钢纤维混凝土施工技术在桥梁工程中的应用论文_陈艺娜

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摘要:钢纤维混凝土技术目前已经广泛地是用在了桥梁的施工当中,为了更好的使用这项技术,就需要了解材料的属性,结合实际需要提升应用效果。

关键词:钢纤维;钢筋铺设;配比

前言

传统道路桥梁应用材料大都是钢筋混凝土,而这种材料 存在着不可降解性,并且还会污染环境,极易出现裂缝等问 题。而钢纤维则是一种新型的施工材料,其不仅制作简单、造价低廉,同时将强度和稳定性都非常高,而将其合理地应 用在道路桥梁施工中能够很好地提升其荷载能力和抗压能 力。同时钢纤维混凝土质量较轻,所以可以极大地减小施工 难度,提升施工效率。

1 工程概况

某桥梁工程全线采用双向六车道标准设计,设计 荷载为汽车超 20 级,挂车 120 级,可以满足万吨集 装箱货轮和船队通航所需,该桥梁工程为大跨径斜拉 桥,主桥两个墩柱基础分别采用 52 根直径 2.5 m 灌 注桩。工程所在区域为典型的亚热带湿润季风气候,不良气候状况频发。区域内基岩埋深达 200 m,覆盖 层较厚,土性软弱,河床受水流冲刷严重,水文条件 复杂。为保证桥梁施工质量,延长使用寿命,决定采 用钢纤维混凝土施工技术进行桥面铺装施工。

2 桥梁施工中钢纤维混凝土施工技术的应用

2.1钢纤维和钢纤维混凝土的性能

2.1.1 钢纤维的性能分析

钢纤维具更高的弹性模量和抗拉能力,而且金属的可塑性 和延展性,实际应用中也可以根据需要来改变钢纤维的形状,让钢纤维能够和水泥更好地结合,提高钢纤维混凝土的质量。目前,钢纤维可以根据制造的方式分成四种,每种钢纤维都 有独自的特性,可以根据场景的需要来使用。首先是切断钢纤维,这种钢纤维的最大特点就在于抗拉强 度非常高,所以能够让钢纤维混凝土具有更强的抗拉性。但是,由于制造方法的原因,这种钢纤维和混凝土的粘结效果比较 差。所以,为了充分使用这种钢纤维的力学性能,会通过形 状的改变,来让钢和混凝土结合的更好。比如,可以在钢纤 维的表面增加刻痕,这样能够更好地粘结。利用废旧钢丝绳 的时候,就需要去掉表面的油斑,才能保证使用的正常。剪切钢纤维的厚度一般在0.2到0.5毫米,宽度为0.25到0.9 毫米,抗拉的强度在450到800MPa。钢纤维由冷轧钢板经过 剪切之后制成,在和水泥的粘结性上要比切断钢纤维更高。切削钢纤维使用厚钢板切割而成,切削之后,钢纤维能 够具备比原来钢板更高的强度。这种钢纤维具有很强的水泥 沙粘结性,因为削切的截面是三角形,让钢纤维能够很好地

和混凝土相粘结。熔抽钢纤维的制造方法有不同的处理方式,所以钢纤维 的含碳量、凝固方式会有很大不同,钢纤维的表面的结构也 会有很大变化,所以钢纤维的材料力学特性也会有很大的不 同。熔抽钢纤维并没有规则的表面,而且在处理过程中产生 了化学反应,表面会有一层氧化亚铁薄膜,所以和水泥的粘 结效果并不好。

2.1.2 钢纤维混凝土的性能

将更纤维加入到普通的混凝土中,搅拌均匀,保证钢纤 维乱向分布,再经过混凝土凝固樱花,钢纤维混凝土就完成 制作。和其他的混凝土材料相比,钢纤维混凝土在强度质量 比上变得更高,而且抗拉、抗弯和抗压强度都有了很大的提高。将钢纤维加入到混凝土中,能够让混凝土的极限抗拉强度明 显提升,单轴抗拉强度和抗弯极限强度也会有明显提升,混 凝土将会获得更加良好的冲击性。混凝土的弹性模量不会因 为钢纤维的加入而改变,但是通过加入钢纤维能混凝土整体 的弹性模量能够获得明显的提升,让混凝土更加抗拉。钢纤 维的加入还能够改善混凝土的长期收缩变形,避免混凝土在 长期使用之后出现收缩率过大的问题,通过提升混凝土的任 性,让混凝土不容易出现裂痕,并且能够更加抗疲劳,提高 混凝土的抗剪性,提高混凝土的耐磨性。

