淺談公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

鄭峰

摘 要：隨著我國(guó)公路橋梁建設(shè)施工的不斷發(fā)展，許多新興的見(jiàn)著技術(shù)也在這個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的推廣與實(shí)施。其中鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁的建設(shè)中最為常見(jiàn)。本文主要闡述了鋼纖維混凝土技術(shù)的性能以及鋼纖維混凝土在路橋施工中的作用，為今后的鋼纖維混凝土技術(shù)提供了一些意見(jiàn)。

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

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0051-02

隨著我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)對(duì)路橋工程的質(zhì)量也有了新的要求。鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在實(shí)際的施工過(guò)程中，在混凝土中加入適量的鋼纖維，可以有效的改善混凝土的承載能力和拉伸千強(qiáng)度。目前鋼纖維混凝土技術(shù)不僅運(yùn)用在路橋的建設(shè)施工當(dāng)中，還存在于我國(guó)建筑領(lǐng)域的各個(gè)方面。

1 鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

1.1 一般道路施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

鋼纖維混凝土具有良好的耐磨性、縱縫不設(shè)或者少設(shè)、橫向縮進(jìn)較少、鋪裝厚度大大減薄等有限，在延長(zhǎng)路面的使用年限等方面有著極大的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)使得這項(xiàng)技術(shù)在道路施工中得到了廣泛的應(yīng)用。其具體應(yīng)用如下：

第一，對(duì)于新建的全截面鋼纖維混凝土路面，全截面所使用的鋼纖維混凝土的厚度是普通路面厚度的50%～60%，其鋼纖維的摻量為0.8%～1.2%。以鋼纖維混凝土為主的雙車道路面施工，中間一般不用設(shè)置縱縫，而橫縫的間距一般在20～30 m，最長(zhǎng)不超過(guò)50 m。

第二，復(fù)合式鋼纖維混凝土路面。復(fù)合式的光纖維混凝土路面一般可以做成兩層或者三層。兩層的復(fù)合鋼纖維混凝土路面是在全路面板厚的上層鋪設(shè)全厚約40%到60%的鋼纖維混凝土。而三層的鋼纖維混凝土路面為，上下兩層均鋪設(shè)鋼纖維混凝土路面，中間的一層鋪設(shè)普通的混凝土層。三層的混凝土路面比兩層的混凝土路面難以鋪設(shè)。三層混凝土路面的鋪設(shè)比較適合在施工機(jī)械程度相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū)使用。

第三，碾壓鋼纖維混凝土路面。這種路面的鋪設(shè)主要是將鋼纖維碾壓置于混凝土中，進(jìn)而加強(qiáng)路面的韌性和強(qiáng)度，進(jìn)一步改善路面的力學(xué)性能。

第四，鋼纖維混凝土罩面的建設(shè)。這種技術(shù)一般采用對(duì)舊的混凝土路面的修復(fù)上。鋼纖維混凝土罩面有分離式、直接式和結(jié)合式三種。分離式的罩面層是直接在舊的混凝土路面的基礎(chǔ)上設(shè)置一個(gè)隔離層，而并不與混凝土相粘合，使得各個(gè)層面獨(dú)立發(fā)揮作用。直接式的隔離層是在舊的混凝土路面上家鋪一層鋼纖維混凝土罩面，這種技術(shù)一般使用于損壞程度較輕的舊混凝土路面。結(jié)合式的罩面，主要與舊的混凝土粘結(jié)成為一個(gè)整體，使其共同發(fā)揮路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。

第五，使用鋼纖維細(xì)石混凝土罩和鋼纖維水泥砂漿對(duì)路面進(jìn)行修補(bǔ)。鋼纖維的體積以1%到2%最為適宜，其長(zhǎng)徑比可以稍微高于鋼纖維增強(qiáng)混凝土的長(zhǎng)徑比。

第六，鋼纖維混凝土在凍土地區(qū)的應(yīng)用。在多年的凍土地區(qū)比較適宜使用鋼纖維混凝土路面，這種路面可以有效的減少對(duì)熱量的吸收，進(jìn)而維持路面的凍土熱平衡以及提高路面的抗凍性。

