公路橋梁施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)的應(yīng)用分析

摘 要：隨著我國(guó)城市建設(shè)進(jìn)程的加快，公路和橋梁的建設(shè)步伐也在日益加快，隨之而來的是對(duì)建筑材料越來越高的要求。為了增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，在實(shí)踐中我們通常采用近年來在國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展的鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土，作為一種新型優(yōu)質(zhì)水泥復(fù)合材料，與普通混凝土相比，它具有施工簡(jiǎn)易方便、價(jià)格低廉、性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此廣受歡迎。本文從鋼纖維混凝土的性能出發(fā)，對(duì)其在路橋施工中技術(shù)的應(yīng)用提供一些自己的看法，僅供各位同仁參考。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；鋼纖維；混凝土；施工技術(shù)；應(yīng)用

鋼纖維混凝土，是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，現(xiàn)實(shí)中被廣泛地應(yīng)用于道路路面、橋梁結(jié)構(gòu)等工程中，該施工技術(shù)也越來越受到大家的關(guān)注。本文將結(jié)合自身體會(huì)對(duì)路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 鋼纖維混凝土的基本性能

（1）抗沖擊性強(qiáng)。

當(dāng)鋼纖維混凝土纖維摻量介于0.8～2.0%時(shí)，則可承受比普通混凝土高達(dá)前者50～100倍的沖擊力，甚至有可能達(dá)到更高，可見其抗沖擊韌性極好。

（2）抗裂、抗疲勞、抗剪性能佳。

不同于普通的混凝土，開裂荷載和極限荷載并非幾乎一樣，而是可以在出現(xiàn)開裂荷載后，極限荷載還能增大。增大鋼纖維的體積率后，其初裂荷載、極限荷載和韌性則均有所增大。我們?cè)谥苯蛹羟性囼?yàn)中還發(fā)現(xiàn)，基體錯(cuò)動(dòng)之后，鋼纖維混凝土不僅沒有難堪重負(fù)，還具有不錯(cuò)的承載能力。

（3）抗拉、抗壓和抗彎的極限高。

通過在混凝土中摻入適量的鋼纖維，就可以提高該混凝土的極限抗壓強(qiáng)度，一般來說，單軸抗拉極限強(qiáng)度可以提高百分之四、五十，抗彎極限強(qiáng)度可以提高百分之五十到一百五。

（4）變形性能大幅度改善。

鋼纖維對(duì)混凝土長(zhǎng)期收縮變形的影響較為明顯，它可以使混凝土的收縮率降低百分之十到三十左右；其次，雖然其對(duì)混凝土抗壓彈性模量的影響不顯著，但對(duì)抗拉彈性模量卻是提高不少。

（5）能夠有效地抑制因溫度應(yīng)力引起裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)展。

2 道路施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

（1）在全截面鋼纖維混凝土路面的施工作業(yè)時(shí)，要確保其路面的的厚度為普通路面厚度的55%左右，允許在山下五個(gè)百分點(diǎn)內(nèi)跳動(dòng)，且鋼纖維摻量通常介于0.8～1.2%之間。對(duì)于雙行道路面，通常不設(shè)縱縫，且其橫縫的間隔距離不能高于50m，一般取20～30m。

（2）對(duì)碾壓鋼纖維混凝土路面的施工時(shí)，通常會(huì)將鋼纖維摻入碾壓混凝土中，以便達(dá)到提高路面韌性和強(qiáng)度的目的，改善該混凝土的力學(xué)性能。

（3）對(duì)于雙層式鋼纖維混凝土的路面鋪設(shè)，一般是上層約全部厚度的40～60%時(shí)鋪鋼纖維混凝土。

（4）對(duì)于三層式鋼纖維混凝土的路面鋪設(shè)，分為上、中、下三層進(jìn)行，施工比較復(fù)雜。

一般是在中間鋪設(shè)普通的混凝土，而在上、下兩層鋪鋼纖維混凝土。這種鋪法僅適用于且機(jī)械化設(shè)備齊全、條件較好的地區(qū)。

（5）鋼纖維混凝土鋪設(shè)罩面層共有三種方式：直接式、分離式、結(jié)合式，直接式多用于原混凝土損壞不嚴(yán)重的路面，僅需直接在舊水泥混凝土面層上加鋪即可；分離式即在罩面面層與舊混凝土中間構(gòu)建一個(gè)隔離層，使二者各自發(fā)揮作用；結(jié)合式則是使二者相互粘連為一體，共同發(fā)揮其強(qiáng)度作用。此外，鋪設(shè)、修補(bǔ)罩面時(shí)，其鋼纖維體積率應(yīng)控制在1%～2%，長(zhǎng)徑比不低于70、不高于100即可。

（6）在多年凍土地區(qū)，也可選用鋼纖維混凝土路面以減少路面吸熱，維持凍土的熱平衡，最終提高其抗凍性能。

（7）道路施工中應(yīng)用鋼纖維混凝土應(yīng)注意的其他問題：

①加快施工速度，以防鋼纖維混凝土的凝結(jié)和硬化；

②使用噴霧防止水分蒸發(fā)時(shí)切忌在澆筑和鋪攤中隨意加水；

③用硬刻槽方式制作抗滑構(gòu)造，需在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)控制好滑模、軌道三輥軸機(jī)組、軌道三輥軸機(jī)組滑模的數(shù)值，并考慮施工時(shí)間的平均氣溫。

3 橋梁施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

（1）在橋面鋪設(shè)時(shí)應(yīng)用，既可使橋面的耐久性、抗裂性和舒適性等都得以改善，又能增加橋梁本身剛度和抗折強(qiáng)度，最終增強(qiáng)其受力能力。

