鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用探究

陳雷

【摘 要】近年來，各種各樣的混凝土材料及混凝土施工技術(shù)在建筑施工中得到推廣應(yīng)用，鋼纖維混凝土材料及其施工技術(shù)正是其中之一，在橋梁建筑中的使用率較高，其成品的強(qiáng)度大、抗裂性強(qiáng)，而且具有較強(qiáng)的抗沖擊性。文章結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)鋼纖維混凝土施工技術(shù)的特性、工作原理及其在橋梁施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探究。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；鋼纖維混凝土；施工應(yīng)用；工藝流程

【中圖分類號(hào)】U445.57 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）06-0122-02

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，城市化進(jìn)程加快，人們對(duì)于交通的要求逐步提高，各種類型的路橋工程項(xiàng)目陸續(xù)開工。為了保障橋梁工程的質(zhì)量，在施工中應(yīng)選擇合適的材料和施工技術(shù)，經(jīng)過理論的證實(shí)和實(shí)踐的檢驗(yàn)，鋼纖維混凝土在諸多材料中脫穎而出，這種復(fù)合型混凝土材料的制作簡(jiǎn)便、價(jià)格實(shí)惠、施工技術(shù)易于掌握、成品的各方面性能較佳，因此在橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用。本文對(duì)鋼纖維混凝土的特性及鋼纖維混凝土的工作原理進(jìn)行了分析，為其在橋梁施工中的應(yīng)用做好理論鋪墊。

1 鋼纖維混凝土特性分析

（1）抗壓、抗拉性強(qiáng)。與普通的混凝土相比，鋼纖維混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，由于加入了大量的鋼纖維，且鋼纖維分布在整體機(jī)構(gòu)當(dāng)中，所以它的抗壓性能和抗拉性能較佳，具有鋼纖維所具備的使用特性及優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于抗壓性和抗拉性要求較高的橋梁工程而言，鋼纖維混凝土的特性剛好符合需求。

（2）抗裂能力強(qiáng)。使用傳統(tǒng)混凝土制作的橋梁，經(jīng)過長期的使用之后，經(jīng)常會(huì)由于承載過往車輛的重量較大而出現(xiàn)裂縫，在橋梁出現(xiàn)裂縫之后，其荷載力將會(huì)下降，造成使用當(dāng)中的安全隱患，影響橋梁的美觀性和實(shí)用性。鋼纖維混凝土的出現(xiàn)使混凝土裂縫問題得到了有效解決。但是這僅僅是相對(duì)而言，鋼纖維混凝土作為混凝土的一種，仍會(huì)在長期使用當(dāng)中出現(xiàn)裂縫，但是這種裂縫會(huì)使得鋼纖維混凝土的結(jié)構(gòu)體積增加，其荷載力不但不會(huì)下降，而且會(huì)在一定程度內(nèi)增強(qiáng)。所以，使用鋼纖維混凝土材料制造的橋梁中，即便出現(xiàn)了裂縫也不會(huì)影響其正常使用，在安全方面也不會(huì)出現(xiàn)問題。

（3）抗凍能力好。普通混凝土在遇到溫度變化較快時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)形變導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。而鋼纖維混凝土材料在遇到低溫情況或溫度變化較大的情況時(shí)具有一定的伸縮性，會(huì)隨著溫度的變化進(jìn)行小范圍的伸縮，不會(huì)直接出現(xiàn)裂縫，具有良好的抗凍能力。

（4）耐磨性強(qiáng)。相對(duì)于普通的混凝土而言，鋼纖維混凝土更加耐磨耐用，鋼纖維混凝土的內(nèi)部溫度應(yīng)力使其具備優(yōu)秀的料面裂縫抑制作用。