1.2 鋼纖維混凝土技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

首先是其在橋面鋪裝上的應(yīng)用。使用鋼纖維混凝土技術(shù)對(duì)橋面進(jìn)行鋪裝，不僅能夠增強(qiáng)橋面的耐久性、抗裂行和舒適性，還可以增強(qiáng)橋梁的抗折強(qiáng)度，減少橋面的鋪裝，增強(qiáng)橋梁的剛度。此外，采用鋼纖維混凝土和橡膠瀝青混合的復(fù)合雙重橋面，也是增強(qiáng)橋身質(zhì)量的一種措施之一。

第二，在橋梁上部承受荷載部位的運(yùn)用。采用鋼纖維混凝土作為橋梁的主梁或者在應(yīng)力的集中區(qū)域局部加強(qiáng)鋼纖維混凝土的使用，可以很好的改善橋梁結(jié)構(gòu)的受力性能，進(jìn)一步控制橋梁的結(jié)構(gòu)變形，減輕橋梁的自重，使得橋梁向著更加輕型化、大跨度的方向發(fā)展。鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用，可以使得橋梁結(jié)構(gòu)擁有良好的性能，并且造型美觀，上部材料的使用也會(huì)相對(duì)減小，進(jìn)而使得下部墩臺(tái)的數(shù)量也隨之減少，進(jìn)而降低橋梁的工程造價(jià)，提高施工方的經(jīng)濟(jì)效益。

第三，鋼纖維混凝土在橋梁墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。對(duì)于長(zhǎng)期動(dòng)載作用下而造成的橋梁墩臺(tái)或者橋梁板面的裂縫、表層剝落等危害，可以使用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射5～20 cm的鋼纖維混凝土，這樣可以進(jìn)一步滿足橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性和整體性的要求。一般來(lái)說(shuō)，鋼纖維的類型多采用剪切鋼纖維，其摻量為1%，并且采用硫鋁酸鹽快硬水泥以及TS型速凝劑，以提高橋梁的早期抗裂性能。

第四，鋼筋混凝土樁的加強(qiáng)。使用鋼纖維混凝土對(duì)樁尖或者樁頂進(jìn)行局部加強(qiáng)。樁的穿透力越強(qiáng)，對(duì)樁錘擊的次數(shù)就越少，錘擊對(duì)樁造成的損害也就越少。一般，使用在樁頂或者樁尖的鋼纖維混凝土，可以增強(qiáng)樁頂?shù)目箾_擊能力，有效的保護(hù)了樁頂在打入土中時(shí)不出現(xiàn)破裂。

2 鋼纖維混凝土的設(shè)計(jì)

鋼纖維混凝土的配合比，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇普通混凝土的比例原則，經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試之后再?zèng)Q定。在選擇材料的時(shí)候，應(yīng)該選擇與基材相適應(yīng)的鋼纖維，鋼纖維的極限抗拉強(qiáng)度應(yīng)該大于500 MPa。中低標(biāo)號(hào)的混凝土比較適宜采用榮抽鋼纖維和圓直鋼纖維進(jìn)行反饋配制，而剪切鋼纖維可以用來(lái)配制高標(biāo)號(hào)的混凝土。鋼纖維的含量宜保持在0.5～2.0之間。為了使鋼纖維混凝土具有更好的力學(xué)性能，施工人員應(yīng)該對(duì)鋼纖維的長(zhǎng)徑比加以嚴(yán)格的控制，在控制的同時(shí)，還應(yīng)該考慮到鋼纖維的最小直徑。鋼纖維的最小直徑一般在0.45～0.70 mm之間。鋼纖維細(xì)石混凝土的含砂率應(yīng)該比相同標(biāo)號(hào)的普通混凝土要高。為了進(jìn)一步保證鋼纖維同基體的牢固性，通常會(huì)選擇一些粒徑較小的主骨料。另外，為了有效的改善混合材料施工的簡(jiǎn)易性，施工人員可以適量的減少水泥的用量或者降低施工的成本，可以使用適量的減水劑或者其他建筑摻劑。還要注意鋼纖維的外觀需要保持干凈、整潔、沒(méi)有油漬并且不含有碎屑或者其他雜質(zhì)。

