橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用分析

田 俊

（江蘇省邗江交通建設(shè)工程有限公司，江蘇揚(yáng)州 225000）

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)橋梁工程建設(shè)的發(fā)展，其施工技術(shù)也在不斷進(jìn)步。鋼纖維混凝土憑借著自身在性能、價(jià)格以及操作性等方面的優(yōu)勢，在橋梁工程中被廣泛應(yīng)用，且取得了較好的施工效果。技術(shù)的進(jìn)步促使鋼纖維混凝土技術(shù)能夠顯著提升橋梁的耐磨性、抗裂性、抗凍性等性能，提升橋梁工程質(zhì)量，橋梁施工可以廣泛應(yīng)用鋼纖維混凝土技術(shù)。

1 鋼纖維混凝土的性能特點(diǎn)以及工作原理

1.1 特點(diǎn)

鋼纖維混凝土是一種復(fù)合型材料，是將短鋼纖維以亂向分布的形式摻入普通混凝土。鋼纖維的加入有效改善了混凝土的物理性，使其發(fā)生質(zhì)的變化，能夠有效防止混凝土內(nèi)部微小裂縫擴(kuò)散，對(duì)宏觀裂縫的形成產(chǎn)生良好的阻止效果，提升普通混凝土的抗凍性、抗拉性、耐磨性以及抗沖擊性等性能，提升混凝土的延展性，有利于提高橋梁施工質(zhì)量。

鋼纖維混凝土具有較好的收縮性能，價(jià)格占據(jù)優(yōu)勢，耐久性、抗剪性、抗拉性、抗彎性、抗沖擊性、抗疲勞性以及抗扭曲性均較好[1]。

與傳統(tǒng)的混凝土相比，鋼纖維混凝土具有明顯優(yōu)勢，在橋梁施工中可將其作為首選的施工材料，以便達(dá)到提高工程施工質(zhì)量的目的。

1.2 原理

鋼纖維混凝土發(fā)揮作用的主要原理與復(fù)合材料的原理相似。復(fù)合力學(xué)原理指以均質(zhì)順向、線彈性為基礎(chǔ)，實(shí)施連續(xù)配置的纖維，最終形成復(fù)合材料。將大量的鋼纖維加入混凝土后，水泥漿作為一種石、砂等骨料的膠凝材料，將鋼纖維裹在其中，具有均勻分散性的鋼纖維之間互相搭配，形成一種分布散亂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較好的承托骨料的作用，改善骨料離析現(xiàn)象，改善水分泌出，提高混凝土的保水性以及黏結(jié)性，提升混凝土抗拉性能以及韌性。

相關(guān)試驗(yàn)表明，如果摻入的鋼纖維體積率為1%～2%，與普通的混凝土分別進(jìn)行沖擊載荷試驗(yàn)，結(jié)果顯示鋼纖維混凝土的抗剪強(qiáng)度提升50%～100%，抗彎強(qiáng)度提升幅度60%～120%，抗拉強(qiáng)度提升幅度40%～80%；抗壓強(qiáng)度提升幅度較小，為0～25%，但是抗壓韌性會(huì)有顯著提升[2]。

基于鋼纖維混凝土的原理以及技術(shù)發(fā)展，將其應(yīng)用在橋梁施工中，能夠顯著改善橋梁的各項(xiàng)性能，提升橋梁的綜合質(zhì)量，充分發(fā)揮橋梁施工的積極作用。

2 橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

普通的混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用存在不足，近幾年逐漸研發(fā)鋼纖維混凝土，并采取合適的技術(shù)手段進(jìn)行施工，提升施工質(zhì)量。使用鋼纖維混凝土施工時(shí)需要注意適度性，尤其是鋼纖維的摻入量、類型、粗骨料的最大粒徑以及長徑比等，都會(huì)對(duì)鋼纖維混凝土質(zhì)量產(chǎn)生影響。為保證橋梁施工質(zhì)量需要對(duì)各類影響因素進(jìn)行控制，保證鋼纖維混凝土材料質(zhì)量。目前，鋼纖維混凝土技術(shù)主要應(yīng)用在復(fù)合路面施工、橋面鋪裝施工、鋼纖維混凝土樁施工等方面，實(shí)際應(yīng)用效果較為顯著。

