公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

蘭林

摘 要：在橋梁建設(shè)工程施工中，鋼纖維混凝土技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)，為了全面了解這種混凝土技術(shù)，以混凝土技術(shù)為基礎(chǔ)，在探討該技術(shù)基本特性的基礎(chǔ)上，對該技術(shù)在公路橋梁建設(shè)過程中的應(yīng)用進行深入研究。

關(guān)鍵詞：公路橋梁施工;鋼纖維;混凝土技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：U445? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）06-0022-03

0 引言

近年來，在現(xiàn)階段公路工程的發(fā)展背景下，我國對公路橋梁施工類型的要求也在不斷提高。鋼纖維混凝土技術(shù)作為一種技術(shù)性的施工技術(shù)，正逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代公路橋梁的建設(shè)中，可顯著提高混凝土的強度和承載力，保證橋梁工程的穩(wěn)定性，而我國這項混凝土技術(shù)尚不成熟，還需對其進行優(yōu)化，需要有資質(zhì)的人員加強對原有理論的深入探索。

1 鋼纖維混凝土材料概述

1.1 鋼纖維混凝土材料性能

鋼纖維混凝土材料是新興的多相復合材料之一。通過在混凝土材料中加入短鋼纖維，可以避免出現(xiàn)微裂紋和宏觀裂紋，有效提高混凝土材料的彎曲、拉伸、沖擊和疲勞性能。其技術(shù)性能優(yōu)勢包括以下幾個方面：①更好的抗彎強度、抗拉強度、抗壓強度和抗沖擊性，且混凝土纖維材料中短鋼纖維分布不均。結(jié)果表明，這種混凝土與常規(guī)混凝土材料相比，其抗彎強度可提高50%～150%，抗拉強度和添加量也有所提高。在混凝土中添加鋼纖維，其整體的抗壓斷裂強度大大提高，使得混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強度明顯提高。②良好的抗裂性：混凝土的常規(guī)裂縫荷載為斷裂荷載，而斷裂荷載為鋼纖維混凝土在裂縫荷載作用下也可以存在。一般情況下，當鋼纖維混凝土體積增加時，其裂縫荷載、斷裂荷載和韌性就會增加，其強度仍可達到四百到八百兆帕。③這種混凝土還具有高彈性、抗凍性和耐磨性，可以更好地控制冷、熱應(yīng)力引起的公路橋梁裂縫，大大改善混凝土的收縮和變形行為，使材料本身的彈性模量增加[1]。

1.2 鋼纖維混凝土的分類

按照施工條件和方式，鋼纖維一般分為剪切鋼纖維、短切鋼纖維和溶抽鋼纖維。其中，短切鋼纖維的抗彎強度和抗拉強度最高，但整體性較差。剪切鋼纖維以薄鋼板為主要原料，厚度一般為0.3～0.6 mm，抗拉強度為700 MPa，且強度高、粘接性能好;溶抽鋼纖維主要由鋼水冷卻形成，彈性好，抗拉強度高。但在鋼水冷卻過程中，鋼水會與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，會在表面形成氧化膜，降低鋼與混凝土的纖維結(jié)合性能。在公路橋梁施工中使用這種混凝土材料時，配合比應(yīng)與結(jié)構(gòu)要求相匹配，合理選擇基材、強度等施工服務(wù)。混凝土材料的抗拉強度和承載能力必須不斷改進和優(yōu)化，以確保建筑質(zhì)量和成本效益。

2 傳統(tǒng)混凝土施工容易出現(xiàn)的問題

在傳統(tǒng)的混凝土施工中出現(xiàn)了許多問題，其中最常見的是公路和橋梁的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因主要受外界環(huán)境和施工因素的影響，以及混凝土本身的脹縮行為，由于外界溫度和公路交通量過大，就容易出現(xiàn)裂縫，嚴重影響公路和橋梁的正常使用。修建公路橋梁時，很容易發(fā)現(xiàn)公路橋梁表面出現(xiàn)蜂窩麻現(xiàn)象，因為混凝土本身的強度不夠，也影響公路橋梁的外觀，同時如果這種現(xiàn)象面積較大，那么公路橋梁結(jié)構(gòu)將不夠穩(wěn)固，且存在安全隱患，會對公路橋梁的正常使用和工作人員的安全造成一定影響。

