鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用探究

摘要：作為一項(xiàng)新型的道路交通工程施工技術(shù)，鋼纖維混凝土技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世便受到了廣泛關(guān)注，其在公路橋梁施工應(yīng)用中可有效提升路面結(jié)構(gòu)剛性，對(duì)于工程質(zhì)量提高效果明顯。闡述鋼纖維混凝土的技術(shù)性能，有針對(duì)性的對(duì)鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用重要工序控制要素展開分析，并結(jié)合實(shí)際研究了鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁施工中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土;公路橋梁;控制要素;技術(shù)應(yīng)用

0" "引言

在如今公路橋梁工程施工中，鋼纖維混凝土作為一種優(yōu)質(zhì)的新型水泥復(fù)合材料，具備強(qiáng)度高、耐沖擊、耐拉伸、耐熱性高等特點(diǎn)，應(yīng)用實(shí)踐價(jià)值較好，特別是針對(duì)公路橋梁基體裂縫的防治等方面意義重大。及時(shí)了解掌握鋼纖維混凝土技術(shù)，根據(jù)實(shí)際公路橋梁情況加以科學(xué)應(yīng)用，有利于提高公路橋梁的整體性能。

1" "鋼纖維混凝土技術(shù)性能概述

鋼纖維混凝土主要是由鋼帶或鋼絲等材料形成的復(fù)合型纖維結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)合構(gòu)成的一類性能優(yōu)越的工業(yè)鋼纖維產(chǎn)品[1]。根據(jù)鋼纖維混凝土構(gòu)成材質(zhì)類型的差異，可將其劃分為常規(guī)碳鋼型和不銹鋼型。根據(jù)制作工藝不同，可將常規(guī)碳鋼型鋼纖維混凝土劃分成切斷式、剪切式及銑削式。根據(jù)應(yīng)用模式的不同，可將其劃分成并列式、扭曲式及直長(zhǎng)式等。根據(jù)應(yīng)用范圍不同，又可細(xì)分為噴射式鋼纖維混凝土和澆筑式鋼纖維混凝土。圖1所示為常用的剪切式鋼纖維混凝土纖維材料。

鋼纖維混凝土制作過(guò)程主要通過(guò)在原有混凝土的石、砂、水泥等配料的合理配比結(jié)構(gòu)中，加入非定向分布的鋼纖維配料，制作成更具復(fù)合性能的施工材料。相較于常規(guī)混凝土，在原有結(jié)構(gòu)中摻入的不規(guī)則分布鋼纖維，有效預(yù)防了路橋中常見結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生和蔓延，優(yōu)化了混凝土材質(zhì)路橋工程的抗擠壓、抗拉伸、抗裂縫及抗彎曲的性能，使公路橋梁的穩(wěn)定性得到顯著改善[2]。

其在影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜的路橋施工中具備更高的強(qiáng)度比，相較于常規(guī)混凝土，在抗彎強(qiáng)度方面提升超過(guò)50%，在強(qiáng)度方面提升超過(guò)40%。其抗沖擊性能同樣表現(xiàn)出色，超過(guò)常規(guī)配比沖擊韌性指標(biāo)的10倍。而抗形變屬性中的變形和收縮參數(shù)指標(biāo)，則可降低三成。

2" "鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用重要工序控制要素

2.1" "攪拌工序控制要素

科學(xué)控制混凝土配料的摻入順序和攪拌時(shí)間，區(qū)分摻入材料的特性，進(jìn)行分批次摻入。通常按照先細(xì)砂，再鋼纖維，再石料，最后水泥的次序摻入攪拌。針對(duì)混合料的攪拌工序，應(yīng)預(yù)先不加水?dāng)嚢?min左右后，加入水或其他液體則需攪拌2min以上。

