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        論鋼纖維混凝土在公路橋梁橋面鋪裝工程中的應(yīng)用

        2015-04-29 00:00:00馮廣躍周磊

        【摘 要】在我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下,科學(xué)技術(shù)得到了不斷的發(fā)展,人們的生活質(zhì)量水平得到了提高,從而促進了我國公路事業(yè)的發(fā)展。鋼纖維混凝土作為一種新型復(fù)合材料,所適應(yīng)的范圍極其廣泛,由于鋼纖維混凝土性能好、質(zhì)量較好,并且安全可靠,能夠提高混凝土的抗拉、彎拉強度和抗裂、抗沖擊、抗震、抗爆及韌性等項性能,這樣可以充分地提高公路橋梁的質(zhì)量,使公路橋梁的安全系數(shù)得到了有效的提高,促進了公路橋梁事業(yè)的發(fā)展。為了確保公路橋梁的質(zhì)量,本文將對鋼纖混凝土在公路橋梁橋面鋪裝工程中的應(yīng)用進行分析及探討。

        【關(guān)鍵詞】公路事業(yè);鋼纖混凝土;公路橋梁橋面鋪裝

        隨著我國公路建設(shè)工程的快速發(fā)展,公路橋梁施工項目也得到了提高,為了確保公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性,對公路橋梁施工中所使用的材料要求也越來越高。由于鋼纖維混凝土橋面結(jié)構(gòu)具有鋪裝厚度小、預(yù)留縫少、耐磨性及凍融性能好,這樣以來就可以提高公路橋梁結(jié)構(gòu)的使用年限,保證公路橋梁的安全性。所以,在橋面鋪裝工程中,鋼纖混凝土得到了廣泛的應(yīng)用。實施鋼纖維混凝土鋪裝橋面結(jié)構(gòu),不僅帶動了公路橋梁事業(yè)的發(fā)展,而且還促進我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。

        1.鋼纖維混凝土的性質(zhì)分析

        鋼纖維混凝土是一般的混凝土中分布著一定量的鋼纖維,再對其進行硬化處理而得到一種新型建筑材料。其相較一般的混凝土,性能更加優(yōu)越,首先其強度及重量比值有了較大的提升,抗拉性能、抗壓能力良好,且抗彎的極限強度較大??沽研阅芗翱蛊谛阅苊黠@提升,且抗剪性能良好。在溫度應(yīng)力作用下,混凝土也會出現(xiàn)一定的裂縫,鋼纖維混凝土可以防止該類裂縫的出現(xiàn),并具有較強的的抗凍性與耐磨性。但是,鋼纖維對混凝土抗壓彈性模量不會帶來較大的改變。

        2.路橋施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

        2.1道路施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

        2.1.1新建全截面鋼纖維混凝土路面

        全截面采用鋼纖維混凝土的路面厚度為普通混凝土路面厚度的50%~60%,鋼纖維摻量為0.8%~1.2%。雙車道路面一般不設(shè)縱縫,橫縫間距20~30m,最長可取50m。

        2.1.2新建復(fù)合式鋼纖維混凝土路面

        復(fù)合式路面可以做成雙層式或三層式。雙層式路面的構(gòu)造是在全路面板厚的上層約全厚40%~60%鋪設(shè)鋼纖維混凝土。三層式復(fù)合路面是上下兩層分別做成鋼纖維混凝土層, 中間夾普通混凝土層。結(jié)構(gòu)上比較合理,但施工復(fù)雜。根據(jù)經(jīng)驗,三層式復(fù)合路面宜在機械化鋪設(shè)條件較高的地區(qū)使用。此外,還可以采用鋼纖維-鋼絲網(wǎng)混凝土復(fù)合式路面。

        2.1.3碾壓鋼纖維混凝土路面

        將鋼纖維置于碾壓混凝土中, 從而使路面的強度和韌性增強,改善碾壓混凝土的力學(xué)性能。

        2.1.4鋼纖維混凝土罩面

        舊混凝土路面損壞采用鋼纖維混凝土鋪筑罩面層。鋼纖維混凝土罩面分結(jié)合式、直接式、分離式3 種結(jié)合。結(jié)合式罩面面層與舊混凝土相互粘結(jié)為一整體,共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結(jié),而是中間設(shè)置一個隔離層,各層獨立發(fā)揮作用。直接式是直接在舊水泥混凝土面層上加鋪鋼纖維混凝土罩面層。一般用于損壞較輕微的舊水泥混凝土路面。

        2.2橋梁施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

        2.2.1橋面鋪裝

        采用鋼纖維混凝土橋面鋪裝層不僅可以增強橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能,還可以增強橋梁抗折強度,增加橋梁本身剛度,減少鋪裝厚度,降低結(jié)構(gòu)自重,改善橋梁受力狀況。此外,采用鋼纖維混凝土和橡膠瀝青混凝土復(fù)合的雙層橋面也是一種有效措施。