2 鋼纖維混凝土施工技術(shù)的工作原理

鋼纖維混凝土的使用解決了很多傳統(tǒng)混凝土橋梁工程中容易出現(xiàn)的問題，明顯提高了橋梁的建設(shè)質(zhì)量和使用壽命。鋼纖維的種類繁多，采用不同切斷、熔軸、剪切等方法的鋼纖維在使用過程中的結(jié)合效果是不同的，鋼纖維的類型應(yīng)結(jié)合橋梁的實(shí)際需求進(jìn)行選擇，通過鋼纖維來調(diào)整復(fù)合型混凝土的各項(xiàng)性能，從而提高橋梁建造質(zhì)量。鋼纖維混凝土當(dāng)中的鋼纖維占混合物整體的2%左右，使用的水泥強(qiáng)度大于42.5號(hào)水泥的強(qiáng)度，外加劑最好不含氯鹽且質(zhì)量必須過關(guān)，這樣可以調(diào)節(jié)混凝土的坍落值，而且能夠保障橋梁的建設(shè)質(zhì)量。

3 鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁工程施工中的應(yīng)用

在進(jìn)行橋梁工程施工前，應(yīng)提前解讀設(shè)計(jì)方案，根據(jù)規(guī)劃情況，先確認(rèn)是否使用鋼纖維混凝土，再確定具體的技術(shù)方法，最后進(jìn)行鋼纖維混凝土的制作與施工。

（1）鋼纖維混凝土的設(shè)計(jì)方案。為保障橋梁工程的施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)在施工開始之前進(jìn)行鋼纖維混凝土的配比及鋼纖維的類型等方面的設(shè)計(jì)與選擇，然后進(jìn)行少量試制，在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試試制品的相關(guān)性能，確保其實(shí)用性后，將其配比方案進(jìn)行記錄。在施工開始之前，應(yīng)將全部可行的配比方案進(jìn)行對(duì)比，在施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況合理地選用最佳的配比方案。其中，鋼纖維材料的強(qiáng)度應(yīng)與基材強(qiáng)度相匹配，且其抗拉強(qiáng)度大于等于500 MPa。配比方案的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)橋梁工程的施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行鋼纖維最小直徑和長度的調(diào)整，確保其長度和直徑的比例保持在50～80，最小直徑大于0.4 mm、小于0.7 mm。

（2）鋼纖維混凝土的攪拌方式。如果將鋼纖維一次性投入攪拌器當(dāng)中，在攪拌的過程中容易出現(xiàn)攪拌不勻或結(jié)塊的情況，所以應(yīng)當(dāng)在將其放入攪拌機(jī)之前將其分散后陸續(xù)放入攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，最好先將其放入分散機(jī)當(dāng)中打散，然后再投入攪拌機(jī)。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整分散力度和攪拌力度，隨時(shí)觀察和檢驗(yàn)鋼纖維與混凝土的混合程度，以獲得預(yù)期的攪拌效果。向設(shè)備中投入原材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用分級(jí)投料方式，先投入砂、鋼纖維、碎石塊，然后再投入水泥。施工經(jīng)常使用的攪拌方法是先攪拌1 min之后，加入水及外加劑濕拌2 mim。根據(jù)鋼纖維的比例和坍落度選擇適宜的攪拌機(jī)和攪拌時(shí)間，常用的攪拌機(jī)是強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間應(yīng)以所有原料得到充分混合、沒有出現(xiàn)結(jié)團(tuán)即可停止攪拌。

（3）澆筑方式。當(dāng)鋼纖維混凝土配置完畢后，即可進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。應(yīng)注意倒料之間的時(shí)間間隔，澆筑工作不應(yīng)出現(xiàn)中斷，要保持倒料的連續(xù)性，倒料之間的距離間隔應(yīng)保持在15～20 cm，避免澆筑出現(xiàn)接頭而影響澆筑效果。

（4）振搗方式。通常情況下，鋼纖維混凝土的振搗選擇平板振搗器進(jìn)行，這種振搗器能夠在一定程度上增強(qiáng)混凝土的振搗效果，讓混凝土中鋼纖維的分布更加均勻，避免出現(xiàn)漏振或過振現(xiàn)象。振搗的預(yù)期效果是混凝土的原料能夠均勻分布，其邊角緊實(shí)嚴(yán)密，其中的鋼纖維能夠呈現(xiàn)出縱向、均勻、密集、成束的條形狀態(tài)。這樣的振搗效果能夠提高鋼纖維混凝土成品的穩(wěn)定性，強(qiáng)化混凝土的溫度應(yīng)力與抗收縮應(yīng)力，避免出現(xiàn)裂隙。在振搗完成之后，要將混凝土抹平，并把暴露在表面的鋼纖維壓入內(nèi)部，以保證外表美觀，提升振搗作業(yè)的效果。

