cm

的纤维取向紊乱带,糙化宽度不足会导致新旧混凝土在弱化

区粘接。c)遵循“洒水湿润但无积水”原则,其依据与6.7.6

条一致,预湿消除抢水效应,而自由水会稀释界面UHPC形成

低强区。

6.8.4对设置异型加强钢板的接缝,焊前确保钢桥面板

平整、光滑、洁净,杜绝虚焊风险;周边采用间断角焊缝连

接,在保证强度的同时减小焊接热输入对钢板的变形影响;

焊接完成后彻底清除焊渣,防止杂物混入UHPC;钢板必须按

图施工,未明确时宜设置在横隔板跨中剪力较小区域。

【条】6.9超高性能混凝土养护

超高性能混凝土(UHPC)的养护是其微观结构形成的关

键控制阶段,直接决定最终力学性能与耐久性。本节根据现

行标准GB/T31387-2015等相关规定,结合实际工程经验,

明确了超高性能混凝土养护要点。

6.9.1超高性能混凝土(UHPC)养护的本质是通过对温

湿度控制保障其内部结构演化。相比蒸汽养护需专用设备,

常温养护仅需覆盖薄膜,更适合现场施工。UHPC因水胶比极

30

低(通常0.150.20),早期水化剧烈且自收缩显著,持续

保湿养护(覆盖薄膜)可防止表面水分蒸发,并在一定程度

上抑制收缩,防止微裂纹产生;采取保温措施可保障水化反

应速率,避免低温下强度发展停滞。同时,≥7天养护周期

是基于UHPC水化动力学特性所提出的要求,常温下7d抗压

强度可达设计值的80%以上,是结构承载能力形成的关键阶

段,若提前终止养护,28d强度可能损失10%15%;其次,收

缩在初凝后24h内快速发展,7d后显著减缓;第三,试验表

明,7d完整养护的UHPC氯离子扩散系数可稳定在

0.4×10⁻¹²m²/s以下,若缩短至5天,该系数可增加20%~30%。

UHPC在养护早期抗拉强度较低(<3MPa),钢纤维与基

体的界面粘结也处于薄弱状态。外部振动(如设备运行、车

辆通行)会导致纤维与浆体界面出现微裂缝以及表层开裂。

图7超高性能混凝土养护

【条】6.10超高性能混凝土表面糙化处理

糙化处理旨在提升UHPC层与沥青面层的机械咬合强度

和抗滑移能力。抛丸法通过高速钢丸冲击表面,形成均匀粗

31

糙纹理,同时清除浮浆、暴露钢纤维,显著增强界面粘结力。

相比人工凿毛,抛丸法具有效率高、均匀性好的特点。

a)丸料尺寸过小则糙化不足,过大易损伤钢纤维;丸料

流量过大导致过度凹坑,过小则清洁不彻底;行走速度过快

时粗糙度易不满足要求,过慢则局部过度损伤(如钢纤维脱

出等),因此需要通过工艺试验确定丸料规格、丸料流量与

行走速度。

b)停机后倒退30cm重启,是因抛丸机启动时,抛丸轮需

经历加速过程(约13秒),此时丸料因离心力不足易导致

初始抛射角度不稳定形成扇形散射区、丸料初速低于正常值

且冲击力不足,无法有效清除浮浆或形成均匀粗糙度。实测

数据显示,抛丸机启动长度约为2025cm,倒退30cm可完全

覆盖该区域,同时,倒退后重启的抛丸轨迹与前次处理区形

成510cm重叠带,可消除接缝线,避免“带状漏抛”。

c)15cm搭接宽度可保障全断面100%覆盖。搭接<1cm

易形成未处理接缝线,搭接>5cm则重复冲击易造成局部粗

糙度超标。

d)抛丸后可使用高压风机清理桥面浮灰及残渣,浮灰与

残渣会阻碍防水粘结层渗透,导致粘结强度衰减。

e)UHPC表面多孔结构,易吸附粉尘,抛丸后在露天环境

下暴露3d,易造成UHPC微孔堵塞,并且交通扬尘中含有油

脂成分,易阻碍防水粘结层的渗透粘结;其次,裸露钢纤维

32

在潮湿空气中易引发锈蚀,削弱锚固力。

图8齐济黄河大桥超高性混凝土表面糙化处理

【条】6.11特殊气候条件下施工

超高性能混凝土(UHPC)在浇筑及养护阶段对气象突变

具有极端敏感性。

6.11.1a)当降雨影响UHPC表面质量(如雨水冲刷导致

浆体流失、钢纤维外露)时,需立即停工并覆盖防雨布;因

UHPC水胶比仅0.15~0.20,自由水渗透深度达3mm即可使局

部水胶比升至0.35,导致强度衰减、钢纤维锈蚀,若需连续

施工,必须搭设防雨棚。

6.11.2条款a)与条款b)解释说明同6.1.8

c)UHPC因低水胶比和高胶凝材料用量,在水化初期对温

度极为敏感。当养生水温与UHPC表面温差>12℃时,局部骤

冷或骤热会诱发收缩/膨胀,产生拉应力。而UHPC早期抗拉

强度较低,易在界面过渡区生成微裂纹,破坏钢纤维与基体

的粘结锚固。

6.11.3当环境温度低于5℃时,UHPC的水化反应速率

急剧下降,胶凝材料无法有效形成C-S-H凝胶骨架,不利于

33

后期强度发展。在5℃~10℃区间内,水化反应虽可持续但显

著延缓,因此需通过保温措施维持内部温度,确保水化反应

效率。

图9东营胜利黄河大桥冬季施工保温措施

7.质量检验与验收

本节规定了超高性能混凝土施工过程中各工序的质量

检验内容及指标。每完成一道工序后应及时对其进行检验,

确保质量后再进行下一道工序。

结合现行标准GB/T10433、GB1499.2、GB/T31387、

JTG/T3650、明确了检测指标及方法。

四、预期的经济、社会和生态效益

《规范》实施后能够规范山东地区的钢桥面超高性能混

凝土铺装技术的原材料、设计和施工标准,确保钢桥面超高

性能混凝土铺装项目安全、可靠完成,更好地指导我省钢桥

面超高性能混凝土铺装技术的推广和应用。该成果有广泛的

应用前景,今后将加强技术宣传和科技服务,继续科技攻关,

推广该项成果的应用。

34

《规范》实施后能够推动钢桥面超高性能混凝土铺装技

术的应用,将解决正交异型钢桥等桥面结构易疲劳开裂和铺

装层频繁破损的难题,提高钢桥面的结构钢度和耐久性,延

长了钢桥的使用寿命,显著降低钢桥全寿命周期的使用寿命

维修养护成本;

《规范》实施后将极大提升钢桥面的安全性和服务品质,

通过提升桥面整体刚度,系统性解决钢桥面疲劳开裂和铺装

层破损两大难题,大幅降低交通事故风险,大幅降低桥梁维

修时间,降低对城市交通的影响确保路网高效运转。此外,

标准的本地化应用将加速UHPC产业链发展,推动区域技术

创新和产业升级。

《规范》实施为基础设施绿色转型提供关键技术支撑。

钢桥面超高性能混凝土桥面铺装技术通过高强薄层设计可

减少材料消耗,大幅降低资源更替频率。采用常温养护工艺

替代高耗能蒸汽养护,降

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