橋梁施工鋼纖維混凝土技術(shù)

劉全春

（宜春市公路事業(yè)發(fā)展中心靖安分中心，江西宜春 330600）

0 引言

橋梁作為重要的交通基礎設施，其安全性、耐久性和承載能力一直是工程設計和施工的關注點。為了滿足日益增長的交通需求和環(huán)境要求，不斷創(chuàng)新施工技術(shù)尤為重要。鋼纖維混凝土技術(shù)是近年來興起的一種新型施工技術(shù)，在橋梁工程領域取得了顯著的應用成效。該技術(shù)主要是在混凝土中加入鋼纖維，以顯著提升混凝土的抗裂、抗震、抗沖擊等性能，從而增強橋梁的結(jié)構(gòu)強度和耐久性。為取得更好的施工效果，有必要對該技術(shù)的具體應用進行深入研究。

1 鋼纖維混凝土的主要特點

1.1 抗裂性能高

鋼纖維是一種具有高強度和耐久性的材料，加入混凝土中不僅能提高混凝土的強度，還能有效改善其抗裂性能。具體而言，鋼纖維在混凝土中可起到阻止裂縫擴展的關鍵作用。混凝土受到外部荷載作用時，裂縫通常從局部開始擴展，但鋼纖維的加入可以改變這一過程。

鋼纖維在混凝土內(nèi)部能夠形成連橋效應，縱橫交錯地連接在一起，可看作在裂縫中搭建起微小的橋梁，有效阻止裂縫的進一步擴展。這種連橋效應形成可以提高混凝土的整體韌性，減緩裂縫的發(fā)展進程，可大大提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性、延長其使用壽命。

1.2 可縮短工期

相較于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土，鋼纖維混凝土施工不需要大量的現(xiàn)場鋼筋加工和安裝工作，因為在混凝土拌和環(huán)節(jié)，已經(jīng)將纖維均勻地分散在混凝土中。這不僅能降低勞動力成本，還能降低鋼筋加工和安裝施工中的人力資源和時間成本，從而縮短整個施工周期。

1.3 耐久性高

鋼纖維的加入不僅能提高混凝土的物理性能，還能提升其耐久性。

第一，鋼纖維能提高混凝土的抗化學侵蝕能力，有效抵御腐蝕性環(huán)境對混凝土的侵蝕，從而減緩混凝土的老化速度。

第二，鋼纖維還能有效降低滲水和凍融損害的可能性。纖維在混凝土內(nèi)部形成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)有助于防止水分滲透和凍融循環(huán)引起的裂縫，從而顯著提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

2 施工要求

為確保橋梁鋼纖維混凝土技術(shù)的有效應用，在施工過程中要注意以下要點：

第一，設置鋼纖維分散裝置。加入鋼纖維之前，使用專業(yè)的分散機進行布置，確保鋼纖維充分分散，并與混凝土均勻混合，避免材料團聚。

第二，加強攪拌環(huán)節(jié)控制，投料順序、攪拌時間應符合方案要求。一般情況下，在混凝土投料操作中，應該按照先干后濕的方式進行，以防止結(jié)團，避免出現(xiàn)材料混合不均勻的問題。在攪拌環(huán)節(jié)，時間控制尤為重要，這是保證鋼纖維混凝土材料性能的關鍵參數(shù)。先將干性材料投入設備內(nèi)，攪拌時間在60s 以上，再投入下一種材料，充分地混合均勻，達到要求后加入水、外加劑等材料，然后充分攪拌處理。

第三，注意鋼纖維混凝土的澆筑和振搗施工。確保澆筑施工的連續(xù)性，避免在澆筑過程中出現(xiàn)間斷，以保證結(jié)構(gòu)的整體性。振搗環(huán)節(jié)也十分重要，應選擇最佳的振搗方式，根據(jù)需要選擇平板振搗器或插入式振搗器等設備，注意合理控制振搗速度，避免結(jié)塊，以滿足鋼纖維的荷載力和伸縮力要求。

第四，成型環(huán)節(jié)使用機械抹平方式，防止鋼纖維材料外露，以滿足外觀美觀性的要求，并確保整體結(jié)構(gòu)符合工程運行標準[2-3]。

3 技術(shù)要點

3.1 施工準備階段

在現(xiàn)場施工開始前，應做好如下準備工作：

第一，對現(xiàn)場進行全面的勘察和了解，實地考察具體情況，分析墻面結(jié)構(gòu)受力條件，采取試驗、調(diào)試等各項措施，確保設備的性能合格、運行穩(wěn)定，符合工程建設要求。