（2）在橋梁主拱圈（主梁）或應(yīng)力集中區(qū)域利用鋼纖維混凝土，可以減輕橋梁自身的重量，有效地控制結(jié)構(gòu)變形，推動(dòng)橋梁建設(shè)走向大跨度化和輕型化。此外，墩臺(tái)數(shù)量的相應(yīng)減少，有利于降低工程造價(jià)、提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）對(duì)橋梁墩臺(tái)進(jìn)行加固，特別是對(duì)動(dòng)載長(zhǎng)期作用下造成的橋梁墩臺(tái)、橋面面層裂縫的破壞等，可選擇轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射一定量的鋼纖維混凝土，以增強(qiáng)橋梁抗震性。此外，我們需對(duì)舊混凝土的表面進(jìn)行鑿毛或噴砂，以便新舊混凝土的更好粘貼，維護(hù)橋梁的整體性。

（4）對(duì)樁頂或樁尖采用鋼纖維混凝土，增強(qiáng)樁的穿透力和樁頂?shù)目箾_擊韌性，以預(yù)防樁頂在打入設(shè)計(jì)深度以前就出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象，同時(shí)還可以增強(qiáng)樁尖的入土性能，大大提高打擊的速度。

（5）橋梁施工應(yīng)用中鋼纖維混凝土應(yīng)注意的其他問題：

①橋面鋪裝中常加入鋼筋網(wǎng)，以便增強(qiáng)鋪裝層的抗裂能力；

②對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加工、安裝時(shí)，要注意嚴(yán)格按照相關(guān)的橋面技術(shù)要求進(jìn)行；

③加固橋梁墩等、修補(bǔ)表層剝落和動(dòng)載作用下的橋梁裂縫時(shí)，通常應(yīng)通過噴射機(jī)噴射6～20cm的鋼纖維混凝土來進(jìn)行。

4 鋼纖維混凝土的施工技術(shù)

鋼纖維混凝土的施工技術(shù)，根據(jù)其施工方法，可分為灌漿鋼纖維混凝、土澆注鋼纖維混凝土和噴射鋼纖維混凝土三種，不可置否地，施工質(zhì)量在很大程度上決定了鋼纖維混凝土路橋工程的質(zhì)量。因此，在施工時(shí)，不僅需要滿足普通混凝土的施工要求，還要特別重視和想辦法解決鋼纖維給施工帶來的一系列問題，并確保鋼纖維在基體中分布均勻。

4.1 設(shè)置分散裝置

為使鋼纖維充分分散、避免結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，我們應(yīng)將遵循以下步驟：第一，事先將鋼纖維與細(xì)骨料定量拌合均勻，或者選擇材質(zhì)較好、直徑較粗的纖維，并在料斗入口處設(shè)置振動(dòng)篩；第二，使之通過分散機(jī)，最后再進(jìn)入攪拌機(jī)。一般來說，選擇的分散機(jī)功率應(yīng)控制在0.75～1.0kW范圍內(nèi)，而分散力則在20～60kg/min為佳。

4.2 攪 拌

為防止鋼纖維結(jié)團(tuán)，使其在混凝土中分布均勻，必須嚴(yán)格控制投料順序、攪拌方法和攪拌時(shí)間，應(yīng)采取分級(jí)投料、先干后濕的工藝，這是保證施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。一般應(yīng)將粗細(xì)骨料、鋼纖維、水泥等混合料在攪拌機(jī)內(nèi)先干拌1.5min，然后再加水和外加劑濕拌2min。此外，攪拌機(jī)以使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)和雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)為宜。

4.3 澆注和振搗

①在澆注時(shí)，必須連續(xù)進(jìn)行，要使鋼纖維混凝土保持整體連續(xù)性，但忌諱明顯的澆注接頭；②由于使用插入式振動(dòng)棒插入鋼纖維混凝土進(jìn)行振搗，會(huì)導(dǎo)致集束效應(yīng)，所以在實(shí)踐中，一般多采用平板振動(dòng)器振搗成型，以便確保鋼纖維的二維分布；③應(yīng)使鋼纖維縱向條狀集束排列，以保證邊角混凝土密實(shí)，且有利于抵抗板體溫度、收縮應(yīng)力以及荷載的傳遞；最后，應(yīng)抹平振搗好的混凝土表面，把鋼纖維的外露部分壓入混凝土里，以防止外露纖維刺人或生銹。

4.4 成 型

①應(yīng)采用真空吸水工藝，機(jī)械抹平混凝土表層，以防止鋼纖維的外露；②應(yīng)采用壓紋工藝，以避免拉毛現(xiàn)象的出現(xiàn)；③拆模后對(duì)鋼纖維的外露、漏振等情況發(fā)生應(yīng)及時(shí)、高效處理。

4.5 運(yùn) 輸

由于鋼纖維混凝土的運(yùn)輸時(shí)間不宜過長(zhǎng)，實(shí)踐中多采用易于卸料的攪拌運(yùn)輸車，并做到運(yùn)往目的地后及時(shí)觀察，如果有離析現(xiàn)象則應(yīng)做二次攪拌。

總之，在路橋施工中的鋼纖維混凝土施工中，施工人員須嚴(yán)格按照《混凝土施工規(guī)范》操作，按照程序，重視技術(shù)要求，及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，在科學(xué)的引導(dǎo)下努力達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]王一飛，王海冰.鋼纖維混凝土施工與泵送技術(shù).建筑技術(shù).2003（01）.