聚丙烯纖維混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用

雷　亮

(新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計院(集團(tuán))有限責(zé)任公司，新疆　烏魯木齊　830000)

聚丙烯纖維混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用

雷亮

(新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計院(集團(tuán))有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊830000)

雷亮(1982—)，工程師，研究方向：路橋設(shè)計。

摘要：聚丙烯纖維混凝土能夠有效地提高混凝土內(nèi)部的粘結(jié)力，具有良好的抗壓、抗彎拉能力，從而適應(yīng)復(fù)雜外力作用，因此在橋梁工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。文章結(jié)合具體的橋梁施工實(shí)例，探討聚丙烯纖維混凝土的配合比設(shè)計方案及施工技術(shù)，以期對類似工程起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞：聚丙烯纖維混凝土；橋梁工程；配合比設(shè)計；應(yīng)用

0引言

根據(jù)相關(guān)的工程實(shí)踐可知，在混凝土中摻加一定比例的聚丙烯纖維，可以在一定程度上提高混凝土的內(nèi)部粘結(jié)力，同時使得混凝土在抗壓性能和抗彎拉性能上得到提高，在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用可以有效補(bǔ)償溫差抗裂。同時，聚丙烯纖維在混凝土中會形成具有多維結(jié)構(gòu)的支撐體系，這樣可以有效減少混凝土早期泌水的問題，降低孔隙率，從而達(dá)到緩解混凝土早期沉降裂縫的目的。因此聚丙烯纖維混凝土在橋梁工程中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。本文將結(jié)合具體的橋梁工程施工實(shí)例，簡要探討聚丙烯纖維混凝土的具體施工過程。

1工程概況

本工程為新疆地區(qū)某公路橋梁施工建設(shè)項目。該橋梁全長132.16 m，橋面寬度為12 m，按照二級公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，上部結(jié)構(gòu)為30 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩臺，鉆孔灌注樁樁基，樁徑為1.4 m。根據(jù)設(shè)計要求，橋面鋪裝層采用10 cm厚的聚丙烯纖維混凝土，混凝土強(qiáng)度等級為C50，混凝土中鋪設(shè)一層鋼筋網(wǎng)，直徑為12 mm。

2聚丙烯纖維混凝土的配合比設(shè)計

(1)粗集料：粗集料采用礫石，其粒徑控制在10~20 mm，每100 kg水泥采用338 kg的礫石。

(2)細(xì)集料：采用中粗砂，其細(xì)度模數(shù)控制在2.27，每100 kg水泥采用144 kg中粗砂。

(3)聚丙烯纖維：根據(jù)設(shè)計和規(guī)范的要求，聚丙烯纖維在混凝土中的體積百分比為0.9%，每100 kg水泥采用0.225 kg聚丙烯纖維。

(4)水灰比：經(jīng)過相關(guān)試驗，最佳水灰比采用0.38。

(5)水：采用當(dāng)?shù)氐娘嬘盟纯桑?00 kg水泥采用38 kg水。

(6)外加劑：外加劑采用緩凝減水劑，每100 kg水泥采用0.75外加劑。

3聚丙烯纖維混凝土施工技術(shù)

由于聚丙烯纖維在混凝土早期裂縫中的作用不是很明顯，因此為了確?；炷潦┕べ|(zhì)量，減少早期裂縫的出現(xiàn)，在聚丙烯纖維混凝土的具體施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工工藝流程要求進(jìn)行橋面鋪裝作業(yè)。

3.1　施工工藝流程

在本工程中進(jìn)行聚丙烯纖維混凝土的施工，具體施工工藝流程為：清除鑿毛→立?！壴摻罹W(wǎng)→拌和混凝土[1]。

3.2　清除鑿毛

在混凝土施工之前，應(yīng)先對梁體進(jìn)行清理，將其上的雜物清除干凈，并進(jìn)行鑿除處理。重點(diǎn)需要進(jìn)行鑿毛的部分主要為梁體頂面、鉸縫處。鑿毛之后清洗梁體，這樣可以確保橋面鋪裝層混凝土與梁體之間的粘結(jié)效果。

3.3　立模

立模作業(yè)環(huán)節(jié)是確保橋面標(biāo)高和橋面平整度的關(guān)鍵工序。在立模施工中應(yīng)做好以下幾方面的注意事項。

(1)模板的拼裝。由于工程所在地區(qū)晝夜溫差較大，一般情況下溫差可以達(dá)到20 ℃~30 ℃之間，因此經(jīng)過綜合考慮，決定采用槽鋼作為側(cè)模。模板的拼接長度控制在6 m以內(nèi)。同時側(cè)模之間應(yīng)預(yù)留有0.5 cm的縫隙，并采用直徑8 mm的鋼筋進(jìn)行上下焊接。鋪筑層模板底腳應(yīng)確保緊密加固[2]。

(2)模板標(biāo)高測量。由于后張法預(yù)應(yīng)力箱梁容易受到溫度的影響，在不同時間內(nèi)，梁體的標(biāo)高往往會出現(xiàn)不同，因此為了切實(shí)掌握梁體標(biāo)高隨時間的變化規(guī)律，應(yīng)對梁上拱度標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測。這對于橋面鋪裝層標(biāo)高的控制有著非常重要的意義。如表1所示為本工程梁上拱度標(biāo)高隨時間的變化規(guī)律。

表1　梁上拱度標(biāo)高隨時間的變化規(guī)律表

從表中可以看出，梁上拱度標(biāo)高在一天的時間內(nèi)呈現(xiàn)不同的變化，因此為了對橋面鋪裝層標(biāo)高進(jìn)行控制，應(yīng)選擇最佳時間立模。一般情況下可以選擇在早上7：00~8：00點(diǎn)立模，在晚上22：00~23：00點(diǎn)校模。

