鋼纖維混凝土在橋梁施工中的技術(shù)

王鵬程

摘要：鋼纖維混凝土技術(shù)是先進(jìn)一種比較實(shí)用的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，它能夠方便靈活的按照施工設(shè)計來進(jìn)行施工。隨著鋼纖維技術(shù)的不斷發(fā)展以及鋼纖維技術(shù)理論的不斷完善，鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用也會不斷的發(fā)展與完善，鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用范圍也將越來越廣泛。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，對鋼纖維混凝土在橋梁施工中的技術(shù)進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；鋼纖維混凝土；應(yīng)用

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和城市化進(jìn)程的加快，人們對于國家發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)逐漸重視且要求嚴(yán)格，橋梁工程也不例外。鋼纖維混凝土作為一種新型的水泥基復(fù)合材料，其性能優(yōu)越、操作性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可有效的增加混凝土的強(qiáng)度和承載力，限制基體在外力作用下產(chǎn)生的裂縫擴(kuò)展，而廣泛應(yīng)用于橋梁工程建設(shè)，且對于提高橋梁工程質(zhì)量具有較好的作用。因此，研究鋼纖維混凝土技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用，為橋梁工程建設(shè)提供參考和支持，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鋼纖維混凝土概況

相對于普通混凝土而言，鋼纖維混凝土均勻而多向配筋地?fù)饺肷倭康吞间摗⒉讳P鋼和玻璃鋼的纖維，鋼纖維混凝土破壞時往往是鋼纖維從混凝土基體里拔出來，而不是拉斷。纖維的增強(qiáng)效果主要取決于基本強(qiáng)度、纖維含量、纖維的長徑比以及纖維和基體混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度等。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展，鋼纖維混凝土迅速成長，并進(jìn)入實(shí)用階段。與傳統(tǒng)的混凝土不同，其結(jié)合了鋼纖維與混凝土的共同作用，混凝土內(nèi)均勻地分布著鋼纖維，顯著地提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度及抗變形能力，鋼纖維混凝土相比較傳統(tǒng)混凝土而言，改變了脆性混凝土材料的特性，提高混凝土的抗拉扭、抗裂、抗疲勞強(qiáng)度等。目前，鋼纖維混凝土被認(rèn)為是建筑施工材料中最適宜的材料之一，廣受建筑施工者的青睞。具體而言，鋼纖維混凝土具有以下幾個特點(diǎn)[1]：

1.1 混凝土相同等級強(qiáng)度下，鋼纖維混凝土重量較輕。該特性大大提高了橋梁施工方面的效率，給施工帶來了極大的便利。

1.2 相比傳統(tǒng)的混凝土材料，鋼纖維混凝土具有抗彎、抗壓、抗拉等特點(diǎn)。據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)顯示，鋼纖維混凝土相比傳統(tǒng)的混凝土而言，抗拉強(qiáng)度增強(qiáng)四到六成，抗彎強(qiáng)度更是增強(qiáng)一至兩倍。這與材料成分中所加入一定比例的鋼纖維是分不開的。

1.3 優(yōu)越的形變能力及優(yōu)越的抗疲勞能力。鋼纖維對提高混凝土的抗拉彈性模量效果極其顯著，使得混凝土的長期收縮形變能力更為優(yōu)越，一般最高可以改善混凝土收縮率的三成。另外抗疲勞能力的增強(qiáng)使得橋梁施工質(zhì)量能得到長期可持續(xù)的保證。

2 鋼纖維混凝土施工技術(shù)

鋼纖維混凝土在橋梁工程中的施工可以根據(jù)施工方法的不同分為澆筑鋼纖維混凝土施工、噴射鋼纖維混凝土施工、灌漿鋼纖維混凝土施工。鋼纖維混凝土材料的優(yōu)良、施工技術(shù)水平的好壞決定了施工質(zhì)量，而施工質(zhì)量則決定了橋梁的整體質(zhì)量，因此，在進(jìn)行鋼纖維混凝土施工的時候，除了要使普通混凝土滿足施工要求外，還要重視鋼纖維給施工帶來的技術(shù)問題。鋼纖維混凝土施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是確保鋼纖維分布的均勻，主要包含以下幾個方面：

2.1 鋼纖維混凝土的攪拌

一般情況下，為了使鋼纖維在攪拌的時候充分分散，避免出現(xiàn)結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，最好使鋼纖維通過分散機(jī)進(jìn)入攪拌機(jī)，同時，將分散機(jī)的功率和分散力控制在一定范圍內(nèi)以使鋼纖維混凝土的分散效果達(dá)到最好。同時，要嚴(yán)格控制投料順序和攪拌時間，防止鋼纖維結(jié)團(tuán)，采取分級投料，先投干料再投濕料，即按照砂-鋼纖維-碎石-水泥的順序進(jìn)行投料。混合料可先用攪拌機(jī)干拌1min，然后再注水和外加劑濕拌2min。攪拌機(jī)的選用一般要選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)和雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。

