試析鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用

摘? 要：通過(guò)介紹鋼纖維混凝土在道路橋梁施工中的應(yīng)用流程和對(duì)鋼纖維混凝土的性能及其影響因素進(jìn)行分析，并結(jié)合鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)鋼纖維混凝土這種全新的復(fù)合性材料有了一個(gè)較全面的認(rèn)識(shí)，這對(duì)鋼纖維混凝土在道路橋梁工程實(shí)際應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值和工程借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土;道路橋梁;復(fù)合性材料

中圖分類號(hào)：U445? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1671-2064（2019）24-0000-00

鋼纖維混凝土是一種全新的土木工程建設(shè)施工材料，其不僅具備傳統(tǒng)混凝土的基本性能，還具備較好的抗折性能、抗壓性能、抗疲勞性能、抗沖擊性能與較小的收縮率，這些性能促使其在道路橋梁建設(shè)工程中具有穩(wěn)定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，鋼纖維混凝土在我國(guó)各地區(qū)的公路、市政道路、橋梁等不同的建設(shè)工程中得到廣泛的應(yīng)用與好評(píng)。建設(shè)、施工單位要想在道路橋梁建設(shè)工程中充分發(fā)揮鋼纖維混凝土的效用，就要明確鋼纖維混凝土的性能及其影響因素，掌握鋼纖維混凝土的攪拌技術(shù)、澆筑技術(shù)與振搗技術(shù)。此外，鋼纖維混凝土技術(shù)被應(yīng)用于道路路面、橋梁路面、路橋罩面及道橋局部加固等多個(gè)工程環(huán)節(jié)，用以提升道路橋梁工程質(zhì)量。

1鋼纖維混凝土施工工藝

鋼纖維混凝土在道路橋梁工程施工中的應(yīng)用主要分為以下5個(gè)步驟。

第一，要結(jié)合實(shí)際施工情況準(zhǔn)備道路橋梁的施工材料和拌和設(shè)備，其中包括：水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料，混凝土拌合站。工作人員要根據(jù)施工需求選擇強(qiáng)度合適的水泥，并嚴(yán)格檢查粗、細(xì)骨料的級(jí)配、針片狀顆粒含量、最大粒徑、質(zhì)地、細(xì)度模數(shù)、有害物質(zhì)含量及含泥量等，還要確保攪拌用水的衛(wèi)生與純凈，避免存在生活廢水、工業(yè)污水及含酸量較高的水[4]。

第二，鋼纖維混凝土拌和。要充分拌和混凝土，施工人員要在確定材料無(wú)誤后，將各種材料根據(jù)設(shè)計(jì)配比進(jìn)行生產(chǎn)鋼纖維混凝土，并將其進(jìn)行取樣分析，根據(jù)檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)拌合站各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保鋼纖維混凝土按設(shè)計(jì)配比生產(chǎn)。在此過(guò)程中，工作人員要保證操作的科學(xué)性與實(shí)驗(yàn)性，杜絕出現(xiàn)依靠經(jīng)驗(yàn)配比拌合的情況，避免由于疏忽而出現(xiàn)的材料錯(cuò)配、少配及漏配等情況。工作人員還要在采樣配比實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示無(wú)誤后對(duì)大量的材料進(jìn)行拌和，并且在拌和的過(guò)程中，工作人員要多次調(diào)整鋼纖維混凝土材料中的含水量。拌和時(shí)采用先干拌后濕拌的攪拌順序，干拌時(shí)間為45s，濕拌時(shí)間不小于50s，鋼纖維混凝土坍落度宜控制在180～200mm。

第三，鋼纖維混凝土運(yùn)輸。要將成品鋼纖維混凝土運(yùn)輸至施工位置，工作人員要結(jié)合不同的施工要求、標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際施工場(chǎng)地情況選擇合理的運(yùn)輸方式和運(yùn)輸路線及運(yùn)輸工具，以保證鋼纖維混凝土運(yùn)輸方式的科學(xué)性與合理性[5]。舉個(gè)例子，若需要進(jìn)行垂直運(yùn)輸，則工作人員需要采用提升架、起重機(jī)等大型運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備;若現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行小范圍的運(yùn)輸，則選用小型翻斗車等小規(guī)格的運(yùn)輸工具即可。

第四，鋼纖維混凝土澆筑。工作人員在進(jìn)行澆筑處理之前，要對(duì)施工所用的模版與鋼筋進(jìn)行充分的檢查，確保符合鋼纖維混凝土的澆筑條件，保證鋼纖維混凝土澆筑方法的合理性。在實(shí)際澆筑過(guò)程中，施工人員需要將原料下落高度調(diào)整至≤1米，若超過(guò)1米需要采用輔助設(shè)備如溜槽、竄筒等;若施工人員選用分層澆筑法，則需要充分考慮鋼筋的密度與實(shí)際結(jié)構(gòu)，并分別設(shè)計(jì)每一層的澆筑高度。