2.2 钢纤维混凝土的设计

结合桥梁工程实际进行钢纤维混凝土配合比设 计,保持钢纤维材料强度与基材的适应性,抗拉强度 ≥500 MPa,且应重点考虑钢纤维直径最小值与长径 比,本工程钢纤维直径应≥0.55 mm,长径比在 50 ~ 80。在浇筑场地进行钢纤维的掺量的取样检验,每组 工作班检验次数至少两次,每次取样样品至少三组,应先将钢纤维洗出,待晒干后称重,单位钢纤维取样 含量偏差应在配比掺量的 20% 以内。

2.3 钢纤维混凝土施工技术

2.3.1 工艺流程及施工准备

如下图 所示

2.3.2 钢筋铺设及模板安装

依据设计图纸进行施工现场钢筋的定位,并加以 标记,于钢筋交汇位置按照一定间隔打孔,同时嵌入 相应长度的钢筋,钢筋上支长度必须符合桥面铺装层 标高的设计范围。待钢筋位置标记好之后便可进行钢 筋铺设和顺次绑扎,对于支架钢筋的特殊位置,应先 绑扎钢筋网和支架钢筋,绑扎与固定的同时必须保证 钢筋网和桥面板表面间距的一致性。钢筋网绑扎结束后,采用专用钢模进行预支,并 按照设计要求确定钢模板位置与标高,在架设钢模板 的过程中务必确保支架牢固、钢架及接头的稳定,并 在钢模板内侧喷涂一层隔离剂以防止模板和梁顶连接 部位漏浆。

2.3.3 钢纤维混凝土制备

本工程混凝土面层提浆施工采用三轴混凝土提浆 整平机,能有效确保桥面平整、均匀与密实,施工效 果良好。钢纤维混凝土铺筑成型环节对于其施工质量 也十分重要,钢纤维混凝土往往具有较大含沙量,粗 细骨料和纤维分布也并不规则,所以应当采用真空吸 水的施工方式,铺筑成型后,为保证面层施工质量,应进一步进行混凝土表面抹平处理,避免钢纤维外 露。拆除模板后,一旦存在钢纤维外露现象,必须及 时处理,保证施工效果。桥面面层混凝土结构还必须进行刻槽处理,而且 刻槽质量与混凝土面层阻力系数、抗滑性能直接相 关,刻槽施工过程中,首先结合工程实际情况确定刻 槽宽度与间距,通常情况下,桥面面层刻槽宽度在 3 mm ~ 5 mm,刻槽深度 在 5 mm ~ 6 mm,间 距 在 20 mm ~ 30 mm。根据本桥梁工程行车舒适性和刻槽 使用寿命等要求,应采用窄槽,刻槽宽度为 2 mm ~ 4 mm,刻槽表面积比为 12% ~ 15%。

2.3.4 切缝处理与混凝土养护

桥梁工程桥面钢纤维混凝土铺装施工时,还应根 据设计要求设置横向伸缩缝,本工程从墩顶开始按照 间隔 30 m 的距离进行横向伸缩缝设置,并保证其与 两侧防撞栏缩缝的齐平。切缝过程中必须充分考虑钢 纤维混凝土凝结所需的气温和凝结时间,并以此为依 据确定切缝时间,本工程切缝深度应为 2 cm ~ 3 cm,同时选择优质的填缝材料。混凝土浇筑结束后及时进行混凝土的养护,本工 程采用常用的喷水养护和喷洒养护剂养护相结合的方 式,采用润湿的草袋铺设于钢纤维施工层表面,覆盖 时间不少于 7 d,且养护过程中对梁体和覆盖面进行 挡风、挡雨封闭处理,避免风雨和阳光直接接触,待 达到规范所规定的混凝土 28 d 养护强度后方可拆模,有效防止混凝土层面微裂缝和宏观裂缝等问题的出 现,保证工程质量。

3结语

总而言之,使用钢筋纤维混凝土技术,能够让桥梁具有更好 的力学性能,提高桥梁工程建设的质量,让工程有更长的寿命。实际使用当中,要根据需要选择合适的钢纤维类型,不断提升桥梁工程施工技术水平。

参考文献:

[1]武春云.解析钢纤维混凝土在桥梁工程中的应用[J].山西建筑,2017,43(35):176-177.

[2]刘首峰.钢纤维混凝土技术在公路桥梁施工中的应用[J].建筑技术开发,2018,45(13):80-81.

论文作者:陈艺娜

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/10/9

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