        2.2.2橋梁上部承受荷載部位

        采用鋼纖維混凝土作為主拱圈(主梁)或在應(yīng)力集中區(qū)局部加強,改善結(jié)構(gòu)受力性能,有效控制結(jié)構(gòu)變形,減輕自重,推動橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化方向發(fā)展。結(jié)構(gòu)性能良好,造型美觀,而且可減少上部材料用量,使下部墩臺數(shù)量也相應(yīng)減少,從而降低造價,提高經(jīng)濟效益。通過修建鋼纖維混凝土橋梁降低梁高,滿足使用上的特殊要求。

        2.2.3橋梁墩臺等結(jié)構(gòu)局部加固

        對動載長期作用下造成的橋梁墩臺及橋面板裂縫或表層剝落病害,采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機噴射5~20cm鋼纖維混凝土以滿足結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性要求。一般鋼纖維類型采用剪切鋼纖維,摻量為1.0%;采用硫鋁酸鹽快硬水泥和TS 型速凝劑提高早期抗裂性能;對舊混凝土表面噴砂或鑿毛,增加新舊混凝土的整體性。

        2.2.4鋼筋混凝土樁加強

        采用鋼纖維混凝土對樁頂或樁尖局部增強, 樁的穿透力有較大提高,錘擊次數(shù)減少,大大提高打擊速度。一般在樁頂和樁尖部位采用鋼纖維混凝土,增強樁頂?shù)目箾_擊韌性,避免樁頂在打入設(shè)計深度以前出現(xiàn)破裂,并增加樁尖入土能力,提高打擊速度。樁身部分仍用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當然也可以全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土,但其經(jīng)濟效益會有所下降。所以,應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較決定。

        3.鋼纖維混凝土在公路橋梁施工中的應(yīng)用

        3.1鋼纖維混凝土在道路施工中的應(yīng)用

        由于鋼纖維混凝土路面由于具有抗溫度應(yīng)力能力強、橫向縮縫較小、縱縫設(shè)置不必過多、耐磨性與凍融性較高等優(yōu)越性,壽命一般都比普通路面較高,這樣可以保證工程質(zhì)量,施工單位普遍應(yīng)用鋼纖維混凝土鋪設(shè)道路。工程應(yīng)用中根據(jù)其工藝特點通??梢詫⑵浞譃槿N:第一種路面是在普通混凝土中依照1%的標準摻入鋼纖維,路面厚度較薄,一般只有普通混凝土路面的60%左右,路面的橫縫間距較大,通常是25米,最高可達50米,并且建設(shè)雙車道路面不必設(shè)置縱縫。第二種路面還可以根據(jù)混凝土的鋪設(shè)情況分為雙層式路面、三層式路面等種類。雙層式路面僅在全路面板厚的上層鋪設(shè)鋼纖維混凝土,占板厚的50%左右。三層式路面則是把全路面板厚分為三層,在上層與下層鋪設(shè)鋼纖維混凝土,中層鋪設(shè)普通混凝土,路面質(zhì)量相對較高,但是這種路面對施工的機械化條件較高。第三種路面是在碾壓混凝土摻入鋼纖維,這種混凝土兼具了兩種混凝土的優(yōu)良特性,強度高,韌性好。

        3.2鋼纖維混凝土在橋梁施工中的應(yīng)用

        工程應(yīng)用中一般可以分為兩類,分別是鋼纖維混凝土鋪設(shè)于橋面、鋼纖維混凝鋪裝于橋梁上部承載部位。前者是在橋面上鋪設(shè)鋼纖維混凝土,從而橋面的耐久性、抗裂性和舒適程度都得到顯著提升,同時不僅增強了橋梁的抗折強度與剛度,而且還減小了橋面的厚度,既節(jié)省了材料,還減輕了橋梁的自重,橋梁的受力狀況也得到了優(yōu)化。后者是在橋梁的承載部位鋪設(shè)鋼纖維混凝土,對于此部位的集中應(yīng)力有明顯的改善效果,有效提升了結(jié)構(gòu)的受力性能,從而改善了其變形狀況,減輕了其自重,使得橋梁向更有利的方向發(fā)展,提高了橋梁的質(zhì)量。同時,鋼纖維混凝土的應(yīng)用,使得橋梁在保證提升質(zhì)量與性能的基礎(chǔ)上,還減少了許多上部建設(shè)材料與下部冗余的橋墩數(shù)目,不僅節(jié)省了成本,還提高了橋梁的美觀性、實用性,從而為企業(yè)增加了經(jīng)濟效益和社會效益。

        4.結(jié)束語

        隨著我國公路橋梁事業(yè)的發(fā)展,鋼纖維混凝土技術(shù)被廣泛的應(yīng)用,不僅帶動了我國經(jīng)濟的發(fā)展,還提高了我國公路橋梁事業(yè)的發(fā)展。由于社會經(jīng)濟的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步,對公路橋梁工程建設(shè)的要求也在不斷地提高,為了使公路橋梁更好地適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展,就必須要提高施工人員自身的素質(zhì),還要提高鋼纖維混凝土的鋪裝技術(shù)。 [科]

        【參考文獻】

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