第五，鋼纖維混凝土振搗。施工人員在澆筑之后還要對(duì)其機(jī)械振搗，以促使鋼纖維混凝土均勻分布，結(jié)構(gòu)密實(shí)。施工人員要結(jié)合實(shí)際工程情況選擇人工振搗與機(jī)械振搗，若工程量較小，則可以選用人工振搗;若工程量較大，則需要考慮到施工周期問(wèn)題，選擇機(jī)械振搗，振搗與普通混凝土振搗無(wú)異，鋼纖維混凝土振搗后需密實(shí)，且無(wú)離析現(xiàn)象。

2 鋼纖維混凝土在道路橋梁施工中的應(yīng)用技術(shù)

2.1鋼纖維混凝土的攪拌技術(shù)

鋼纖維混凝土在應(yīng)用于道路橋梁工程施工中需要經(jīng)過(guò)攪拌技術(shù)處理，攪拌技術(shù)處理的主要目的就是要將鋼纖維混凝土中鋼纖維成分均勻地分布在混凝土的各個(gè)部分，提升鋼纖維混凝土的整體性能。在道路橋梁工程施工的實(shí)際過(guò)程中，工作人員需要利用機(jī)械設(shè)備對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行攪拌，機(jī)械設(shè)備主要為：強(qiáng)制式攪拌機(jī)與反錐式攪拌機(jī)[2]。另外，工作人員需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行靈活操作，將不同的原料分次投放并攪拌，要注意的是工作人員需要保持勻速攪拌，確保各部分受力均勻。

2.2鋼纖維混凝土的澆筑技術(shù)與振搗技術(shù)

將鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用于道路橋梁工程施工中，除了要進(jìn)行攪拌處理之外，還要進(jìn)行澆筑處理與振搗處理。工作人員在對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行澆筑處理時(shí)，首先要保證澆筑部分不存在明顯的接頭，然后要針對(duì)澆筑部位進(jìn)行不停的持續(xù)澆灌，以保證鋼纖維能夠二維分布。工作人員在對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行振搗技術(shù)處理時(shí)，首先要根據(jù)實(shí)際施工情況選擇合適的振搗棒，并且將鋼纖維以縱向形態(tài)排列，從而保證鋼纖維混凝土的邊角部位緊密，促使該部位的收縮力、荷載力及溫度應(yīng)力互相作用，共同提升道路橋梁的使用質(zhì)量[3]。

3 鋼纖維混凝土的性能及影響因素

3.1鋼纖維混凝土的性能分析

鋼纖維混凝土就是在傳統(tǒng)混凝土中均勻地加入一定數(shù)量的鋼纖維，并對(duì)其進(jìn)行硬化處理，從而得出具備鋼纖維與混凝土雙重性能的施工材料。由于其與傳統(tǒng)混凝土不同的成分結(jié)構(gòu)，其具備更加優(yōu)越的物理性能。相較于傳統(tǒng)混凝土，鋼纖維混凝土的強(qiáng)度與重量的比值更大，還具有更大強(qiáng)度的抗拉性、抗彎性與抗壓性，這是由于鋼纖維混凝土中含有一定含量的鋼纖維成分，此時(shí)其中的單抽抗拉性比之前提升45%左右，抗彎極限強(qiáng)度比之前提升了50%-150%。鋼纖維混凝土還具備較好的抗沖擊能力，當(dāng)鋼纖維混凝土中的鋼纖維摻入量為0.8%-2.0%的比例時(shí)，鋼纖維混凝土中的沖擊韌性指標(biāo)為從傳統(tǒng)混凝土中的50-100倍。另外，鋼纖維混凝土具有較好的變形性能，鋼纖維的摻入不僅僅提升了混凝土的剛性性能，還充分提升了混凝土的柔性性能，提高了對(duì)抗拉彈性模量[1]。

3.2鋼纖維混凝土的性能影響因素分析

鋼纖維混凝土由于其不同的組成結(jié)構(gòu)及成分，其性能收到多種不同的因素影響，如：砂率、減水劑含量、粗骨料最大粒徑、鋼纖維摻入量、鋼纖維長(zhǎng)、鋼纖維類型及摻和料等，其中的鋼纖維摻入量、摻入類型與纖維長(zhǎng)徑比是影響鋼纖維混凝土的主要因素。

4鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的實(shí)際應(yīng)用

4.1鋼纖維混凝土技術(shù)在道路路面中的應(yīng)用

鋼纖維混凝土技術(shù)可以應(yīng)用在道路路面施工中，通過(guò)特殊的施工工藝形成復(fù)合型鋼纖維混凝土路面。一般情況下，復(fù)合型鋼纖維混凝土路面分為兩層路面和三層路面，其中兩層路面就是在道路路面的基本結(jié)構(gòu)之上加設(shè)一層鋼纖維混凝土，施工人員要保證混凝土位于原有路面上方的40%至60%的位置;而三層路面則是分別在基礎(chǔ)路面的上層和下層兩個(gè)空間位置敷設(shè)鋼纖維混凝，形成“鋼纖維混凝層—普通混凝土層—鋼纖維混凝層”的結(jié)構(gòu)，這種三層的應(yīng)用技術(shù)較為復(fù)雜，但其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強(qiáng)度好，一般來(lái)說(shuō)，三層的鋼纖維混凝土應(yīng)用方法主要應(yīng)用在機(jī)械化水平較高的區(qū)域[6]。