第二，通過試驗檢測確保鋼纖維混凝土的各項性能參數(shù)符合工程應用標準，預防產(chǎn)生質(zhì)量問題。

3.2 確定最佳的鋼纖維混凝土配合比參數(shù)

在鋼纖維混凝土材料的制作中，配合比參數(shù)的確定極為重要，應按照如下步驟完成：

第一，在材料強度的控制中，采取雙重控制的方式。需要考慮抗壓強度和抗拉強度等參數(shù)，只有在各項參數(shù)合格的情況下才能使用。

第二，確定水灰比。參照試驗中的強度參數(shù)，確定水灰比，該環(huán)節(jié)和普通混凝土的配制無差異。

第三，確定鋼纖維材料加入比例和用量，確保強度性能達標。

第四，分析塌落度等技術(shù)參數(shù)，如果需要加入外加劑，應根據(jù)現(xiàn)場情況確定用量。

第五，確定合理砂率。

第六，根據(jù)絕對值法和假定質(zhì)量密度法，確定材料的加入比例，明確配合比標準。

第七，試配和調(diào)整。試配配合比確定后，利用拌和試驗的方式檢查是否達到工程標準，如果未達到標準，應在確保水灰比、鋼纖維體積率相同的情況下時，進行水量、砂率的調(diào)節(jié)，直到符合工程要求，并根據(jù)該參數(shù)確定基準配合比。

第八，強度試驗。在每種強度試驗中，選擇三種配合比參數(shù)進行檢驗驗證。試驗材料制作結(jié)束后，需要進行混合料抗拉強度、抗壓強度等方面的檢測，如果不符合工程要求，應及時進行比例調(diào)整，合理增減鋼纖維材料的加入比例，確保最終的性能合格。

第九，按照試配工作的要求，結(jié)合強度試驗參數(shù)，確定最終的配合比參數(shù)。根據(jù)鋼纖維補償混凝土的方式，加強膨脹率、收縮率等方面的試驗檢測，確保每項參數(shù)都符合工程要求才能投入使用[4]。

3.3 鋼筋鋪設

在鋼筋結(jié)構(gòu)的施工過程中，需要確保場地表面達到平整、清潔的標準，以符合鋼筋鋪設施工的要求。應做好如下幾點：

第一，要按照設計要求進行操作，并在規(guī)定的位置進行標記，以確保施工的準確性，確保鋼筋綁扎效果合格，符合工程建設標準。

第二，在鋼筋交叉連接的部位，需要根據(jù)工藝要求將鋼筋插入相應的結(jié)構(gòu)中，確保符合設計長度的標準。

3.4 模板安裝

第一，根據(jù)設計要求選擇合適的模板，保證其承載能力和穩(wěn)定性。根據(jù)橋梁的幾何形狀和尺寸，精確測量和布置模板，確保模板安裝的準確性。在安裝過程中，要注意模板的支撐和固定，保證模板與混凝土之間的距離恰當，以確保澆筑的鋼纖維混凝土能夠均勻、密實地填充。

第二，模板表面應涂抹防黏劑，以便混凝土凝固后脫模。鋼纖維混凝土澆筑完畢后，應及時檢查模板表面的平整度和垂直度，保證混凝土表面的質(zhì)量和光滑度。

第三，在混凝土充分硬化后，謹慎拆除模板，避免對混凝土造成損害。

3.5 鋼纖維混凝土施工

在鋼纖維混凝土的現(xiàn)場澆筑環(huán)節(jié)，需要進行嚴格的監(jiān)督管控，以避免對施工效果造成不利影響。在施工過程中，應使用混凝土泵車進行材料運輸，并使用專用鐵鏟對表面進行整平。

此外，施工單位應重視細節(jié)管理，組織專業(yè)人員進行全面的現(xiàn)場監(jiān)督檢查，確保整個工程結(jié)構(gòu)的澆筑效果符合設計規(guī)范。

首先，在正式進行鋼纖維混凝土澆筑施工之前，應對施工面應進行灑水濕潤處理，以滿足濕潤度要求，確保結(jié)構(gòu)施工不會出現(xiàn)開裂。在現(xiàn)場鋪設施工前的3 小時內(nèi)完成灑水作業(yè)，以避免出現(xiàn)積水情況。

其次，在澆筑和振搗施工中，要確保結(jié)構(gòu)表面達到平整性要求，并在現(xiàn)場進行準確的標記。在澆筑的邊角部位，要加強平整度檢測和測量。澆筑結(jié)束后要通過分層振搗的方式提高結(jié)構(gòu)的密實度，防止產(chǎn)生離析等問題。同時，針對現(xiàn)場存在的鼓包等質(zhì)量問題，選擇適當?shù)奶幚泶胧⒈M量縮短處理時間等。

