摻鋼纖維混凝土材料在橋梁工程中的應(yīng)用

李 曉 亮

(山西遠(yuǎn)方路橋(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 大同 037006)

0 引言

橋梁施工中應(yīng)用鋼纖維混凝土是具有很多優(yōu)勢(shì)的，但是因?yàn)楦鞯貐^(qū)橋梁建造的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際施工中遇到的問題不盡相同，施工的區(qū)域和地理位置的影響也存在很大的差異，因此鋼纖維混凝土的施工技術(shù)方面也就存在著差別，為了能夠保證橋梁施工的安全性，建設(shè)單位要做到結(jié)合施工方案的實(shí)際性來指導(dǎo)施工工作，并在過程中采取嚴(yán)格的技術(shù)手段來對(duì)包括鋼纖維摻入比等指標(biāo)在內(nèi)的施工技術(shù)進(jìn)行控制，這樣才能將可能存在的隱患從源頭杜絕掉。本文講述鋼纖維混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用和對(duì)影響其性能的各個(gè)因素進(jìn)行了必要的分析，闡述了影響其在實(shí)際情況下工作性能的幾個(gè)重要的因素。以期能夠?yàn)殇摾w維混凝土材料在橋梁工程中的使用提供一定的參考價(jià)值。

1 鋼纖維混凝土配比

在開始進(jìn)行施工之前，為了工程質(zhì)量能夠得到保證，混凝土的各項(xiàng)材料配比研究是必不可少的，需要做的是與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況相結(jié)合，將一定配比的鋼纖維摻料加入混凝土當(dāng)中，值得注意的是設(shè)計(jì)摻料的配比時(shí)要將鋼纖維和混凝土兩者的強(qiáng)度結(jié)合起來進(jìn)行考慮，不能相差過大，并要保證其抗拉強(qiáng)度在500 MPa以上。設(shè)計(jì)過程中還需要保證和控制的是鋼纖維最小和最大直徑的比值這一指標(biāo)，以及保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)符合規(guī)范要求。長(zhǎng)徑值控制在50～80之間，最小直徑應(yīng)不小于0.4 mm，且不超過0.7 mm為宜，橋梁工程中這一取值通常是0.55 mm。

2 鋼纖維混凝土澆筑

確定鋼纖維混凝土配比之后，接下來要進(jìn)行的就是澆筑工作。每次澆筑的距離需要保證在15 cm～20 cm左右時(shí)澆筑工作才能順利有效的進(jìn)行，同時(shí)澆筑過程一定要連續(xù)不間斷，防止?jié)仓袛嗟默F(xiàn)象發(fā)生，這樣才能避免澆筑接頭太過明顯，使得澆筑的效果較為理想。

3 鋼纖維混凝土振搗

使用平板振搗器振搗鋼纖維混凝土可以使得振搗的效果更加的顯著，使得鋼纖維混凝土的內(nèi)部材料分布更加的均勻，但是要注意的是防止出現(xiàn)振搗過度以及部分位置振搗不充分的情況出現(xiàn)。當(dāng)銅鼓振動(dòng)棒用于振動(dòng)鋼纖維混凝土?xí)r，混凝土中的鋼纖維通常以條帶束的形式排列，這使得混凝土內(nèi)部材料的分布非常均勻。而且邊角位置的密實(shí)程度也會(huì)更好。這樣的情況下，材料的收縮和溫度應(yīng)力可以最大化，它可以有效地防止裂縫和其他損壞現(xiàn)象的發(fā)生。振動(dòng)完成后的混凝土需要平整，振動(dòng)后露出的鋼筋被壓入混凝土內(nèi)部，使其外觀更美觀。

4 鋼纖維混凝土的攪拌技術(shù)

鋼纖維混凝土需要在施工前進(jìn)行攪拌。攪拌時(shí)鋼纖維首先進(jìn)入分散機(jī)然后進(jìn)入混合器。要把握好分散機(jī)的功率和其工作性能。送料的過程采取分級(jí)投料的方式來進(jìn)行，投入材料的順序是砂，鋼纖維，碎石和水泥。全部材料投入完成后首先對(duì)材料進(jìn)行攪拌，時(shí)長(zhǎng)大約1 min，之后加入水以及外加劑進(jìn)行濕拌，時(shí)長(zhǎng)為2 min左右。一般是使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)來完成攪拌工作。除了控制鋼纖維的用量之外，還需要注意的是對(duì)摻入鋼纖維的混凝土坍落度以及攪拌的時(shí)間進(jìn)行有效的控制，這樣才能使得不同的材料之間得到最大程度的接觸和相互配合，從而促進(jìn)和提升攪拌質(zhì)量，進(jìn)一步防止混凝土內(nèi)部材料結(jié)團(tuán)。