為避免因單次摻入鋼纖維攪拌量過(guò)大，而導(dǎo)致混凝土發(fā)生結(jié)塊或結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，可通過(guò)在攪拌設(shè)備進(jìn)口位置安裝分散裝置，利用調(diào)節(jié)裝置的功率完成對(duì)鋼纖維摻入量的控制，起到分散攪拌的作用，避免因空間過(guò)滿而導(dǎo)致攪拌不充分。

同時(shí)攪拌時(shí)還應(yīng)控制相應(yīng)的速率和頻率。目前，公路橋梁施工中常采用雙錐式反轉(zhuǎn)攪拌設(shè)備或強(qiáng)制式攪拌設(shè)備。攪拌時(shí)應(yīng)按照實(shí)際攪拌需要進(jìn)行設(shè)備功率調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)攪拌設(shè)備超負(fù)荷攪拌或空轉(zhuǎn)攪拌的現(xiàn)象。

2.2" "振搗工序控制要素

為了保證鋼纖維混凝土的質(zhì)地均勻，對(duì)其實(shí)施振搗操作工序時(shí)，應(yīng)選取利于水平操作的振搗設(shè)備。振搗填料過(guò)程中，應(yīng)保證鋼纖維金屬條處于豎向集中填入狀態(tài)，使混凝土中心位置與邊緣保持相同的鋼纖維密度，以提高混凝土振搗后的溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力及負(fù)載張力參數(shù)。

2.3" "澆筑定型工序控制要素

鋼纖維混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)控制方向和力度，避免澆筑銜接處連接位置出現(xiàn)連接痕跡。操作時(shí)應(yīng)連續(xù)操作，不可中途停澆，并留有15cm左右的空置距離，從而有效保證鋼纖維混凝土澆筑效果的連續(xù)和完整。圖1為澆筑后的鋼纖維混凝土效果。

鋼纖維混凝土內(nèi)部混合材料多，若鋼纖維、石、砂均勻度不一，會(huì)導(dǎo)致公路橋梁施工定型時(shí)發(fā)生凸凹變形現(xiàn)象。因此一般選擇合適的抹平設(shè)備及真空吸水設(shè)備配合鋼纖維混凝土的定型操作，以達(dá)到施工定型效果，滿足密實(shí)、均勻、整平的設(shè)計(jì)需求。澆筑定型結(jié)束后還需進(jìn)行必要的平整處理，防止出現(xiàn)鋼纖維外露和凸起現(xiàn)象，全面提高澆筑定型質(zhì)量控制。

2.4" "接縫工序控制要素

公路橋梁因長(zhǎng)時(shí)間外力或內(nèi)部應(yīng)力作用致使產(chǎn)生收縮、膨脹，經(jīng)常會(huì)引起路橋表面出現(xiàn)裂縫情況，因此在應(yīng)用鋼纖維混凝土進(jìn)行接縫處理時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照接縫施工標(biāo)準(zhǔn)完成操作，避免因不規(guī)范的澆筑而導(dǎo)致的路橋表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象[3]。根據(jù)實(shí)際情況需要對(duì)接縫施工路段進(jìn)行封閉，合理選取攤鋪設(shè)備及壓紋設(shè)備完成路橋表面的二次鋪筑，實(shí)現(xiàn)路橋表面的整體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一。達(dá)到設(shè)計(jì)鋼纖維強(qiáng)度的50%后，可進(jìn)行混凝土的割切和縫隙縮減操作。

3" "鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用

3.1" "在提升橋梁框架穩(wěn)定性施工的應(yīng)用

利用鋼纖維混凝土實(shí)施橋梁受力點(diǎn)及主體框架位置的鋪設(shè)，因其鋪設(shè)體積小、質(zhì)量輕，可有效減少橋梁框架自身負(fù)荷，所以可承受除橋體外更多的負(fù)重，避免因長(zhǎng)時(shí)間外力導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象。主體框架質(zhì)量減輕也減輕了橋梁墩臺(tái)承擔(dān)的質(zhì)量，因此可減少橋梁整體墩臺(tái)的設(shè)計(jì)數(shù)量，這樣既可以滿足工程需要，還可有效降低工程費(fèi)用，提升經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，簡(jiǎn)化了橋梁整體結(jié)構(gòu)，突破了常規(guī)橋梁繁瑣結(jié)構(gòu)的厚重效果，美觀效果也得到相應(yīng)提升。