3.4　綁扎鋼筋網(wǎng)

當(dāng)模板安裝完成之后，即可進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的綁扎。在進(jìn)行鋼筋網(wǎng)綁扎施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制好鋼筋網(wǎng)的厚度。如果保護(hù)層的厚度過大，鋼筋網(wǎng)就無法起到應(yīng)有的抗裂作用，如果保護(hù)層的厚度過小，則容易導(dǎo)致橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫問題。因此在鋼筋網(wǎng)下面，每間隔30~40 cm的間距應(yīng)焊接一個支點(diǎn)。

3.5　混凝土的施工

(1)混凝土的拌和。在本工程中進(jìn)行聚丙烯纖維混凝土拌和采用的是強(qiáng)制式攪拌機(jī)，并采用自動線進(jìn)行原材料的添加。各種原材料應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計配合比的要求進(jìn)行添加。按照砂石、纖維、水泥、水以及外加劑的順序進(jìn)行原材料的添加。當(dāng)進(jìn)行聚丙烯纖維的添加時，應(yīng)安排專人將其均勻灑布在自動線裝料筒內(nèi)，由自動線送入到攪拌機(jī)中。在攪拌施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制好攪拌時間，因為攪拌時間對聚丙烯纖維的影響較大，一般情況下，應(yīng)將攪拌時間控制在2~3 min之間。

為了確?；炷翑備?zhàn)鳂I(yè)的順利進(jìn)行，應(yīng)嚴(yán)格控制好混凝土的坍落度[3]。一般情況下應(yīng)將聚丙烯纖維混凝土的坍落度控制在5~7 cm之間。當(dāng)混凝土充分?jǐn)嚢杈鶆蛑螅纯蓪⑵浼皶r運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。在運(yùn)輸過程中，應(yīng)在混凝土上覆蓋一層塑料薄膜。這樣可以防止水分蒸發(fā)，從而影響混凝土的坍落度。

(2)混凝土的澆筑。當(dāng)混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場之后，即可開始進(jìn)行混凝土的澆筑。混凝土澆筑的高度一般應(yīng)比模板低出2~4 cm。之后即可采用插入式振搗器和平板振搗器進(jìn)行混凝土的配合振搗。首先采用插入式振搗器，然后再采用平板振搗器進(jìn)行搶平。在振搗過程中，應(yīng)安排專人對振搗的情況進(jìn)行檢查，從而確保混凝土振搗密實(shí)、均勻，避免出現(xiàn)漏振的問題。

混凝土澆筑振搗完成之后，即可進(jìn)行混凝土表面的抹面處理。在本工程中進(jìn)行混凝土的抹面，采用一刮、二滾、三縱、四抹的方法，這樣可以確保橋面鋪裝層的平整度。抹面處理完成之后，即可進(jìn)行收漿處理，這是聚丙烯纖維混凝土橋面鋪裝層的關(guān)鍵施工工序。在具體的聚丙烯纖維混凝土施工過程中，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況選擇合適的收漿時機(jī)，一般應(yīng)考慮的影響因素包括天氣冷熱情況和風(fēng)力的大小。收漿過早或者過晚，都可能會影響橋面鋪裝層的平整度，或者引起早期裂縫的出現(xiàn)。

3.6　檢測

為確保聚丙烯纖維混凝土橋面鋪裝層的平整度，在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)平整度的檢測。在本工程進(jìn)行平整度的檢測采用的是6 m的鋁合金尺桿。檢測結(jié)果應(yīng)及時反饋給后續(xù)的施工者，從而為后續(xù)工序的平整度控制提供依據(jù)。

3.7　刻紋

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%時，即可采用刻紋機(jī)進(jìn)行混凝土的刻紋。

4結(jié)語

從以往工程實(shí)施效果表明，聚丙烯纖維加入到混凝土中，可以有效提高混凝土的抗壓和抗彎性能。文章通過結(jié)合某橋梁施工實(shí)例，針對該橋梁橋面鋪裝層采用10 cm厚的聚丙烯纖維混凝土，從聚丙烯纖維混凝土的配合比設(shè)計以及實(shí)施過程展開探討。從本工程實(shí)施效果表明，聚丙烯纖維混凝土對于緩解混凝土早期沉降裂縫效果顯著，可在同類工程中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]邱士權(quán).聚丙烯纖維混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2007(8)：76-78.

[2]王彬，黃云，關(guān)忠林.聚丙烯纖維混凝土首次在新疆橋梁施工中的應(yīng)用[J].混凝土，2003(11)：63-64.

[3]賴水生.聚丙烯纖維混凝土在石圳大橋橋面鋪裝修復(fù)中的綜合運(yùn)用研究[J].黑龍江交通科技，2012(9)：78-79.

Application of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete in Bridge Construction

LEI Liang

(Xinjiang Corps Survey and Design Institute(Group)Co.，Ltd.，Urumqi，Xinjiang，830000)

Abstract：Polypropylene fiber reinforced concrete can effectively improve the internal cohesion of concrete，with good compression and bending resistance ability，it can adapt to the impact of complex ex-ternal force，thus it has broad application prospects in bridge engineering.Combined with specific bridge construction example，this article discussed the mix ratio design plans and construction technol-ogy of polypropylene fiber reinforced concrete，in order to play a reference role for similar projects.

Keywords：Polypropylene fiber reinforced concrete；Bridge engineering；Mix ratio design；Application

文章編號：1673-4874(2015)12-0046-03

中圖分類號：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.12.011

作者簡介

收稿日期：2015-11-20