再次，在提漿階段，關鍵是保證材料的均勻性，并對接口部位進行有效管理，以確保接口、位置和厚度等參數(shù)符合施工要求，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。

最后，在鋼纖維混凝土成型環(huán)節(jié)，應加強質(zhì)量監(jiān)督管理，分析混合料的各項數(shù)據(jù)，確保達到均勻性要求，骨料分度符合標準；對表面進行抹平處理，預防鋼纖維材料外露，并采取必要的保護措施；可以應用真空吸水法檢測混凝土的密實度，以滿足工程質(zhì)量標準。

3.6 切縫施工

通常來說，相鄰伸縮縫間距設定為30m，并保證伸縮縫和護欄平行布置。在切縫操作過程中，需要嚴格控制鋼纖維混凝土的外部溫度、凝結(jié)時間等，以達到施工質(zhì)量標準，最后開展灌縫操作。

4 橋梁工程中鋼纖維混凝土施工質(zhì)量管控方案

4.1 加強運輸環(huán)節(jié)管理

許多橋梁工程項目位于偏遠地區(qū)，地理條件惡劣，交通不便，加上地形和地質(zhì)等因素的影響，鋼纖維混凝土材料的運輸難度較高，在運輸過程中可能出現(xiàn)坍落度不達標、含氣量變化和材料性能不合格等問題。

為了減少運輸環(huán)節(jié)對鋼纖維混凝土材料性能的影響，有必要提高運輸效率，并加強對運輸環(huán)節(jié)的監(jiān)督和管控。一方面，需要確保運輸設備的穩(wěn)定性，選擇具有良好抗震性能的專業(yè)混凝土運輸車輛，并確保運輸路線的路面平整度符合要求。另一方面，應持續(xù)攪拌混凝土材料，以防出現(xiàn)性能不合格的情況。

4.2 保證強度性能合格

在橋梁工程項目中，應用鋼纖維混凝土可以顯著提升結(jié)構(gòu)的承載性能，即使在惡劣的交通條件下，仍能保持良好的運行狀態(tài)。為了進一步提高材料的強度性能，施工人員應采用局部增強的處理方式，特別是在優(yōu)化處理樁尖和樁頂部位時，選擇適當?shù)墓に囷@得尤為關鍵。

為確保鋼纖維混凝土的強度符合規(guī)定，采取必要的質(zhì)量控制措施至關重要，不僅能夠確保工程質(zhì)量，還為后續(xù)橋梁的安全運行提供可靠基礎。此外，通過提高鋼纖維混凝土的強度性能，可以降低裂縫的發(fā)生率，降低維修頻率，有效延長橋梁工程的使用壽命[5-6]。

4.3 全面落實質(zhì)量監(jiān)督管理

4.3.1 落實細節(jié)管理措施

在橋梁工程建設中應用鋼纖維混凝土材料時，必須加強對細節(jié)方面的監(jiān)督和管控，這是提高施工質(zhì)量水平的關鍵，也能對橋梁工程項目的穩(wěn)定運行起到積極作用。為此，施工單位應組建質(zhì)量管理團隊，加強對鋼纖維混凝土配合比的控制，嚴格按規(guī)定參數(shù)進行混合料配制，以保證最終的施工效果。

此外，在施工過程中，要對施工設備的性能進行全面的監(jiān)督、檢查，并采取有效的維護處理措施，以預防因設備性能不足或故障而導致質(zhì)量不合格。

4.3.2 加強質(zhì)量監(jiān)管

應組建高水平的監(jiān)管隊伍，對鋼纖維混凝土施工的各個環(huán)節(jié)進行全面監(jiān)管和控制，以達到規(guī)范、合理和標準的要求。

正式開展現(xiàn)場施工時，需要加強對技術(shù)操作方面的控制，對各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督管理，特別是混凝土材料的振搗、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)，要執(zhí)行規(guī)范化的操作，以防止質(zhì)量缺陷。

在管理工程中，要對施工人員的操作行為進行監(jiān)督，避免出現(xiàn)不規(guī)范的情況，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)作業(yè)應立即通報處理，并要求施工人員及時進行整改或修復，以防止問題進一步擴大。

5 結(jié)語

綜上所述，在橋梁工程項目建設中，鋼纖維混凝土施工技術(shù)的優(yōu)勢非常的明顯，不但能夠提升橋梁結(jié)構(gòu)的承載性能，還能延長其使用壽命。在具體應用中，應考慮到現(xiàn)場的實際情況，執(zhí)行規(guī)范化流程和標準，對于可能存在的質(zhì)量問題及時采取必要的應對措施，消除質(zhì)量缺陷，提高鋼纖維混凝土橋梁的總體施工水平。