論鋼纖維混凝土在公路橋梁橋面鋪裝工程中的應(yīng)用
2015-04-29 00:00:00馮廣躍周磊
【摘 要】在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，科學(xué)技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量水平得到了提高，從而促進(jìn)了我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展。鋼纖維混凝土作為一種新型復(fù)合材料，所適應(yīng)的范圍極其廣泛，由于鋼纖維混凝土性能好、質(zhì)量較好，并且安全可靠，能夠提高混凝土的抗拉、彎拉強(qiáng)度和抗裂、抗沖擊、抗震、抗爆及韌性等項(xiàng)性能，這樣可以充分地提高公路橋梁的質(zhì)量，使公路橋梁的安全系數(shù)得到了有效的提高，促進(jìn)了公路橋梁事業(yè)的發(fā)展。為了確保公路橋梁的質(zhì)量，本文將對(duì)鋼纖混凝土在公路橋梁橋面鋪裝工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析及探討。
【關(guān)鍵詞】公路事業(yè)；鋼纖混凝土；公路橋梁橋面鋪裝
隨著我國(guó)公路建設(shè)工程的快速發(fā)展，公路橋梁施工項(xiàng)目也得到了提高，為了確保公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性，對(duì)公路橋梁施工中所使用的材料要求也越來越高。由于鋼纖維混凝土橋面結(jié)構(gòu)具有鋪裝厚度小、預(yù)留縫少、耐磨性及凍融性能好，這樣以來就可以提高公路橋梁結(jié)構(gòu)的使用年限，保證公路橋梁的安全性。所以，在橋面鋪裝工程中，鋼纖混凝土得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)施鋼纖維混凝土鋪裝橋面結(jié)構(gòu)，不僅帶動(dòng)了公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，而且還促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1.鋼纖維混凝土的性質(zhì)分析
鋼纖維混凝土是一般的混凝土中分布著一定量的鋼纖維，再對(duì)其進(jìn)行硬化處理而得到一種新型建筑材料。其相較一般的混凝土，性能更加優(yōu)越，首先其強(qiáng)度及重量比值有了較大的提升，抗拉性能、抗壓能力良好，且抗彎的極限強(qiáng)度較大?？沽研阅芗翱蛊谛阅苊黠@提升，且抗剪性能良好。在溫度應(yīng)力作用下，混凝土也會(huì)出現(xiàn)一定的裂縫，鋼纖維混凝土可以防止該類裂縫的出現(xiàn)，并具有較強(qiáng)的的抗凍性與耐磨性。但是，鋼纖維對(duì)混凝土抗壓彈性模量不會(huì)帶來較大的改變。
2.路橋施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
2.1道路施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
2.1.1新建全截面鋼纖維混凝土路面
全截面采用鋼纖維混凝土的路面厚度為普通混凝土路面厚度的50%～60%，鋼纖維摻量為0.8%～1.2%。雙車道路面一般不設(shè)縱縫，橫縫間距20～30m，最長(zhǎng)可取50m。
2.1.2新建復(fù)合式鋼纖維混凝土路面
復(fù)合式路面可以做成雙層式或三層式。雙層式路面的構(gòu)造是在全路面板厚的上層約全厚40%～60%鋪設(shè)鋼纖維混凝土。三層式復(fù)合路面是上下兩層分別做成鋼纖維混凝土層， 中間夾普通混凝土層。結(jié)構(gòu)上比較合理，但施工復(fù)雜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三層式復(fù)合路面宜在機(jī)械化鋪設(shè)條件較高的地區(qū)使用。此外，還可以采用鋼纖維-鋼絲網(wǎng)混凝土復(fù)合式路面。
2.1.3碾壓鋼纖維混凝土路面
將鋼纖維置于碾壓混凝土中， 從而使路面的強(qiáng)度和韌性增強(qiáng)，改善碾壓混凝土的力學(xué)性能。
2.1.4鋼纖維混凝土罩面
舊混凝土路面損壞采用鋼纖維混凝土鋪筑罩面層。鋼纖維混凝土罩面分結(jié)合式、直接式、分離式3 種結(jié)合。結(jié)合式罩面面層與舊混凝土相互粘結(jié)為一整體，共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結(jié)，而是中間設(shè)置一個(gè)隔離層，各層獨(dú)立發(fā)揮作用。直接式是直接在舊水泥混凝土面層上加鋪鋼纖維混凝土罩面層。一般用于損壞較輕微的舊水泥混凝土路面。
2.2橋梁施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
2.2.1橋面鋪裝
采用鋼纖維混凝土橋面鋪裝層不僅可以增強(qiáng)橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能，還可以增強(qiáng)橋梁抗折強(qiáng)度，增加橋梁本身剛度，減少鋪裝厚度，降低結(jié)構(gòu)自重，改善橋梁受力狀況。此外，采用鋼纖維混凝土和橡膠瀝青混凝土復(fù)合的雙層橋面也是一種有效措施。
2.2.2橋梁上部承受荷載部位
