橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

彭玉嫻，曾 紅

(江西省公路橋梁工程有限公司，江西 南昌 330009)

橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

彭玉嫻，曾 紅

(江西省公路橋梁工程有限公司，江西 南昌 330009)

簡單介紹了鋼纖維混凝土的性能與在橋梁工程中的應(yīng)用，提出部分在施工過程中的注意事項(xiàng)，為相關(guān)工程提供借鑒作用。

橋梁；鋼纖維混凝土；施工工藝；復(fù)合材料

1 鋼纖維混凝土性能及其影響因素

鋼纖維混凝土是將一定量的鋼纖維均勻亂向地?fù)诫s在素混凝土中，經(jīng)與混凝土的粘結(jié)、硬化后形成的。因此鋼纖維混凝土的性能與鋼纖維的品種、鋼纖維含量等因素有關(guān)。鋼纖維根據(jù)材質(zhì)大致可分為碳鋼與不銹鋼兩種，不銹鋼纖維具有強(qiáng)度大、粘結(jié)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高，影響鋼纖維混凝土性能的主要因素之一就是鋼纖維與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。其次，鋼纖維的含量對鋼纖維混凝土性能的影響也較大，由于鋼纖維的存在，使得混凝土的抗拉強(qiáng)度與抗沖擊強(qiáng)度得到大大提高，研究發(fā)現(xiàn)，如果鋼纖維含量能夠達(dá)到1.4%左右，其抗沖擊性能能夠提升100%以上。由于鋼纖維的存在，使得混凝土的抗彎能力提高一倍左右，可以很好的解決因溫度應(yīng)力導(dǎo)致的路面開裂等問題，而且其抗剪性、抗凍性和耐磨性也得到較大提高。

鋼纖維混凝土的配比對其性能也有較大影響，在鋼纖維混凝土配比設(shè)計中，可參考普通混凝土中各材質(zhì)的配比，其中混凝土的含量要超過400 kg/m3，各粒徑的碎石量含量可參考相應(yīng)規(guī)范，而且鋼纖維的強(qiáng)度應(yīng)大于500 MPa，長度在0.45～0.70 mm范圍內(nèi)，直徑在0.53 mm左右，不可低于0.38 mm，鋼纖維含量約在0.45%～1.97%之間，具體含量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)具體受力與使用年限，進(jìn)行綜合分析比選，力求設(shè)計在保證安全的前提下，得到最大經(jīng)濟(jì)效益。

2 鋼纖維混凝土的應(yīng)用

2.1 橋梁路面的鋪設(shè)

作為橋梁路面，其在使用過程中需要保證耐磨性能優(yōu)良，路面不易出現(xiàn)裂縫，鋼纖維混凝土憑借其良好的耐磨性與抗拉性，在橋梁路面施工中得到較為普遍的采用。

2.2 橋梁墩臺的局部加強(qiáng)

橋梁的墩臺結(jié)構(gòu)在長期的車輛荷載作用下容易出現(xiàn)裂縫，甚至出現(xiàn)表皮剝落的情況。為此，可將鋼纖維混凝土噴射在橋臺墩柱表面，形成一層保護(hù)層，其厚度一般在10 cm左右，這不僅可以提高墩柱的穩(wěn)固性與抗震性，還可有效解決混凝土開裂與剝皮現(xiàn)象。但為了保證新噴射鋼纖維混凝土與原混凝土的緊密貼合，提高結(jié)構(gòu)的整體性，需要在原混凝土墩柱表面進(jìn)行鑿毛或者噴砂施工。除此之外，為防止結(jié)構(gòu)的局部開裂，可采用添加TS型速凝劑或采用噴射鋁酸鹽類快速硬化水泥。

2.3 橋梁鋼筋混凝土樁的加固

預(yù)制鋼筋混凝土樁在錘擊作用下達(dá)到預(yù)定深度前，樁頂承受較大的沖擊荷載，容易出現(xiàn)沖擊破裂現(xiàn)象，如果在樁頂部位采用鋼纖維混凝土局部強(qiáng)化其抗沖擊能力，增加其韌性，可有效防止沖擊破裂的產(chǎn)生。除此之外，對樁尖位置進(jìn)行局部強(qiáng)化，提高其耐磨性，可有效增大其穿透力和入土能力，減少錘擊次數(shù)，降低成本。對鋼筋混凝土樁進(jìn)行局部強(qiáng)化，沒必要全部采用鋼纖維混凝土，在滿足受力條件下，樁身可采用成本較低的普通混凝土。

