韓付艷
【摘要】 混凝土在公路橋梁施工中的作用至關(guān)重要,尤其是混凝土施工過程的拌合、澆筑、養(yǎng)護(hù)方面的施工技術(shù),更需要嚴(yán)格控制,否則就不會生產(chǎn)出合格的道路橋梁結(jié)構(gòu)物。本文主要對道路橋梁混凝土施工技術(shù)進(jìn)行分析,以促進(jìn)混凝土施工技術(shù)在路橋施工中更好的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】 道路橋梁;混凝土;施工技術(shù)
引言
在道路橋梁工程的實際施工中,混凝土路面施工技術(shù)具有自身的一系列特點,它的運用也對工程的成敗具有十分重要的作用,混凝土路面施工技術(shù)要講究科學(xué)的施工方法,注意各方面不利因素對其造成的影響,只有做到科學(xué)施工,合理建設(shè),才能保證道路橋梁建設(shè)的質(zhì)量。
一、普通混凝土在施工中的問題
近些年,中國一直處于經(jīng)濟迅速發(fā)展期,各地都在大量興建公道路橋梁項目。在公道路橋梁梁的施工建設(shè)和運營過程中,因此裂縫病害使工程質(zhì)量受到影響的問題十分突出,甚至還有導(dǎo)致橋梁垮塌的事故發(fā)生。普通混凝土是有水泥、石子、砂石和水?dāng)嚢?,?jīng)硬化而成的人造材料。但水泥。碎石和砂礫材料的脆性較大,抗拉力十分有限。如果混凝土易熱脹冷縮,而且極易收縮,收縮就容易導(dǎo)致變形,如果變形收到約束,一旦應(yīng)力超過抗拉強度,就會產(chǎn)生溫度裂縫。普通混凝土的抗凍性相當(dāng)弱,在氣溫低于零攝氏度時,混凝土膨脹加大,強度就會降低,導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。二是抗侵蝕性差,抗侵蝕性指混凝土對水泥石的侵蝕的免疫力。
二、混凝土橋梁常見的問題及成分分析
溫度變化引起的裂縫。眾所周知,混凝土具有熱脹冷縮的特性。當(dāng)環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時,混凝土?xí)l(fā)生變形。引起混凝土溫度變化的主要因素有:年溫差,一年四季溫度不斷變化,由于變化相對緩慢,對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移產(chǎn)生;橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽暴曬后,溫度會大大高于其他部位,導(dǎo)致溫度梯度呈明顯的非線形分布,由于受到自身約束力的作用,導(dǎo)致局部的拉應(yīng)力較大,出現(xiàn)裂縫;有時候突降大雨、冷空氣侵襲、日落等樂意導(dǎo)致橋梁混凝土結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降,而內(nèi)部的溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度,由此造成應(yīng)力變化而出現(xiàn)裂縫。
收縮引起的裂縫。在大量的橋梁工程施工過程中,混凝土因收縮而引起的裂縫是最普遍的。在混凝土收縮的中類中,塑性收縮和縮水收縮是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因,另外還有自生收縮和炭化收縮兩種情形。塑性收縮?;炷翝仓┕ず蟮?~5h左右,此時水泥的水化反應(yīng)開始劇烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象,混凝土發(fā)生失水收縮,同時骨料因自重下沉,形成收縮。在構(gòu)件的豎向變截面處如T梁、箱梁的腹板與頂板、底板的交接處,因硬化前塵事的不均勻多會產(chǎn)生表面的順腹板方向的裂縫??s水收縮。混凝土結(jié)硬以后,隨著表層水分的不斷蒸發(fā),濕度逐步降低,導(dǎo)致混凝土的體積減小,稱為縮水收縮。由于混凝土表層的水分損失快,而內(nèi)部損失慢,因此產(chǎn)生表面收縮大。內(nèi)部的收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時,即會產(chǎn)生收縮裂縫。
三、鋼纖維和鋼纖維混凝土的性能分析
3.1 鋼纖維基本性能