2.1 在復(fù)合路面施工中的應(yīng)用

復(fù)合型混凝土路面的施工，一般會(huì)將其分為雙層或三層兩種形式。

（1）雙層路面結(jié)構(gòu)。

路面40%～60%的部分需要使用鋼纖維混凝土進(jìn)行澆筑施工。

（2）三層路面結(jié)構(gòu)。

需要在其上層和下層都使用鋼纖維混凝土澆筑，中間層面的澆筑施工可以使用普通混凝土，操作方法簡單易行，結(jié)構(gòu)的合理性更強(qiáng)。通常三層復(fù)合路面的結(jié)構(gòu)類型應(yīng)用在機(jī)械化條件較高的施工現(xiàn)場[3]。

橋梁復(fù)合型路面施工需要考慮施工材料質(zhì)量、施工質(zhì)量要求等因素，還需要考慮施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和效益。在滿足各方需求的基礎(chǔ)上制定使用鋼纖維混凝土技術(shù)的方案，以便保證復(fù)合型路面施工的質(zhì)量，提升橋梁施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)目標(biāo)。

2.2 橋面鋪裝施工

與普通混凝土進(jìn)行對(duì)比，鋼纖維混凝土的抗沖擊性能更強(qiáng)，鋼纖維在混凝土中占比為0.8%～2%時(shí)，其抗疲勞性能以及抗裂性能大幅度提升，提升幅度50倍～100倍。如果操作合理、科學(xué)，可能超出100倍，提高橋梁路面的堅(jiān)固性，延長其使用壽命。使用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行施工，能夠在一定限度上提升橋梁的受力性能，改善橋梁的剛度、抗折強(qiáng)度，有效降低鋪裝施工厚度，降低橋梁自身結(jié)構(gòu)的重量。

在施工中還可以采取鋼纖維混凝土聯(lián)合橡膠瀝青混凝土的方式進(jìn)行施工，尤其是在雙層橋面的施工中，能夠進(jìn)一步提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

橋面鋪裝施工中采取合理且科學(xué)的方法使用鋼纖維混凝土技術(shù)，能夠提升橋梁橋面質(zhì)量、提升橋梁的結(jié)構(gòu)性能，有利于延長橋梁的使用壽命，減少后期維修費(fèi)用等，具有較高的綜合效益。

2.3 鋼筋混凝土樁的施工

鋼纖維混凝土樁的施工主要采取局部加強(qiáng)的措施，使用鋼纖維混凝土進(jìn)行施工，樁頂部的性能和穿透性顯著提高，施工過程中需要減少錘擊次數(shù)，并根據(jù)施工技術(shù)和質(zhì)量的需求提升打擊速度。一般需要對(duì)樁頂部和樁尖部的性能采取鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行加強(qiáng)，提升樁頂部的抗沖擊性能，避免打樁時(shí)出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，提高樁尖入土部分的性能。從樁身的角度進(jìn)行分析，澆筑施工可以采取預(yù)應(yīng)力混凝土或非預(yù)應(yīng)力混凝土，如果遇到特殊情況，可以在綜合考慮施工以及經(jīng)濟(jì)條件后，在條件允許的情況下全部使用鋼纖維混凝土進(jìn)行樁全斷面施工[4]。

橋梁施工中使用鋼纖維混凝土進(jìn)行樁施工，可以全面提升樁的性能和質(zhì)量，提升樁的承受力和耐久性，使其在整個(gè)橋梁工程中發(fā)揮作用，全面提升橋梁施工質(zhì)量，使得橋梁在我國交通運(yùn)輸發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面發(fā)揮作用，可在綜合考慮多方面因素的基礎(chǔ)上合理使用鋼纖維混凝土樁。

