公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術的應用探析

江真杰

(貴州科達公路工程咨詢監理有限公司)

1 鋼纖維與鋼纖維混凝土的性能分析

1.1 鋼纖維的基本性能

按照不同的制造方式，鋼纖維一般可以分為以下4 種。剪切鋼纖維、切斷鋼纖維、熔抽鋼纖維和切削鋼纖維。切斷鋼纖維具有很高的抗拉強度，但與水泥砂漿的粘結性較差。鋼纖維力學性能的改善可以通過對其表面的變形處理(比如刻痕等)而獲得。如果該竊電鋼纖維是用廢鋼絲繩切斷制成的，則還需要進行除銹、除油污處理。剪切鋼纖維是通過剪切冷軋薄板而制成的，寬度在0.25～0.9 mm 的范圍內，厚度在0.2～0.5 mm 的范圍，抗拉強度范圍為450～800 MPa，它和水泥砂漿的粘結性好于切斷鋼纖維的。切削鋼纖維是由旋轉的銑刀切削軟厚鋼板或鋼錠而制成，截面呈三角形，強度也得到很大的提高，與水泥的粘結性較好。熔抽鋼纖維的制作原料是熔融的鋼水，其強度隨熱處理條件和熔鋼成分的不同而不同，其表面不規則且覆蓋有一層氧化層，該氧化層的強度很低，因此降低了熔抽鋼纖維和水泥的粘結強度。

鋼纖維的抗拉強度和彈性模量比普通水泥基礎高出5倍以上，而且其還可以制成不同的變截面性質，來提高與水泥基材的與握裹力。

1.2 鋼纖維有效提高混凝土強度的機理

鋼纖維在水泥混凝土中起到在外力影響下，限制基體裂縫擴展的作用。在受荷(彎、拉)的初期，水泥基料是承受外力的主力，而基料開裂以后，外力的主要承受者變成橫跨裂縫的鋼纖維。如果摻加的鋼纖維量大于某臨界值，則該復合材料能夠持續承受荷載，并發生變形，直到鋼纖維被拔出或被拉斷，使得復合材料被破壞。

1.3 鋼纖維混凝土的基本性能

鋼纖維混凝土的形成是在把一定量亂向分布的鋼纖維均勻加入到普通混凝土中，經過硬化而形成，其物理力學性質優越于普通混凝土，具體表現在:一是強度和重量比值有效增大;二是抗彎、抗壓、抗拉的極限強度增大。三是抗沖擊性能良好;四是變形性能得到顯著的改善。五是抗疲勞和抗裂性能明顯提高。六是抗剪性能優越。七是能夠有效抑制和防止由于溫度應力導致的裂縫的產生及擴展。八是耐磨性能和抗凍性優良。

1.4 影響鋼纖維混凝土性能的主要因素

鋼纖維混凝土性能一般會受到鋼纖維的摻量、類型、長徑比、粗骨料的最大粒徑、砂率、摻和料、減水劑等因素的影響。而鋼纖維的摻量、長徑比、類型是最主要的三種影響因素。如果鋼纖維混凝土是作用路面材料應用于公路橋梁的施工中，因為面層板較薄的緣故，施工現場的地下排水狀況也對其性能產生較大的影響作用。

2 公路橋梁施工中鋼纖維混凝土的應用

2.1 道路施工中鋼纖維混凝土的應用

(1)新建全截面鋼纖維混凝土路面。這種路面的鋼纖維摻量控制在0.8%～1.2%的范圍內，其厚度僅為普通混凝土路面的50%左右。雙車道路面通常不需要設置縱縫，橫縫間距最長為50 cm，一般取20～30 cm。

(2)新建復合式鋼纖維混凝土路面。一般分雙層式復合路面、三層式復合路面兩種，其中三層式路面的結構較為合理，不過施工十分復雜，上、下兩層均要做成鋼纖維混凝土層，中間夾著普通混凝土層，適合在機械化鋪設條件好的地區推廣運用。

(3)碾壓鋼纖維混凝土路面。在碾壓混凝土中加入適量的鋼筋混凝土，改善其力學性能，以增強路面的韌性和強度。

2.2 橋梁施工中鋼纖維混凝土的應用

(1)鋼纖維混凝土在橋面鋪裝方面的應用

鋼纖維混凝土橋面鋪裝層不但能夠有效提高橋面的耐久性、抗裂性及舒適性，而且能夠科學增強橋梁本身的剛度和抗折強度，減少鋪裝厚度，減輕結構的自重，明顯改善橋梁的實際受力狀況。另外，還可以采用橡膠瀝青混凝土與鋼纖維混凝土復合的雙層橋面措施。

(2)鋼筋混凝土在橋梁上部承受荷載部位的應用

鋼纖維混凝土主梁，不僅造型美觀，而且能夠有效改善橋梁上部結構的受力性能，減少和抑制結構發生變形，能降低自重，促進橋梁結構朝輕型化、大跨度方向發展，而且大大減少了橋梁上部材料的使用量，無形中也減少了下部墩臺數量，有效降低橋梁工程的造價，科學提高工程的經濟效益。因此，建設鋼纖維混凝土橋梁，可以適當降低梁高，以滿足一些特殊使用要求。

(3)鋼筋混凝土在混凝土橋梁上的應用

受長期的高負荷作用的影響，橋梁的墩臺和橋面表層很容易出現剝落或裂縫等病害，面對這種情況，可以采用轉子Ⅱ型噴射機向橋梁的這些部位噴射厚度為5～20 cn 的鋼纖維混凝土，以提高結構的抗震性和整體性，其中剪切鋼纖維的摻量為1.0%;采用TS 型速凝劑和硫鋁酸鹽快硬水泥能夠增強結構的早期抗裂性能;通過在舊混凝土表面鑿毛或者噴砂，能夠提高整體性。

(4)鋼纖維在鋼筋混凝土樁的應用

鋼纖維混凝土樁能夠大大提高樁的穿透力，減少錘擊次數，并有效提高打擊速度。事實上，確保經濟效益，通常鋼筋混凝土通常只澆筑在樁頂及樁尖部位，目的是提高樁頂的抗沖擊韌性，防止樁頂在打入設計深度前破裂，而在樁身部分采用預應力鋼筋混凝土。

3 結 語

綜上所述，鋼筋混凝土由于其各項物理力學性能十分優越，在現代化公路橋梁工程施工中得到了越來越廣泛的應用。作為路橋施工企業，必須緊密結合工程實際，在公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術的應用，才能更好地促進工程質量的提升。

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