3 鋼纖維混凝土的要求及配比

3.1 鋼纖維混凝土的施工要求

從公路橋梁建設(shè)的實際整合中可以看出，由于系統(tǒng)的快速發(fā)展，在澆筑混凝土或鋪裝時應(yīng)進行有效的質(zhì)量管控。更多時候，當水分蒸發(fā)較快時，施工人員可以采用噴灑施工技術(shù)來完善質(zhì)量管理體系。道路施工時應(yīng)選擇合適的防滑結(jié)構(gòu)，確保不干擾主體功能。鋼筋混凝土的尺寸也應(yīng)充分控制，保持6～10 m的高度，樓板的尺寸應(yīng)為寬8 m和長12 m。在實際過程中，如果鋼纖維成分較大，則應(yīng)在生產(chǎn)尺寸方面隨時間調(diào)整最大值，如果增量率較小，則應(yīng)確定最小值[2]。

3.2 鋼纖維混凝土的原料配比

水泥的選擇。一般而言，普通硅酸鹽水泥是用于公路和橋梁建設(shè)的主要材料。但是隨著科學技術(shù)的不斷進步，鋼纖維材料在公路、橋梁工程中得到了充分利用，可以提升整個工程的性能。此外，使用這種混凝土進行施工，可充分減少路面結(jié)構(gòu)的厚度，因為其實際性能優(yōu)于普通混凝土材料，能夠加強主要公路橋梁結(jié)構(gòu)的抗壓和耐磨強度，并滿W足日益增長的交通需求。

水和添加劑的選擇。在鋼纖維混凝土的生產(chǎn)過程中，責任工人要嚴格控制用水量，最常見的附加需求為130～180 kg/m，實際需要的水與水泥的比例數(shù)據(jù)為0.4～0.55。如果鋼纖維混凝土材料的質(zhì)量能夠與相關(guān)標準的要求同步，那么其他進行施工連接的從業(yè)人員還應(yīng)合理添加減水劑、早強劑等添加劑，以充分獲得鋼纖維材料的最佳性能。

鋼纖維混凝土施工技術(shù)的配合比。用鋼纖維制作混凝土時，需要根據(jù)實際情況確定配合比的各種參數(shù)。根據(jù)實際強度和施工參數(shù)，明確自適應(yīng)抗壓強度和拆除強度等參數(shù);確定水灰比時，可根據(jù)一定的城市建筑抗壓強度計算數(shù)據(jù)，一般應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，以保證對混凝土強度和水灰比進行詳細分析;在計算鋼纖維的實際體積比時，需要根據(jù)材料的抗彎強度等規(guī)定進行計算操作，這些參數(shù)在0.01～0.015之間進行校核;最后，單位體積加水量需要根據(jù)實際工況確定。

4 鋼纖維混凝土技術(shù)施工要點

4.1 建筑材料選擇要點

不同類型的鋼纖維混凝土適用于各種工程項目，且擁有自己的施工技術(shù)。因此，路橋施工企業(yè)在決定采用這種施工技術(shù)之前，應(yīng)慎重考慮施工現(xiàn)場的氣候。 然后，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，對原設(shè)計進行修改，符合實際要求。審慎地確定這種混凝土施工工藝。施工技術(shù)確定前，施工單位應(yīng)專注于遵守相關(guān)的技術(shù)要求，購買合適參數(shù)的施工設(shè)備，符合高質(zhì)量的施工標準，從而充分保證了鋼筋混凝土技術(shù)的成功應(yīng)用，使得公路橋梁的整個施工質(zhì)量得到了很好的控制。需要注意的是，施工企業(yè)必須遵守鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求，以保證公路橋梁的施工質(zhì)量[3]。最大限度地降低建筑材料成本。

4.2 材料的運輸要點

攪拌元件在鋼纖維混凝土的在設(shè)計過程中必不可少，其質(zhì)量直接取決于此具體應(yīng)用程序的性能。因此，施工人員在攪拌過程中應(yīng)嚴格遵守施工所需的建筑標準。由于鋼纖維混凝土本身就是一種混凝土，所以工人必須根據(jù)混合料中各種材料的科學配比進行調(diào)整。傳統(tǒng)的混凝土罐是運輸相關(guān)物品的最有效方式，為防止此類混凝土在運輸過程中變質(zhì)，操作人員應(yīng)注意以下兩點：第一，整個運輸過程中運行始終如一;第二，在加載過程中密切監(jiān)測這種材料的混合溫度，并對鋼纖維混凝土的流速進行高度控制。