4.2鋼纖維混凝土在橋梁路面的應(yīng)用

鋼纖維混凝土技術(shù)可以應(yīng)用在橋梁路面施工中，由于鋼纖維混凝土的特殊結(jié)構(gòu)與成分，其具備較強(qiáng)的沖擊性。相較于普通混凝土，鋼纖維混凝土中的鋼纖維成分只要達(dá)到0.8-2.0%，其本身具備的沖擊性可高達(dá)傳統(tǒng)傳統(tǒng)混凝土的50-100倍，因此，將鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用與橋梁路面中，可有效提高橋梁路面的堅(jiān)固程度，不僅能夠延長(zhǎng)橋梁路面的使用周期，還能夠有效增強(qiáng)橋梁路面的抗裂性與抗折度，提高橋梁路面的整體服務(wù)性能[7]。

4.3鋼纖維混凝土在路橋罩面中的應(yīng)用

鋼纖維混凝土技術(shù)還可以應(yīng)用在路橋罩面環(huán)節(jié)的施工中，鋼纖維混凝土中含有一定量的鋼纖維成分，有效提升了混凝土本身的綜合性能，促使鋼纖維混凝土能夠很好的抑制溫度應(yīng)力作用，避免產(chǎn)生路面裂縫的情況。因此，施工人員可以利用鋼纖維混凝土對(duì)路橋進(jìn)行罩面保護(hù)，結(jié)合實(shí)際情況，分別選用分離式、結(jié)合式及直接式的處理方法，將罩面面層與路橋的混凝土路面進(jìn)行粘合，形成一個(gè)全新的路橋混凝土層，提高路橋路面的服務(wù)性能，延長(zhǎng)路橋路面的使用周期[8]。

4.4鋼纖維混凝土在道橋局部的加固應(yīng)用

鋼纖維混凝土技術(shù)還可以應(yīng)用在道橋局部加固的施工中，在橋梁工程的實(shí)際施工過(guò)程中，若是沒(méi)有掌控好施工材料的配比，很容易產(chǎn)生橋面板、墩臺(tái)及橋梁裂縫等情況。面臨這種突發(fā)情況，工作人員可以在其中應(yīng)用鋼纖維混凝土技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適型號(hào)的噴射機(jī)，對(duì)橋梁板、梁柱及墩臺(tái)等部位進(jìn)行鋼纖維混凝土材料的噴射，噴射范圍為5cm～20cm之間的鋼纖維混凝土，從而修補(bǔ)因?yàn)閯?dòng)載而出現(xiàn)的表面剝落、橋梁墩臺(tái)、表面損壞以及橋面板裂縫的情況，這種加固方式既增加了路橋施工中所需要的抗震要求，又加固了路橋施工中的橋梁整體結(jié)構(gòu)，從而保證橋梁總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與完整。

4.5鋼纖維混凝土在預(yù)制樁的應(yīng)用

在預(yù)制樁施工中樁頂以及樁尖在大多數(shù)情況下都是利用鋼纖維混凝土來(lái)增強(qiáng)局部硬度的，這樣不僅可以很大程度的提高樁的穿透性，還可以使得打擊速度得到明顯的改善，有效的減少了錘擊數(shù)量，節(jié)約了人力物力的同時(shí)也節(jié)省了大量現(xiàn)金。鋼纖維混凝土的好處是可以使樁頂?shù)捻g性和抗打擊性得到飛躍性的提升，這樣在避免了樁頂破裂發(fā)生的同時(shí)，還增強(qiáng)了樁尖本身的入土能力，從而使得打擊質(zhì)量和打擊速度都得到了明顯提升。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，鋼纖維混凝土作為一種全新的復(fù)合性建筑施工材料，將其應(yīng)該于道路橋梁工程施工中，不僅能夠有效提升道路橋梁工程施工質(zhì)量，降低道路橋梁施工成本，還能夠促進(jìn)道路橋梁施工技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)我國(guó)道路橋梁工程建設(shè)的發(fā)展。建設(shè)、施工單位在道路橋梁工程中應(yīng)用鋼纖維混凝土技術(shù)時(shí)，要充分考慮鋼纖維混凝土的影響因素，結(jié)合道路橋梁的實(shí)際施工情況，科學(xué)、合理的將其應(yīng)用于實(shí)際施工環(huán)節(jié)中。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-07-10

作者簡(jiǎn)介：龔勇（1976—），男，[A1]本科，高級(jí)工程師，研究方向：路橋工程。