鋼纖維按其制造方式分為切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、切削鋼纖維和熔抽鋼纖維四種。鋼纖維在混凝土中的主要作用,在于限制外力作用下基體中裂縫的擴展。在受荷初期,水泥基料與鋼纖維共同承受外力,而前者是外力的主要承受著:當(dāng)基料發(fā)生開裂后,橫跨裂縫的鋼纖維成為外力的主要承受者。若鋼纖維體積摻量超過某一臨界值,整個復(fù)合材料可繼續(xù)承受較高的荷載,并產(chǎn)生較大的變形,直到鋼纖維被拉斷或鋼纖維從基料中被拔出,以至復(fù)合材料破壞。鋼纖維混凝土是在普通混凝土中,均勻地亂向分布一定量的鋼纖維,經(jīng)硬化而得,與普通混凝土相比,有較高的抗拉、抗壓和抗彎的極限強度。在混凝土中摻入適量的鋼纖維,其極限抗壓強度可以提高,單軸抗拉極強度可提高40~50%,抗彎極限強度可提高50~150%,有良好的抗沖擊性能。鋼纖維混凝土在纖維摻量為0.8~2.0%時,其沖擊韌性指標(biāo)可提高50~100倍,甚至更高;鋼纖維對混凝土抗壓彈性模量影響不顯著,但對抗拉彈性模量提高較多,鋼纖維對混凝土長期收縮變形的影響也較明顯,鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10~30%。
3.2 道路橋梁施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
3.2.1 道路施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
由于鋼纖維混凝土路面具有減薄鋪裝厚度、縱縫不設(shè)或少設(shè)、橫向縮縫少、良好的耐磨性及凍融性等優(yōu)點,延長路面使用壽命,從而在路面工程中獲得廣泛應(yīng)用。界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。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)造是在全路面版厚的上層約為全厚40~60%鋪設(shè)鋼纖維混凝土。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,還可以采用鋼纖維一鋼絲網(wǎng)混凝土復(fù)合式路面。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。在多年凍土地區(qū)的用于抗凍在多年凍土地區(qū)選用鋼纖維混凝土路面以減少吸熱,并維持凍土熱平衡和提高抗凍性。
3.2.2 橋梁施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用
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,還可以增強橋梁抗拆強度,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。采用鋼纖維混凝土作為主拱圈或在應(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,推動其阿亮結(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。
3.2.3 采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道和邊坡防護(hù)加固
采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道是一種有效的技術(shù)措施。具有加強結(jié)構(gòu)整體性和防止隧道滲漏水的作用。在邊坡巖石節(jié)理裂痕發(fā)育的地質(zhì)不良地段,采用普通混凝土支護(hù)并用噴射鋼纖維混凝土加強或全截面采用噴射纖維混凝土支護(hù)加固。
3.3 鋼纖維混凝土道路橋梁工程質(zhì)量的優(yōu)劣,取決于道路橋梁工程的施工質(zhì)量,很大程度上依賴混凝土施工技術(shù)的質(zhì)量。所以,在鋼纖維混凝土的道路橋梁施工要求,而且還有格外重視鋼纖維給施工帶來的技術(shù)問題,一定要確保鋼纖維均勻分布在基體中。
結(jié)束語
道路橋梁混凝土施工技術(shù)雖然在我國已經(jīng)相當(dāng)成熟,但還是出現(xiàn)了許多問題,比如施工后對混凝土路面沒有及時養(yǎng)護(hù),導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫,影響交通運輸。所以在不斷探索路橋混凝土施工技術(shù)發(fā)展的道路時,還應(yīng)對其中出現(xiàn)的問題進(jìn)行仔細(xì)研究,以促進(jìn)混凝土施工技術(shù)在路橋施工中更好的應(yīng)用。
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