鋼纖維混凝土在橋梁橋面鋪裝施工中的應用

侯留法+鐘敏生

摘 要： 作為以混凝土為基體的新型復合材料，鋼纖維混凝土具有良好的物理、力學性能。隨著科技的不斷發展，鋼纖維混凝土的特性越來越受到人們的關注。在橋梁橋面鋪裝施工中鋼纖維混凝土的大量應用，不僅能夠增強橋面鋪裝層的抗拉強度、抗裂性及耐磨性，還能有效減小車輪荷載疲勞及沖擊對橋面結構的作用。為此，本文在充分了解鋼纖維混凝土特點的基礎上，對橋梁橋面鋪裝施工中鋼纖維混凝土的應用進行了分析與探究。

關鍵詞： 橋梁工程；橋面鋪裝；鋼纖維混凝土

一、鋼纖維混凝土的特點

鋼纖維混凝土（簡稱SFRC）是在普通混凝土中摻入適量的短鋼纖維混合而成的一種新型復合材料。在混凝土中摻入鋼纖維，可以促使混凝土基體中隨機分布的短鋼纖維對混凝土內部微裂縫擴展的阻礙及對宏觀裂縫產生與發展的阻滯。在承受外部壓力的前期，由水泥基料與纖維共同受力，當混凝土裂開之后，卻只有纖維受力。其特點如下：

1、具有較強的抗拉、抗彎及抗壓能力。據相關試驗顯示，將適量鋼纖維拌入混凝土內，可以對單軸抗拉極限強度進行40%到50%的有效提升，而抗彎極限強度則可以有效提升50%到150%之間。當鋼纖維適量摻加到混凝土后，將改變混凝土抗壓破壞的形式，遭到損壞破碎后則不會出現散落的現象，進而達到抗壓能力提升的作用。

2、具有良好的抗沖擊能力。當纖維摻量在0.8%到2.0%范圍時，與普通混凝土相比鋼纖維混凝土的抗沖擊能力可高出50到100倍，極大提升了抗沖擊韌性指標。

3、抗裂、抗疲勞及抗剪性能良好。在開裂荷載與極限荷載方面，普通混凝土具有一致性，而鋼纖維混凝土產生開裂荷載后，則會增加其荷載。在鋼纖維體積率增大后，將增加其初裂荷載、極限荷載與韌性。根據直接剪切試驗研究表明，基體錯動后，鋼纖維混凝土仍具有良好的承載能力。

二、橋梁橋面鋪裝施工中鋼纖維混凝土的應用

1、施工材料的選擇

（1）鋼纖維的選擇

由于鋼纖維的拔出致使鋼纖維混凝土的破壞，由此可見，鋼纖維強度的大小主要取決于鋼纖維混凝土基體界面的粘結強度。提高粘結強度主要與鋼纖維的表面、形狀及基體的性能有關。為了提高鋼纖維的粘結強度，在橋梁橋面鋪裝施工必須選用0.6×30-800 啞鈴型鋼纖維，這種鋼纖維可以有效地提高橋面鋪裝層的抗疲勞、抗沖擊韌性。在施工過程中，鋼纖維摻入量與混凝土體積的比例為1：100。

（2）水泥和砂的選擇

在橋梁橋面鋪裝施工中要選用425號普通硅酸鹽水泥。砂采用中粗砂，砂的級配應符合施工要求。

（3）碎石的選擇

在橋梁橋面鋪裝施工鋼纖維混凝土選用的石料粒徑，不能超過鋼纖維長度的2/3，通常為5～20mm，最大粒徑不能超過20mm。當鋼纖維混凝土中石料顆粒太大時，就會嚴重降低鋼纖維的曾強作用，也不利于鋼纖維的分散。為了提高鋼纖維混凝土的和易性能，在橋梁橋面鋪裝施工中要嚴格按照碎石的級配要求，選用5～20mm 碎石。

2、橋梁橋面鋪裝施工中鋼纖維混凝土施工工藝

（1）橋面鋪裝層下梁面或平層的處理技術

在橋面鋪裝層下梁面或平層的處理的中，要根據橋梁工程施工的具體情況進行處理。目前主要有三中處理技術：第一當T 梁引橋部分澆筑整體層時，要插入適當的剪力鋼筋，如型號為d10mm，間距為75cm×75cm的剪力鋼筋，其伸入整體層和鋪裝層的長度為6m和 5m。這種方式不僅能夠增加鋪裝層的錨固長度，還可以增強梁面的強度。在施工過程中，必須將部分剪力筋彎倒同時還不能留出尖角，以免車輛行走時損壞輪胎。第二當設計發生變更且整體化層在部分橋段已經澆筑的情況下，必須對混凝土面鑿花，將浮漿徹底清除，在混凝土面鉆孔時間距要設為75cm×75cm，鋼筋棒要選擇d12mm進行插入，然后采用環氧樹脂進行固結。第三當主橋箱梁頂面沒有調層時，梁頂的預應力筋很多，不能進行鉆孔插埋鋼筋，為了徹底鑿出新鮮的混凝土面，在鑿毛方式上必須采用“地毯式的”鑿除方式。