3.2" "在路橋表面鋪設(shè)的應(yīng)用

在路橋表面鋪設(shè)施工時(shí)采用鋼纖維混凝土，相較常規(guī)混凝土可降低50%的路橋鋪設(shè)厚度，既增加了路橋表面的抗裂、抗折性能，還有效減輕了路橋表面的自重，提高了路橋表面的剛度、耐久性能和承重能力。應(yīng)用鋼纖維混凝土與常規(guī)橡膠瀝青混凝土配合使用的分層路面結(jié)構(gòu)使，得路面鋪設(shè)更加科學(xué)合理。在鋪設(shè)下層進(jìn)行橡膠瀝青的鋪設(shè)，并在上層鋪設(shè)鋼纖維混凝土，有利于優(yōu)化路橋面剛度，使路橋表面施工質(zhì)量得到有效提升。

3.3" "在加固路橋邊坡施工的應(yīng)用

邊坡施工是路橋施工比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，施工中經(jīng)常會(huì)遇到不同類型路基邊坡地質(zhì)，如土質(zhì)松軟、突出巖石等。此時(shí)可利用鋼纖維混凝土噴射設(shè)備對(duì)邊坡地基部位進(jìn)行土質(zhì)加固，科學(xué)實(shí)施邊坡的襯砌工藝，將鋼纖維混凝土襯砌在邊坡覆蓋面，提高邊坡框架穩(wěn)定性和防水效果，降低因長(zhǎng)時(shí)間外力及內(nèi)應(yīng)力作用導(dǎo)致路橋失穩(wěn)、變形發(fā)生的概率，延長(zhǎng)使用年限。

3.4" "在加強(qiáng)橋梁樁基施工的應(yīng)用

橋梁樁基插入地基施工時(shí)，可對(duì)橋梁樁基底尖處進(jìn)行鋼纖維混凝土應(yīng)用改良，以提高底尖處插入土基的鉆入效果，提高鉆入效率，降低錘擊力量、錘擊數(shù)量以及對(duì)樁基的破壞程度。在插入土體時(shí)易導(dǎo)致頂端開裂現(xiàn)象，而利用鋼纖維混凝土的高強(qiáng)度特性，則可對(duì)橋梁樁體完成敲擊頂部的加固，有效保護(hù)橋梁頂部，防止產(chǎn)生敲擊裂縫。

3.5" "在加固橋梁墩臺(tái)施工的應(yīng)用

橋梁墩臺(tái)是橋梁的重要組成部分，主要用于承載橋身自重和通行車輛質(zhì)量，為避免因常年使用導(dǎo)致的墩臺(tái)表面材料掉落，可使用噴射設(shè)備對(duì)橋梁墩臺(tái)表面進(jìn)行鋼纖維混凝土噴射。根據(jù)情況合理選擇10～20cm的噴射厚度，則能起到提升橋體負(fù)載能力和抗震效果。添加硫鋁酸鹽快或速凝劑，則可進(jìn)一步提高墩臺(tái)防裂效果。通過(guò)鑿毛、噴砂操作，則可有效提高混凝土噴射的貼合度。

4" "結(jié)語(yǔ)

作為一種優(yōu)質(zhì)的新型水泥復(fù)合材料，鋼纖維混凝土有強(qiáng)度高、耐拉伸、耐沖擊、耐熱性高等性能特點(diǎn)，將其應(yīng)用在公路橋梁工程施工中質(zhì)量提升效果顯著，施工單位應(yīng)科學(xué)掌握鋼纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)，則可有效提高公路橋梁工程整體性能。

參考文獻(xiàn)

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[3] 楊清海.淺談新材料在公路橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].珠江水運(yùn)，2016（16）：72-73.