2.4 橋梁關(guān)鍵結(jié)構(gòu)強(qiáng)化

在橋梁工程中由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，存在拉應(yīng)力區(qū)與應(yīng)力集中區(qū)，橋梁這些部位容易產(chǎn)生破壞影響結(jié)構(gòu)的整體使用年限，可通過數(shù)值模擬，分析橋梁結(jié)構(gòu)受力，在應(yīng)力集中區(qū)與拉應(yīng)力區(qū)采用鋼纖維混凝土，例如采用鋼纖維混凝土進(jìn)行局部強(qiáng)化，可有效控制結(jié)構(gòu)變形，改善結(jié)構(gòu)受力，增加結(jié)構(gòu)的整體耐久性。鋼纖維混凝土表面平整，耐磨性、耐久性強(qiáng)，可使橋梁外表美觀，而且可大大減少橋梁上部結(jié)構(gòu)用料，減輕橋梁自身重量，在保證安全的前提下，還可增大橋墩之間距離，減少橋墩數(shù)量，大大提高了施工進(jìn)度，增加經(jīng)濟(jì)效益。

3 橋梁工程中鋼纖維混凝土的施工要點(diǎn)

3.1 鋼纖維混凝土的投料與攪拌

為防止鋼纖維抱團(tuán)影響鋼纖維混凝土的均勻性，在制作鋼纖維混凝土?xí)r需要采用先干后濕逐次投料攪拌的施工工藝，為此必須嚴(yán)格把控投料的順序與投料時間，即先投放砂，然后投放鋼纖維，邊投放邊攪拌，然后投放碎石、水泥。如果投料順序與投料時間出現(xiàn)問題，鋼纖維出現(xiàn)抱團(tuán)現(xiàn)象，將導(dǎo)致鋼纖維混凝土不均勻，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，容易導(dǎo)致工程事故。

3.2 鋼纖維的分散

即使采用先干后濕逐次投料的施工工藝，如果鋼纖維一次性倒入還是對鋼纖維的均勻性不利，因此應(yīng)設(shè)置鋼纖維分散裝置，利用分散裝置將鋼纖維慢慢地、分批次的倒入攪拌機(jī)內(nèi)，其速度需要嚴(yán)格把控，才能較好的實(shí)現(xiàn)鋼纖維均勻分散在混凝土內(nèi)，根據(jù)已有研究表明，分散機(jī)的分散能力應(yīng)該在40 kg/min左右，分散裝置的功率約為0.75～1 kW。

3.3 鋼纖維混凝土的澆筑與振搗

為保證鋼纖維混凝土的連續(xù)性，澆筑必須連續(xù)進(jìn)行，而且每次倒料要相距17cm左右，這樣可以有效避免出現(xiàn)澆筑接頭。澆筑后需要及時進(jìn)行振搗，保證鋼纖維混凝土的均勻性，一般采用平板振搗器對混凝土進(jìn)行振搗。如果條件制約，只有振搗棒情況下，在倒料時要讓鋼纖維能夠按縱向條狀進(jìn)行排列，只有這樣才能使得邊角處混凝土密實(shí)，進(jìn)而有利于提高鋼纖維混凝土的荷載傳遞，減小板狀結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力的影響。最后需要將裸露在外面的鋼纖維壓入混凝土中，并將混凝土表面抹平。

3.4 混凝土的成型

鋼纖維混凝土由于其骨料細(xì)、含沙量高、鋼纖維分布散亂的特點(diǎn)，施工過程中經(jīng)常遇到鋼纖維裸露在外的情況。為此，一般采用真空吸水的施工方法進(jìn)行鋼纖維混凝土的路面施工，采用機(jī)械方法對鋼纖維混凝土表面進(jìn)行抹平。

3.5 鋼纖維混凝土接縫與養(yǎng)護(hù)

為保證鋼纖維混凝土抗裂性能，在施工過程中，要確保接縫不能產(chǎn)生，在條件允許的情況下，整體澆筑。在施工完成后需要進(jìn)行鋼纖維混凝土的養(yǎng)護(hù)，維護(hù)時間不可少于一周，可采用覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)的方法。

4 結(jié) 語

鋼纖維混凝土憑借其卓越的性能，大大提升路橋工程結(jié)構(gòu)的耐久性與抗拉性，在保證安全的前提下，大大加長了工程的使用壽命，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，提升安全儲備，降低工程成本。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼纖維混凝土技術(shù)及其理論也得到較大發(fā)展，鋼纖維混凝土在橋梁工程中應(yīng)用也會進(jìn)一步發(fā)展，相信在不遠(yuǎn)的將來，鋼纖維混凝土性能會得到更好提升，為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的長足發(fā)展，貢獻(xiàn)著不可缺少的作用。

[1] 張科. 鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42(1)：106-108.

[2] 韋龍林. 淺談鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2014,12(120)：363-365.

[3] 張勇. 鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)業(yè)，2016，15(366):94-95;

U445

C

1008-3383(2017)11-0119-01

2017-04-28

彭玉嫻(1984-)，女，湖南婁底人，工程師，研究方向：公路與橋梁。