（2）標高帶及鋼筋網的設置？

在模板選用中應選擇角鋼，安裝時陰角必須朝上，在滾筒和角鋼之間要保持一定的接觸，這樣更方便對高程的控制。用水泥砂漿把角鋼底進行填塞，這樣不僅可以增強模板的剛度，還可以有效避免漏漿。必須每隔1.5m設置一個角鋼測點，，測量的精準度必須控制在1mm左右。為了減少鋼纖維混凝土的開裂率，必須采用科學有效的防裂措施如在鋼纖維混凝土鋪裝層內設置一個直徑為d10mm，間距為15cm×15cm 的鋼筋網進行防范。為了方便切縫，鋼筋網必須與混凝土頂面有3cm的距離。

（3）鋼纖維混凝土攪拌和運輸

在橋梁橋面鋪裝施工中必須最大限度地使鋼纖維在混凝土基體中分布均勻，才能有效發揮其功能，為確保鋼纖維分布的均勻性，攪拌施工技術起到決定性作用。為了提高鋼纖維在混凝土中的均勻度，必須應用強制式拌和機攪拌，并將攪拌最大量控制在額定量的五分之四左右。

在鋼纖維混凝土攪拌中必須遵循鋼纖維不結團及攪拌均勻的原則，對投料次序及方法進行確定。在施工現場要經過多次試驗，選用二次投料三次攪拌法。為保證投料的準確性，在鋼纖維混凝土攪拌中可選用電子計量系統進行準確計量。當發現鋼纖維有銹蝕、易結塊現象時，則不能采用，在運輸過程中，必須保證鋼纖維的均勻性，采用混凝土拌和車進行運輸，可以有效防止鋼纖維的振動下沉。為減少運輸及施工作業的難度，將高效緩凝減水劑適當地加入混凝土中，可以有效地增加拌合料的和易性。

（4）攤鋪與振搗施工技術

作為橋面鋪裝最重要的階段，鋼纖維混凝土澆筑技術的優劣對工程整體質量起著關鍵性的作用。在澆筑混凝土時，必須對待澆地面進行沖洗，在鋪裝層比較薄的地段，必須采用濃水泥漿進行掃漿作業。在進行鋼纖維混凝土攤鋪作業作業時，必須利用攪拌車將混凝土直接運到施工橋面，在卸料工作時，要及時迅速地進行1min到2min的轉動，把熟料進行均勻攪拌，卸料工作結束后不能使用振動梁推漿，要利用拉板或鐵鏟將混凝土進行整平工作。為了確保工程進度，必須為各個施工點配置振動棒4臺，鏟漿人員5名，在混凝土攤鋪設計中必須比標高多出0.5cm，這樣可以為接下來的收漿工作提供便利。

（5）切縫技術

在橋梁橋面鋪裝施工中，切縫技術的時間要嚴格控制，切縫時間不能過早，這樣就會因為鋸片的振動，使已經黏合的碎石、鋼纖維及水泥產生松動現象，造成橋面的早期破壞；當切縫時間過晚時，很容易使混凝土產生收縮開裂的現象，通常情況下混凝土的強度以8～15Mpa最佳。

（6）養護

在混凝土終凝前，用噴霧器灑霧水養生。手指按混凝土無痕跡時，再覆蓋濕麻袋，水流不致沖壞表面時，再在麻袋上淋水。麻袋至少覆蓋7d，然后淋水養護至14d。這段時間混凝土面不準堆放任何雜物，不許通行車輛。

橋梁橋面鋪裝施工后期，鋼纖維混凝土在終凝前，必須利用噴霧器灑霧水的方法對鋼纖維混凝土橋面進行養護。當手指早鋼纖維混凝土面按壓沒有痕跡時，在將濕麻袋覆蓋在橋面上（時間為7天），這種方式可以有效避免水流沖壞橋面，然后在麻袋上進行淋水養護，時間為14天。在橋面養護期間，必須嚴禁車輛通行，以免對路面造成不必要的傷害。

三、結束語

綜上所述，鋼纖維在路橋混凝土施工中的摻加，可以有效提升路橋工程的抗拉性能及承載能力，進而增強了路橋工程的強度、使用壽命及降低了工程施工的投資成本。隨著社會主義市場經濟發展水平的不斷提升，要求不斷提高鋼纖維混凝土施工技術水平，規范路橋施工工藝，有效提升現代路橋品質的衡量標準。■

參考文獻

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