2.2 鋼纖維混凝土的澆筑和振搗

在澆筑鋼纖維混凝土的時候，要避免出現(xiàn)明顯的澆筑接頭，每次倒料澆筑的時候要相距15 ～20cm，從而保持混凝土的整體連續(xù)性， 需注意的是，鋼纖維混凝土的澆筑必須連續(xù)進(jìn)行。在振搗的時候，宜選用平板振搗器振搗混凝土，確保鋼纖維分布均勻。如果采用振搗棒振搗，倒料的時候，要使鋼纖維縱向條狀集束的排列，從而保證邊角混凝土的密實(shí)，提高混凝土抵抗板體收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力和荷載傳遞的能力。最后還要將振搗好的混凝土抹平，并將外露的鋼纖維壓入混凝土[2]。

2.3 鋼纖維混凝土的接縫

鋼纖維混凝土具有良好的抗裂性和收縮性，所以在施工時，如果施工地點(diǎn)有條件進(jìn)行封閉，可采用混凝土攤鋪機(jī)做成整幅式，無需設(shè)縱縫，當(dāng)鋼纖維混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50%后可切鋸縮縫。

3 鋼纖維混凝土技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼纖維混凝土技術(shù)廣泛應(yīng)用于橋梁工程施工，主要包含橋面鋪裝、橋梁墩臺結(jié)構(gòu)的局部加固、橋梁上部結(jié)構(gòu)加固及鋼筋混凝土樁的加強(qiáng)等方面。

3.1 橋面鋪裝

采用鋼纖維混凝土制作橋面，其厚度一般為普通混凝土橋面厚度的50%～60%，不僅可以有效增強(qiáng)混凝土的抗裂性能、耐久性能、抗折性強(qiáng)度，還能增加橋梁本身的剛度，降低自重，改善橋梁的受力狀況，提高路面的舒適度。在一般的橋梁鋼纖維混凝土的設(shè)計中，路面一般做成兩層結(jié)構(gòu)或者三層結(jié)構(gòu)：兩層結(jié)構(gòu)中，上層采用鋼纖維混凝土，下層采用普通混凝土比如橡膠瀝青混凝土；三層結(jié)構(gòu)中，上下層采用鋼纖維混凝土，中間層采用普通混凝土。相比而言，三層的鋼纖維混凝土橋面施工比較復(fù)雜且施工難度高，一般在機(jī)械水平比較高的地區(qū)才使用。

3.2 橋梁墩臺結(jié)構(gòu)的局部加固

長期行車荷載作用，橋梁易造成橋梁墩臺、橋面板出現(xiàn)裂縫或表層剝落，為有效緩解此情況，可采用噴射機(jī)噴射鋼纖維混凝土，厚度為5～20cm，可提高結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性。鋼纖維混凝土可采用剪切鋼纖維，摻量為1.0%；采用硫鋁酸鹽快硬水泥和TS型速凝劑來提高結(jié)構(gòu)早期的抗裂性；在舊混凝土表面可采用噴混凝土或鑿毛的方法增加新舊混凝土之間的整體性。

3.3 橋梁上部結(jié)構(gòu)加固

橋梁上部結(jié)構(gòu)加固主要包含兩種方法，即在橋梁上部結(jié)構(gòu)采用鋼纖維混凝土作為主梁，或在應(yīng)力集中區(qū)局部加固，以改善結(jié)構(gòu)的受力性能，有效控制結(jié)構(gòu)變形，減輕結(jié)構(gòu)自重，滿足結(jié)構(gòu)整體的使用要求。鋼纖維混凝土不僅能夠提高橋梁的結(jié)構(gòu)性能和外表的美觀，還可以大大減少上部結(jié)構(gòu)的材料用量，這樣就使下部的墩臺數(shù)量也相應(yīng)的減少，從而降低了施工成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，還滿足了橋梁特殊使用要求。

3.4 鋼筋混凝土樁的加強(qiáng)

鋼纖維混凝土對樁頂進(jìn)行局部加強(qiáng)，可有效增強(qiáng)樁頂?shù)目箾_擊的韌性，避免樁頂在錘入設(shè)計深度之前就出現(xiàn)破裂的情況；采用鋼纖維混凝土對樁尖進(jìn)行加強(qiáng)能增加樁尖的入土能力和穿透力，這就使錘擊樁的次數(shù)大大減少，也在一定程度上提高了打擊速度。當(dāng)采用鋼纖維混凝土對樁頂和樁尖進(jìn)行加強(qiáng)的時候，樁身部位仍采用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土[3]。

4 結(jié)語

綜上所示，鋼纖維混凝土技術(shù)作為一種新型的橋梁施工技術(shù)，其操作簡單、施工方便、可以很好地達(dá)到設(shè)計目的，滿足使用要求，并提高橋梁工程的施工質(zhì)量。同時，伴隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步和人們對于鋼纖維混凝土技術(shù)的逐漸重視，鋼纖維混凝土基礎(chǔ)理論必將不斷完善，且在橋梁工程施工中獲得更為廣闊的應(yīng)用與發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]李永德.橋梁施工技術(shù)及需注意的問題探討[J].中國科技博覽，2009，（11）.

[3]李紅旗.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（8）.