5 施工技術(shù)以及流程

5.1 鋼纖維混凝土配比配置

深入檢查施工的現(xiàn)場工況，了解具體的對鋼纖維混凝土的要求 ，對不同材料的配合比進行嚴格控制。其中，材料的組成是根據(jù)基材的特點要求來控制的，要求符合工程設(shè)計的通用要求。通過鋼纖維混凝土施工，保證纖維尺寸合格。

5.2 施工步驟

嚴格執(zhí)行鋼纖維混凝土材料制造工藝以及技術(shù)標準的要求。精心設(shè)計鋼材，實現(xiàn)合理的材料和施工組合，保證鋼纖維混凝土材料的標準化和工程化生產(chǎn)。構(gòu)建材料圖例;做好切漿和公路的后續(xù)維護。

5.3 場地準備部分

為了選擇合適的建筑工地，首先要評估是否會影響橋梁的結(jié)構(gòu)，然后做好對場地缺陷的修復工作，檢查所有設(shè)備是否符合施工工程師的要求，并且鋼纖維混凝土材料的性質(zhì)和混凝土的施工過程也必須符合標準，應(yīng)根據(jù)不同項目的要求選擇最佳的施工方式[4]。

5.4 鋼筋施工

必須按照施工圖要求，確保棒料符合指定要求，并保證擰緊鋼接頭，使接頭更加牢固以及鋼棒接頭的合適布置，調(diào)整制造方法。在應(yīng)用過程中，提高鋼接頭的質(zhì)量和強度。其中，金屬網(wǎng)與橋梁設(shè)計的距離必須符合建筑標準，避免由于各種質(zhì)量問題而出現(xiàn)施工錯誤。需要注意的是，在安裝鋼筋時，為了保證接下來的工作能夠正常進行，應(yīng)嚴格檢查鋼筋的穩(wěn)定性。所需附件是用于固定鋼筋的連接件，其易于拆卸，如有必要，在焊接處理中使用高標準的焊接設(shè)備，以加強整體施工結(jié)構(gòu)的高效性和可靠性。

5.5 安裝模板

一旦鋼桁架緊固件的施工完成，就開始為施工選擇合適的鋼材形式。合理高效地進行鋼模板的組裝，確保控制臺與鋼框架的連接部分滿足正常操作的要求。如果存在砂漿泄漏問題，則應(yīng)考慮是否是夾具和梁頂部相交部分出現(xiàn)問題。工程開工前，應(yīng)噴脫模劑，以防滲漏。另外，在模板安裝施工過程中，為提高穩(wěn)定性，應(yīng)在模板的承重點處設(shè)置臨時支撐系統(tǒng)，以減少模板承載力造成的倒塌問題。

5.6 切縫處理

橋面鋪設(shè)鋼纖維混凝土時，必須根據(jù)當前工程情況，嚴格控制橫縫。工程一般建在橋墩上，固定間距為30 m。但需要注意的是，施工的水平縫應(yīng)與護欄平行。在實際應(yīng)用中，還應(yīng)綜合分析當前鋼纖維混凝土室外溫度、混凝土結(jié)構(gòu)硬化時間等因素。

5.7 鋼纖維混凝土的養(yǎng)護

待鋼纖維混凝土澆筑完成后，需根據(jù)工程實際情況進行精細化養(yǎng)護施工。在這種混凝土硬化時，最好采取能達到硬化標準的噴水硬化措施，也可以在表面噴灑硬化劑層，達到硬化標準。為確保施工硬化混凝土符合要求，應(yīng)時刻注意混凝土表面是否出現(xiàn)裂縫。此外，還應(yīng)對養(yǎng)護人員進行培訓，以客觀和實際情況為出發(fā)點，選擇最佳養(yǎng)護方式，提高結(jié)構(gòu)性能，延長橋面壽命。

6 鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁建設(shè)中的具體應(yīng)用

6.1 在橋面施工中的應(yīng)用

在橋面施工中采用鋼纖維混凝土技術(shù)，不僅可以改進該階段橋梁的整體施工，還可以防止裂縫的發(fā)生，延長橋梁的使用壽命。與當前情況相比，施工負責人應(yīng)分析工程實際需要，確保原材料質(zhì)量合格后方可進場以及施工，且材料的使用應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范。為保證鋼纖維混凝土施工中的公路橋梁工程質(zhì)量，應(yīng)保證這種混凝土材料不能外露。一旦出現(xiàn)暴露問題，施工人員必須找到合適的解決方案，從根本上保證橋面質(zhì)量[5]。