（5）鋼纖維混凝土的成型。當(dāng)以上施工工藝流程完成之后，即可進(jìn)行混凝土的成型作業(yè)。因?yàn)殇摾w維混凝土當(dāng)中砂石的比例相對(duì)較大，所以鋼纖維和骨料的分布較亂，想要提升施工效果，則需要真空吸水，并在施工完成后進(jìn)行混凝土表面的抹平，將暴露出來的骨料抹入混凝土內(nèi)部，避免鋼纖維外漏影響使用性及美觀性。如果在此階段遺漏了外漏的鋼纖維，可以在成型拆模后再進(jìn)行處理，但是效果不如早發(fā)現(xiàn)早處理的好，所以不應(yīng)忽視抹平工作中的細(xì)節(jié)部分，盡量提高施工質(zhì)量和效果。

（6）鋼纖維混凝土的接縫處理。通常情況下，相關(guān)單位在對(duì)橋梁進(jìn)行施工的過程中，尤其是針對(duì)混凝土接縫處理這一環(huán)節(jié)，一定要依據(jù)相關(guān)施工要求開展施工。我們從上文已經(jīng)得知，鋼纖維混凝土有著較多的優(yōu)點(diǎn)，如較強(qiáng)的收縮性、良好的抗裂性能等，在條件允許的情況下，施工應(yīng)盡量讓在封閉的環(huán)境下進(jìn)行，并借助相關(guān)設(shè)備把混凝土當(dāng)做相應(yīng)的整幅式，這樣能夠有效避免縱向接縫的產(chǎn)生。當(dāng)鋼纖維混凝土的強(qiáng)度滿足施工要求以后，相關(guān)人員就可以采取切伸縮縫的手段來提高施工的整體水平。

（7）橋梁表面的鋪裝施工。在橋梁施工當(dāng)中使用鋼纖維混凝土作為材料時(shí)，橋梁的厚度等于普通混凝土的一半或稍多，能夠有效減輕橋梁的自重，減少原材料的用量，降低施工成本，強(qiáng)化橋梁的穩(wěn)定性和耐久性，提高橋梁的建設(shè)質(zhì)量及使用壽命。在進(jìn)行橋梁表面的鋪裝時(shí)，鋼纖維混凝土技術(shù)通常為2層結(jié)構(gòu)或3層結(jié)構(gòu)，其中2層結(jié)構(gòu)分為下上2層，上層是鋼纖維混凝土，下層為普通混凝土；3層結(jié)構(gòu)是在2層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在普通混凝土下加了1層鋼纖維混凝土。2層結(jié)構(gòu)的鋪裝方式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，對(duì)于技術(shù)的要求不高，而3層結(jié)構(gòu)是在普通混凝土下方多了1層鋼纖維混凝土，該結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，施工難度較高，應(yīng)當(dāng)配備先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，確保實(shí)施效果。

（8）橋梁的加固處理措施。加固處理工作首先從橋墩開始，用噴射機(jī)在橋墩表面噴射一層鋼纖維混凝土，厚度在5～20 cm，確保橋墩在使用后不會(huì)出現(xiàn)開裂或表層脫落的現(xiàn)象，增強(qiáng)橋梁整體的穩(wěn)定性和抗震性。然后對(duì)橋梁主梁進(jìn)行加固，需要重點(diǎn)加固的是橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中集中受力的部分，通過加固措施防止橋梁上部分的鋼纖維混凝土主梁受力發(fā)生變形。最后應(yīng)對(duì)鋼纖維混凝土樁進(jìn)行加固處理，通過對(duì)樁頂實(shí)施局部加固措施，提高樁頂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

4 結(jié)語

綜上所述，鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用在橋梁施工中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠提高施工質(zhì)量，還能縮減工期及施工成本，在當(dāng)前的橋梁工程中得到了相關(guān)人士的一致好評(píng)。為了進(jìn)一步確保鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)橋梁工程的整體質(zhì)量，工作人員應(yīng)將上述鋼纖維混凝土技術(shù)要點(diǎn)熟記于心，爭(zhēng)取在實(shí)踐和探索的過程熟練掌握，為技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]