钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的应用论文_王旭

王旭

随县公路管理局 湖北省 441300

摘要:随着我国城市迅速发展,基础工程的数量迅速增加,道路桥梁施工数量增加,人们对桥梁工程的施工质量要求也逐渐提高,要求保证桥梁的安全性与稳定性。在当前的基础工程施工中,钢纤维混凝土技术由于其本身的优势,在桥梁施工中获得了广泛的应用。

关键词:桥梁施工;钢纤维混凝土技术;应用

引言

在桥梁施工中,建筑材料的使用发生了巨大改变。以往的桥梁施工几乎采用的都是钢筋混凝土,现在对建筑材料的选取有了新突破,由以往的钢筋混凝土逐渐转变为钢纤维混凝土。这种新材料避免了钢筋混凝土在桥梁建设中对环境的破坏,同时也降低了施工成本。钢纤维混凝土技术的应用,对桥梁承载能力的提高具有显著作用,能够有效避免桥梁主体裂缝的延伸,同时还延长了桥梁的使用寿命。

1关于钢纤维混凝土技术的认识

钢纤维混凝土技术的机理是通过在混凝土里混入钢纤维从而有效控制基体内外力作用而出现的裂缝扩展。当钢纤维混凝土在初期的受力过程中水泥基料与钢纤维共同承担外力,此时,主要的受力者是水泥基料,当水泥基料出现开裂后钢纤维就成为了主要受力者。在钢纤维混凝土的设计方面配合比主要以普通混凝土配合比为参照,再结合具体的施工条件和环境来通过实验进行配比。首先,在钢纤维品种的选择上要与基材强度相适应,抗拉强度需达到500Mpa以上,钢纤维含量在0.5%--1.95%之间,最小直径控制在0.5mm左右,最小不低于0.38mm,同时也不宜过长,其次钢纤维混凝土的砂率可以比普通混凝土稍高,主骨料的最大直径小于15mm,最后严格控制搅拌时间,通过外掺剂或减水剂来改善混合料。

2钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的使用要点

在桥梁施工中应用钢纤维混凝土施工技术,根据实际桥梁施工的情况不同,可以将其划分为浇注钢纤维混凝土施工、喷射钢纤维混凝土施工以及灌浆钢纤维混凝土施工等三种类型。为了保证工程的质量,在实际施工的过程中还需要对其具体的使用方法进行规范。

首先,在桥梁施工中应用钢纤维混凝土技术,施工时加入钢纤维的过程中往往容易出现纤维接团的问题,根据大量的实践数据可以得出,在搅拌时,分散机的功率保持在0.75~1.0kW,分散力控制在20~60kg/h,在该条件下,钢纤维的分散效果能够更好地满足桥梁工程的施工质量需求(见图1所示)。

图1 桥梁施工中应用钢纤维混凝土的劈裂抗拉实验

其次,还需要加强对钢纤维混凝土材料投入的时间与搅拌时间的控制与调整,从而能够有效避免钢纤维材料出现结团的可能。在一般的桥梁施工中应用钢纤维技术,通常会先加入干钢纤维材料进行搅拌,然后再加入湿钢纤维材料进行充分的搅拌,并根据砂、钢纤维、碎石、水泥的投入顺序将其投入混凝土结构中,这样可以有效地保证钢纤维混凝土结构的合理性,并保证其桥梁结构的性能。

此外,运输条件也会对桥梁施工中使用钢纤维混凝土技术产生一定的影响。在运输过程中,钢纤维混凝土材料的坍落度本身就会下降,其含水量在运送的过程中也会随着车程的变化发生变化。如果桥梁施工单位为了能够节省成本选择比较简单的运输方式,很容易对其坍落度与含水量产生不利的影响,这就需要施工单位尽量减短钢纤维混凝土材拌和场与施工场地之间的距离,节省运送的时间。另外,还应将钢纤维混凝土材料出料口放大,并使其含水量控制在比较合理的范围,为了保证其合理性,在施工中还要定时对材料的各项指标进行检测。

3钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用

3.1桥面设计铺装

钢纤维混凝土材料在桥面铺装中应用较多,在使用此种材料后桥梁自身刚度及抗折强度均明显提升,对以往铺装厚度较厚的问题进行合理解决,桥梁自身重量较轻,受力情况有所改善。除此之外,桥梁抗裂性、耐久性及强度等性能均有所提升,后期使用安全性较高,而且能够延长桥梁使用年限,提高了其社会效益。