采用鋼纖維混凝土作為主拱圈（主梁）或在應(yīng)力集中區(qū)局部加強(qiáng)，改善結(jié)構(gòu)受力性能，有效控制結(jié)構(gòu)變形，減輕自重，推動(dòng)橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化方向發(fā)展。結(jié)構(gòu)性能良好，造型美觀，而且可減少上部材料用量，使下部墩臺(tái)數(shù)量也相應(yīng)減少，從而降低造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益。通過修建鋼纖維混凝土橋梁降低梁高，滿足使用上的特殊要求。
2.2.3橋梁墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)局部加固
對(duì)動(dòng)載長(zhǎng)期作用下造成的橋梁墩臺(tái)及橋面板裂縫或表層剝落病害，采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射5～20cm鋼纖維混凝土以滿足結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性要求。一般鋼纖維類型采用剪切鋼纖維，摻量為1.0%；采用硫鋁酸鹽快硬水泥和TS 型速凝劑提高早期抗裂性能；對(duì)舊混凝土表面噴砂或鑿毛，增加新舊混凝土的整體性。
2.2.4鋼筋混凝土樁加強(qiáng)
采用鋼纖維混凝土對(duì)樁頂或樁尖局部增強(qiáng)， 樁的穿透力有較大提高，錘擊次數(shù)減少，大大提高打擊速度。一般在樁頂和樁尖部位采用鋼纖維混凝土，增強(qiáng)樁頂?shù)目箾_擊韌性，避免樁頂在打入設(shè)計(jì)深度以前出現(xiàn)破裂，并增加樁尖入土能力，提高打擊速度。樁身部分仍用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當(dāng)然也可以全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土，但其經(jīng)濟(jì)效益會(huì)有所下降。所以，應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。
3.鋼纖維混凝土在公路橋梁施工中的應(yīng)用
3.1鋼纖維混凝土在道路施工中的應(yīng)用
由于鋼纖維混凝土路面由于具有抗溫度應(yīng)力能力強(qiáng)、橫向縮縫較小、縱縫設(shè)置不必過多、耐磨性與凍融性較高等優(yōu)越性，壽命一般都比普通路面較高，這樣可以保證工程質(zhì)量，施工單位普遍應(yīng)用鋼纖維混凝土鋪設(shè)道路。工程應(yīng)用中根據(jù)其工藝特點(diǎn)通常可以將其分為三種：第一種路面是在普通混凝土中依照1%的標(biāo)準(zhǔn)摻入鋼纖維，路面厚度較薄，一般只有普通混凝土路面的60%左右，路面的橫縫間距較大，通常是25米，最高可達(dá)50米，并且建設(shè)雙車道路面不必設(shè)置縱縫。第二種路面還可以根據(jù)混凝土的鋪設(shè)情況分為雙層式路面、三層式路面等種類。雙層式路面僅在全路面板厚的上層鋪設(shè)鋼纖維混凝土，占板厚的50%左右。三層式路面則是把全路面板厚分為三層，在上層與下層鋪設(shè)鋼纖維混凝土，中層鋪設(shè)普通混凝土，路面質(zhì)量相對(duì)較高，但是這種路面對(duì)施工的機(jī)械化條件較高。第三種路面是在碾壓混凝土摻入鋼纖維，這種混凝土兼具了兩種混凝土的優(yōu)良特性，強(qiáng)度高，韌性好。
3.2鋼纖維混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用
工程應(yīng)用中一般可以分為兩類，分別是鋼纖維混凝土鋪設(shè)于橋面、鋼纖維混凝鋪裝于橋梁上部承載部位。前者是在橋面上鋪設(shè)鋼纖維混凝土，從而橋面的耐久性、抗裂性和舒適程度都得到顯著提升，同時(shí)不僅增強(qiáng)了橋梁的抗折強(qiáng)度與剛度，而且還減小了橋面的厚度，既節(jié)省了材料，還減輕了橋梁的自重，橋梁的受力狀況也得到了優(yōu)化。后者是在橋梁的承載部位鋪設(shè)鋼纖維混凝土，對(duì)于此部位的集中應(yīng)力有明顯的改善效果，有效提升了結(jié)構(gòu)的受力性能，從而改善了其變形狀況，減輕了其自重，使得橋梁向更有利的方向發(fā)展，提高了橋梁的質(zhì)量。同時(shí)，鋼纖維混凝土的應(yīng)用，使得橋梁在保證提升質(zhì)量與性能的基礎(chǔ)上，還減少了許多上部建設(shè)材料與下部冗余的橋墩數(shù)目，不僅節(jié)省了成本，還提高了橋梁的美觀性、實(shí)用性，從而為企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
4.結(jié)束語
隨著我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展，鋼纖維混凝土技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，不僅帶動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還提高了我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)公路橋梁工程建設(shè)的要求也在不斷地提高，為了使公路橋梁更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，就必須要提高施工人員自身的素質(zhì)，還要提高鋼纖維混凝土的鋪裝技術(shù)。 [科]
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