2.4 局部加工的應(yīng)用

使用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行橋梁局部加工的施工中，通常采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)進(jìn)行噴射施工，噴射距離為5～20 cm，解決橋梁使用過程中出現(xiàn)的面板裂縫、墩臺(tái)等問題，保證橋梁使用質(zhì)量和安全性，且橋梁的抗震性能以及完整性均能夠得到有效保證和提升。

針對(duì)地質(zhì)條件較差的施工環(huán)境，一般使用普通混凝土進(jìn)行支護(hù)施工，采取噴射鋼纖維混凝土的方式加固支護(hù)施工，以便對(duì)橋梁進(jìn)行有效加固。在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，支護(hù)施工中可以全部采取噴射鋼纖維混凝土的方式。在施工中需要考慮具體情況，制定科學(xué)的方案并執(zhí)行，在保證質(zhì)量的同時(shí)降低施工成本。

2.5 橋梁罩面的鋪筑施工

橋梁施工會(huì)受到溫度變化的影響，混凝土則在溫度應(yīng)力的作用下出現(xiàn)裂紋，如果使用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行施工，能夠有效預(yù)防裂紋現(xiàn)象，有效抑制裂紋不斷擴(kuò)大。如果在已經(jīng)出現(xiàn)破損的舊的橋梁路面進(jìn)行施工，可以使用鋼纖維混凝土技術(shù)。

罩面基本可以分為直接式、結(jié)合式、分離式。

（1）直接式。

指鋼纖維混凝土面罩直接覆蓋在原有的混凝土路面上，主要應(yīng)用在破壞程度比較輕微的橋梁路面。在目前的橋梁路面修復(fù)中，存在一種破損后直接進(jìn)行重新修建的施工方法，能夠充分凸顯鋼纖維混凝土面罩施工的優(yōu)勢，高效、合理且經(jīng)濟(jì)[5]。

（2）結(jié)合式。

混凝土之間進(jìn)行結(jié)合，彼此連接形成一個(gè)整體，保證橋梁路面結(jié)構(gòu)具有整體性。

（3）分離式。

與舊的混凝土之間不需要黏結(jié)，通過在中間設(shè)置隔離層使各個(gè)層面可以在橋梁中單獨(dú)發(fā)揮自身的作用。

分析面罩鋪筑施工的方式，在具體的施工中需要參考施工橋梁路面以及施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇合適的方法進(jìn)行施工，保證施工質(zhì)量，降低施工成本，保證橋梁施工的綜合效益，提高橋梁使用的安全性。

2.6 邊坡防護(hù)以及隧道施工

邊坡防護(hù)工程主要應(yīng)用在地質(zhì)條件較差的橋梁工作中，一般選擇普通水泥進(jìn)行支護(hù)施工，將鋼纖維噴在普通混凝土的外層，強(qiáng)化普通混凝土的性能，提高支護(hù)效果，有效預(yù)防邊坡巖石脫落等不良事件，避免橋面被損壞。將鋼纖維混凝土應(yīng)用在隧道施工中，方便提升隧道結(jié)構(gòu)的整體性，還能夠顯著提升隧道的抗?jié)B性能，達(dá)到提高隧道整體防護(hù)等性能的目的，提升隧道在建筑工程中的價(jià)值[6]。邊坡防護(hù)和隧道施工在橋梁施工中比較常見，施工的主要目的是保證橋梁施工順利進(jìn)行，提升施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，鋼纖維混凝土技術(shù)的實(shí)用性非常突出，得到了廣泛應(yīng)用，材料本身具有的性能對(duì)于橋梁施工質(zhì)量具有顯著的提升價(jià)值，能夠提升橋梁工程的綜合效益。隨著鋼纖維混凝土技術(shù)的發(fā)展，該材料在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，可以進(jìn)一步開展相關(guān)研究，提升其性能，提升橋梁的施工水平，使橋梁工程在我國社會(huì)發(fā)展進(jìn)步中發(fā)揮積極作用。