3.2桩结构

为了有效控制施工成本,一般会将钢纤维混凝土技术应用至桩顶位置,在使用此种技术后桩结构穿透性、桩顶抗冲击能力及韧性均有所提升,同时锤击次数明显减少,在保证桩结构施工质量的同时能够对以往锤击施工中击穿桩顶的情况进行合理规避,进而为桥梁整体质量的提升奠定坚实的基础。

3.3桥梁墩台加固施工

在桥梁墩台加固施工中需要使用剪切钢纤维及切削钢纤维进行施工,在实际施工过程中需要严格控制喷射机喷射材料的厚度在5~16cm之间,在提升桥梁墩台抗震性能的同时能够减少因加固作用导致桥梁墩台或者桥面局部位置表层出现剥落的现象,进而保证桥梁施工质量。

3.4桥梁上部主梁的加固

为加固桥梁的上部主梁结构,采用钢纤维混凝土作为主梁加固应力集中区,有效减轻了主梁结构的自身重量,并防止结构发生变形,并且结构的受力性能得到有效的改善,使桥梁上部的整体结构满足该桥梁的使用要求。从施工的实际效果来看钢纤维混凝土的应用提升了桥梁的结构性能,减少了材料的使用量,大大提升了工程的经济效益。

4钢纤维混凝土的工艺流程

4.1搅拌机的选择

基于钢纤维的特点,在搅拌机的选用上,最好选用两个锥头反转式或者强制式的搅拌机,以便有效避免钢纤维掺入量多时搅拌机超负荷运转的情况。以此提高利用效率,使钢纤维的搅拌更彻底,与水泥均匀完美结合,使钢纤维混凝土的良好性能在桥梁施工中得到最大限度发挥。

4.2钢纤维振捣器的选择

为保证钢纤维混凝土具有良好的抗收缩性,在振捣器的选择上,应选用平面光滑无凹面的振捣器进行混凝土振捣。例如,在对钢纤维混凝土振捣中,某施工单位选择了一种凹形振捣器,在振捣过程中,施工人员发现钢纤维聚集在振捣器周围,无法对钢纤维每个面都进行捣碎。为确保对钢纤维混凝土实现全面振捣,施工单位改用平板振捣器振捣,纵向条状排列钢纤维,使其“面面俱到”。

4.3浇筑的技巧

为使钢纤维混凝土能连续完整排列,在浇筑钢纤维混凝土时,要注意避免浇筑接头突出,影响桥梁施工的质量。在进行钢纤维倒料时,需以15~20cm的标准进行倒料,使钢纤维混凝土具有整体性、连续性,从而对桥梁的加固起到重要作用。

4.4钢纤维混凝土的成形

为解决钢纤维混凝土砂率大、纤维分布凌乱等问题,需要选择适合钢纤维混凝土路面施工的机器。例如,桥梁施工中,选择特定的压纹机对钢纤维混凝土路面进行纹理压制。使整个路面光滑平整,避免出现纤维外漏、拉毛的现象,以免桥梁路面出现裂缝,影响桥梁表面美观和使用寿命。

4.5施工中的接缝处理

钢纤维混凝土有较好的抗裂性和收缩性。所以,在施工中,封闭的路段应使用摊铺机对整个封闭路面进行铺筑,不考虑纵缝的设置,做成整幅式的路面。在钢纤维达到50%的强度时,施工人员再对其进行切锯缩缝。

4.6钢纤维混凝土的运输

钢纤维混凝土在运输时常常会出现坍落值降低以及含气量降低的问题,所以,在钢纤维混凝土运输时,需要考虑距离的问题,尽量短距离运输,避免运输过程中持续振动造成钢纤维下沉,影响到混凝土与钢纤维的结合均匀度。为保证钢纤维混凝土的质量,有条件的施工单位可以采取泵送的方式对钢纤维混凝土进行输送。

4.7施工技术的选择

在桥梁施工中,施工人员应根据桥梁施工的实际情况,选择钢纤维混凝土技术,这关系到钢纤维混凝土中钢纤维的均匀分布,使其钢纤维能够在混凝土中充当强硬的骨架,促使其发挥主要作用,保障桥梁施工的顺利进行。

结束语

综上所述,钢纤维混凝土作为一种新型的复合材料,凭借其优良的性能和优势,被广泛应用于道路桥梁施工当中,取得了令人满意的施工效果。相关的施工单位可以根据施工的具体情况合理利用钢纤维混凝土技术,以便提升道路桥梁的施工质量和使用性能,从而为我国的公路桥梁施工技术提供有力技术支撑。

参考文献:

[1]刘军.钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的运用[J].低碳世界.2016(04)

[2]张丙昊.浅析钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].民营科技.2015(02)

[3]侯峰.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].海峡科技与产业.2016(09)

论文作者:王旭

论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期

论文发表时间:2018/9/30

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