6.2 用于修復橋墩

采用鋼纖維混凝土技術(shù)在橋墩形式中，能夠降低橋墩的重量，防止公路橋梁施工過程中堵路的問題出現(xiàn)。從設(shè)計的角度來看，安裝鋼纖維的技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)規(guī)范條件選擇合適的金屬纖維工藝，來進行加固樁的工作，這樣就可提高橋墩強度，且具有一定的抗震動作用。 在進行樁基施工時，施工人員應(yīng)密切關(guān)注鋼纖維的損壞情況，意識到這種情況應(yīng)立即處理，以確保樁的均勻性和外部穩(wěn)定性，并保證整體樁基的強可靠性。

6.3 用于隧道和路堤的保護

通過分析公路橋梁建設(shè)過程可知，環(huán)境會直接影響到這項建設(shè)工程的穩(wěn)定性，如果工程環(huán)境惡劣，在工程建設(shè)過程中要保護好環(huán)境，確保工程質(zhì)量。使用鋼纖維混凝土技術(shù)保護隧道和路堤具有以下優(yōu)點：以通道的形式使用此功能時，允許在通道內(nèi)進行保護，避免外部的影響，確保通道類型符合尺寸。在具體的施工計劃內(nèi)，施工人員必須考慮到河道的具體情況，同時關(guān)注河道內(nèi)外的張力變化。按照規(guī)定的鋼纖維混凝土標準，計算混凝土的厚度，從而加強公路和橋梁的基本穩(wěn)定性[6]。

6.4 公路建設(shè)

為保證公路橋梁施工的整體可靠性，必須保證攤鋪過程的合理性，責任人員必須根據(jù)情況選擇單層或雙層施工方法。雙層施工是指在施工方案中，施工人員定期在公路中間使用傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)，在道路的上下臺階上鋪設(shè)鋼纖維混凝土，降低了施工成本，同時保持了公路的質(zhì)量，使得實際公路系統(tǒng)的穩(wěn)定性不斷提高，從而降低了道路出現(xiàn)裂縫的風險。在單層法施工后，開始將鋼纖維混凝土澆筑在混凝土頂上，下部始終采用常規(guī)混凝土，這就是采用兩層法的施工方式。

兩種施工方法的比較表明，單層方法的施工成本比兩層方法低得多，更適合在橋梁工程中使用。此外，在公路施工項目中，施工人員可以添加適當?shù)慕饘倥浼源_保路面的強力加固，加強公路橋梁的穩(wěn)定性。

6.5 調(diào)整路面

公路工程建成后，當通車時，在其他因素的影響下，公路會出現(xiàn)明顯的裂縫問題，而應(yīng)用鋼纖維混凝土是一個很好的解決方案，在公路施工中，這種混凝土可以修復有壓痕、裂縫的公路，提高路面穩(wěn)定性。在特定道路的施工過程中，施工人員必須根據(jù)具體情況選擇必要的材料，然后進行道路施工工作。鋼纖維混凝土的總量應(yīng)大于一定標準，以保證最佳的保溫效果，可有效防止固定結(jié)構(gòu)的受潮熱問題，影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量。當鋼纖維混凝土隨著時間的推移使用時，還可以提高涂層的抗凍性和導熱性，且效果明顯[7]。

6.6 遵循連續(xù)性原則

在公路橋梁施工過程中，應(yīng)避免出現(xiàn)嚴重的分離結(jié)構(gòu)，以確保施工過程以及結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。為了實現(xiàn)連續(xù)性的目標，員工必須嚴格遵守適用的規(guī)定來確定施工量，而不是將鋼纖維混凝土完全融入公路橋梁中。在橋頭設(shè)計時應(yīng)避免出現(xiàn)裂縫，并用平板振搗器振搖混凝土，以增加這種混凝土的密實度，進而提高公路的承載能力。鋪裝后，主體結(jié)構(gòu)的美觀性必須以篷布的形式進行加固和測試，合格后方可投入使用。

7 結(jié)語

在公路橋梁的施工中，有效應(yīng)用鋼纖維混凝土建筑技術(shù)，可以保證橋梁的使用年限，滿足安全性和平衡性要求。在規(guī)劃工程方案時，根據(jù)實際選擇合理的具體施工工藝，加強質(zhì)量控制和人員控制，更好地提升整體施工質(zhì)量，并為提高運營效率打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

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[6] 羅鋒，歐陽輝.公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)分析[J].運輸經(jīng)理世界，2021（1）：103-104.

[7] 唐汝亭.公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2019，42（11）：255+257.