3 鋼纖維混凝土的具體施工技術(shù)

鋼纖維混凝土按照施工的方法，可以將其分成噴射鋼纖維混凝土、灌漿鋼纖維混凝土以及澆筑鋼纖維混凝土。以鋼纖維為主的路橋施工見(jiàn)著中，路橋的質(zhì)量在很大的程度上依靠與施工的質(zhì)量。所以在進(jìn)行鋼纖維混凝土施工技術(shù)時(shí)，不僅要滿足普通混凝土的施工要求，還要格外重視鋼纖維技術(shù)在施工中存在的技術(shù)問(wèn)題，以保證鋼纖維在基體重得到均勻的分布。endprint

3.1 鋼纖維分散裝置的設(shè)置

若將鋼纖維一次性投入到攪拌機(jī)內(nèi)，則比價(jià)容易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，為了使鋼纖維充分分散，可以將鋼纖維通過(guò)專門(mén)的分散劑之后再進(jìn)入攪拌機(jī)。分散機(jī)的功率適合在0.75 kW到10 kW，分散機(jī)的分散率適宜在20～60 kg/min之間。

3.2 攪拌機(jī)的使用

為了減少鋼纖維出現(xiàn)結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，需要使用分級(jí)投料的方式進(jìn)行攪拌。即按照先砂、第二鋼纖維、第三碎石、第四水泥的順序進(jìn)行投料。混合料要在攪拌機(jī)中干拌一份，之后加水以及外加濕劑攪拌兩分鐘。

3.3 強(qiáng)制式攪拌機(jī)的使用

鋼纖維混凝土的攪拌機(jī)最好使用強(qiáng)制式的攪拌機(jī)或者雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。當(dāng)鋼纖維的摻量較高或者坍落度較小的時(shí)候，為了保證攪拌機(jī)的正常工作，應(yīng)該適當(dāng)?shù)恼{(diào)整攪拌機(jī)的利用率。

3.4 振搗和澆筑

在進(jìn)行鋼纖維混凝土澆筑的時(shí)候，不能夠有較為明顯的澆筑接頭。為了保持鋼纖維混凝土的整體性和連續(xù)性，每次倒料時(shí)應(yīng)該相壓15～20 cm，此外對(duì)鋼纖維混凝土的澆筑必須連續(xù)的進(jìn)行。當(dāng)采用插入式振動(dòng)棒對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行振搗的時(shí)候，鋼纖維會(huì)向著振動(dòng)棒的方向而聚集起來(lái)，為了避免這一現(xiàn)象，施工時(shí)宜采用平板振動(dòng)器進(jìn)行振搗。

3.5 成型

鋼纖維混凝土的特點(diǎn)有：含砂率大、纖維易亂分布、粗骨細(xì)料等特點(diǎn)，所以在進(jìn)行鋼纖維路面施工作業(yè)時(shí)，比較適宜采用真空吸水工藝，還要將操作的機(jī)械抹平以防止鋼纖維的外露。在拆模的過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)鋼纖維外露要及時(shí)做好處理措施。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼纖維混凝土技術(shù)是先進(jìn)一種比較實(shí)用的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，它能夠方便靈活的按照施工設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行施工。隨著鋼纖維技術(shù)的不斷發(fā)展以及鋼纖維技術(shù)理論的不斷完善。鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用也會(huì)不斷的發(fā)展與完善，鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用范圍也將越來(lái)越廣泛。在路橋的實(shí)際施工建設(shè)中，使用復(fù)合式的路面施工結(jié)構(gòu)，不僅可以充分的發(fā)揮鋼纖維混凝土的作用和性能，還可以較少路橋施工的工程造價(jià)。在路橋建設(shè)施工中，重視鋼纖維混凝土施工環(huán)節(jié)的各項(xiàng)施工步驟，是保證路橋施工整體質(zhì)量的關(guān)鍵。

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