5 鋼纖維混凝土成型

鋼纖維混凝土的成型是施工過程中非常重要的過程。對(duì)施工效果有著非常重要的影響，因此在施工時(shí)這一項(xiàng)工作要引起格外的重視。由于鋼纖維混凝土中的水含量較高，粗骨料相對(duì)其他混凝土更細(xì)，從而使得鋼纖維的分布并不均勻。為了應(yīng)對(duì)這一問題，科學(xué)的提升施工的水平和質(zhì)量，鋼纖維混凝土的施工工藝一般選擇的是真空吸水這種方式。保證效果足夠明顯，施工結(jié)束后鋼纖維混凝土表面需要進(jìn)行必要的涂抹處理，以防止鋼纖維泄漏現(xiàn)象。如果脫模后發(fā)生鋼纖維泄漏，則需要及時(shí)處理從而保證施工的順利進(jìn)行。

6 鋼纖維混凝土接縫

接縫技術(shù)也是鋼纖維混凝土的施工過程中需要重點(diǎn)去關(guān)注的一個(gè)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量的好壞對(duì)混凝土的質(zhì)量有著直接的影響，因此不容忽視。在施工階段，施工人員必須首先嚴(yán)格按照施工規(guī)范的要求進(jìn)行施工。同時(shí)，由于鋼纖維混凝土具有很強(qiáng)的抗裂性和抗收縮性，如果施工現(xiàn)場(chǎng)可以密封，混凝土攤鋪機(jī)可以調(diào)整整個(gè)寬度，避免設(shè)置縱縫。鋼纖維混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1/2后，可以切斷膨脹節(jié)，確保施工過程也能達(dá)到預(yù)期的要求。

7 橋面鋪裝施工

如果橋面施工中鋼纖維混凝土的使用僅為普通混凝土的50%～60%，則相對(duì)于全部是普通混凝土的情況，橋體的重量將減小。并且會(huì)很大程度降低施工成本，更為重要的是鋼纖維混凝土的使用能夠使得橋體的耐久性，抗裂性以及穩(wěn)定性能得到有效的提升。鋼纖維混凝土施工的設(shè)計(jì)高度一般是兩層或者三層，兩層的情況下結(jié)構(gòu)頂層使用鋼纖維混凝土澆筑，而底層一般是使用常規(guī)的混凝土，這樣施工一方面使施工的工序和過程較為簡(jiǎn)單便捷，另一個(gè)方面是能夠?qū)こ痰馁|(zhì)量有很大的提升。同時(shí)施工的過程中還存在著三層的結(jié)構(gòu)，不同于兩層結(jié)構(gòu)的是這種結(jié)構(gòu)的上首層和頂層使用的都是鋼纖維混凝土，而中間層使用的是普通的混凝土材料來澆筑。施工進(jìn)行過程中，一般方法較為繁雜，因此會(huì)為施工技術(shù)人員帶來很多的不便，因此這種結(jié)構(gòu)在進(jìn)行施工時(shí)使用較為先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備是非常必要的，同時(shí)施工工藝嚴(yán)格按照相關(guān)流程和規(guī)范來進(jìn)行，這樣才能最大程度上保證施工質(zhì)量，如圖1所示即為鋼纖維混凝土在橋梁工程施工中的應(yīng)用示意圖。

8 橋梁加固處理

采用鋼纖維混凝土材料的橋梁工程施工的質(zhì)量如果想要得到保證，則需要采取一定的加固措施來對(duì)橋身進(jìn)行加固。因?yàn)檐囕v在橋面上行走會(huì)形成過載，從而會(huì)對(duì)橋身造成一定程度的影響，導(dǎo)致橋梁的橋墩部分出現(xiàn)裂縫或者表皮脫落的現(xiàn)象。因此鋼纖維混凝土可采用噴射機(jī)來噴射，這樣可以有效的解決這一問題，并保證在噴射的過程中混凝土厚度保持在5 mm～20 mm這一范圍之內(nèi)，通過這種形式的施工可以使整體的結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)固，使橋體各個(gè)部位形成一個(gè)不可分割的整體，提升橋梁的抗震性能和穩(wěn)定性。另外，為了在一定程度上提高橋梁的抗裂性，硫鋁酸鹽塊可用于加速水泥的硬化過程。同時(shí)，S型促凝劑可用于增加新舊混凝土之間的連接并提高結(jié)構(gòu)的整體性能。此外，還可以通過鑿錨處理來提升抗裂性。

除此之外，還需要對(duì)橋梁的上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，加固所用材料一般是鋼纖維混凝土，需要加固的是結(jié)構(gòu)中的主要受力部位，加固時(shí)需要考慮到結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)來防止結(jié)構(gòu)發(fā)生過大變形，保證結(jié)構(gòu)的使用年限能夠達(dá)到一百年的標(biāo)準(zhǔn)以便能夠在安全性和耐久性上提供足夠的保障。橋梁施工中運(yùn)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)，可以在很大的程度上使得工程的實(shí)體質(zhì)量得到有效的保證，同時(shí)能夠有效的減少施工成本，能夠減少下部結(jié)構(gòu)橋墩的個(gè)數(shù)從而降低施工費(fèi)用，是一項(xiàng)非常值得推廣的施工技術(shù)。