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        橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

        2017-03-02 02:26:50彭玉嫻
        黑龍江交通科技 2017年11期
        關(guān)鍵詞:投料鋼纖維橋梁工程

        彭玉嫻,曾 紅

        (江西省公路橋梁工程有限公司,江西 南昌 330009)

        橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

        彭玉嫻,曾 紅

        (江西省公路橋梁工程有限公司,江西 南昌 330009)

        簡(jiǎn)單介紹了鋼纖維混凝土的性能與在橋梁工程中的應(yīng)用,提出部分在施工過(guò)程中的注意事項(xiàng),為相關(guān)工程提供借鑒作用。

        橋梁;鋼纖維混凝土;施工工藝;復(fù)合材料

        1 鋼纖維混凝土性能及其影響因素

        鋼纖維混凝土是將一定量的鋼纖維均勻亂向地?fù)诫s在素混凝土中,經(jīng)與混凝土的粘結(jié)、硬化后形成的。因此鋼纖維混凝土的性能與鋼纖維的品種、鋼纖維含量等因素有關(guān)。鋼纖維根據(jù)材質(zhì)大致可分為碳鋼與不銹鋼兩種,不銹鋼纖維具有強(qiáng)度大、粘結(jié)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但成本較高,影響鋼纖維混凝土性能的主要因素之一就是鋼纖維與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。其次,鋼纖維的含量對(duì)鋼纖維混凝土性能的影響也較大,由于鋼纖維的存在,使得混凝土的抗拉強(qiáng)度與抗沖擊強(qiáng)度得到大大提高,研究發(fā)現(xiàn),如果鋼纖維含量能夠達(dá)到1.4%左右,其抗沖擊性能能夠提升100%以上。由于鋼纖維的存在,使得混凝土的抗彎能力提高一倍左右,可以很好的解決因溫度應(yīng)力導(dǎo)致的路面開(kāi)裂等問(wèn)題,而且其抗剪性、抗凍性和耐磨性也得到較大提高。

        鋼纖維混凝土的配比對(duì)其性能也有較大影響,在鋼纖維混凝土配比設(shè)計(jì)中,可參考普通混凝土中各材質(zhì)的配比,其中混凝土的含量要超過(guò)400 kg/m3,各粒徑的碎石量含量可參考相應(yīng)規(guī)范,而且鋼纖維的強(qiáng)度應(yīng)大于500 MPa,長(zhǎng)度在0.45~0.70 mm范圍內(nèi),直徑在0.53 mm左右,不可低于0.38 mm,鋼纖維含量約在0.45%~1.97%之間,具體含量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)具體受力與使用年限,進(jìn)行綜合分析比選,力求設(shè)計(jì)在保證安全的前提下,得到最大經(jīng)濟(jì)效益。

        2 鋼纖維混凝土的應(yīng)用

        2.1 橋梁路面的鋪設(shè)

        作為橋梁路面,其在使用過(guò)程中需要保證耐磨性能優(yōu)良,路面不易出現(xiàn)裂縫,鋼纖維混凝土憑借其良好的耐磨性與抗拉性,在橋梁路面施工中得到較為普遍的采用。

        2.2 橋梁墩臺(tái)的局部加強(qiáng)

        橋梁的墩臺(tái)結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的車(chē)輛荷載作用下容易出現(xiàn)裂縫,甚至出現(xiàn)表皮剝落的情況。為此,可將鋼纖維混凝土噴射在橋臺(tái)墩柱表面,形成一層保護(hù)層,其厚度一般在10 cm左右,這不僅可以提高墩柱的穩(wěn)固性與抗震性,還可有效解決混凝土開(kāi)裂與剝皮現(xiàn)象。但為了保證新噴射鋼纖維混凝土與原混凝土的緊密貼合,提高結(jié)構(gòu)的整體性,需要在原混凝土墩柱表面進(jìn)行鑿毛或者噴砂施工。除此之外,為防止結(jié)構(gòu)的局部開(kāi)裂,可采用添加TS型速凝劑或采用噴射鋁酸鹽類(lèi)快速硬化水泥。

        2.3 橋梁鋼筋混凝土樁的加固

        預(yù)制鋼筋混凝土樁在錘擊作用下達(dá)到預(yù)定深度前,樁頂承受較大的沖擊荷載,容易出現(xiàn)沖擊破裂現(xiàn)象,如果在樁頂部位采用鋼纖維混凝土局部強(qiáng)化其抗沖擊能力,增加其韌性,可有效防止沖擊破裂的產(chǎn)生。除此之外,對(duì)樁尖位置進(jìn)行局部強(qiáng)化,提高其耐磨性,可有效增大其穿透力和入土能力,減少錘擊次數(shù),降低成本。對(duì)鋼筋混凝土樁進(jìn)行局部強(qiáng)化,沒(méi)必要全部采用鋼纖維混凝土,在滿(mǎn)足受力條件下,樁身可采用成本較低的普通混凝土。

        2.4 橋梁關(guān)鍵結(jié)構(gòu)強(qiáng)化

        在橋梁工程中由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),存在拉應(yīng)力區(qū)與應(yīng)力集中區(qū),橋梁這些部位容易產(chǎn)生破壞影響結(jié)構(gòu)的整體使用年限,可通過(guò)數(shù)值模擬,分析橋梁結(jié)構(gòu)受力,在應(yīng)力集中區(qū)與拉應(yīng)力區(qū)采用鋼纖維混凝土,例如采用鋼纖維混凝土進(jìn)行局部強(qiáng)化,可有效控制結(jié)構(gòu)變形,改善結(jié)構(gòu)受力,增加結(jié)構(gòu)的整體耐久性。鋼纖維混凝土表面平整,耐磨性、耐久性強(qiáng),可使橋梁外表美觀,而且可大大減少橋梁上部結(jié)構(gòu)用料,減輕橋梁自身重量,在保證安全的前提下,還可增大橋墩之間距離,減少橋墩數(shù)量,大大提高了施工進(jìn)度,增加經(jīng)濟(jì)效益。

        3 橋梁工程中鋼纖維混凝土的施工要點(diǎn)

        3.1 鋼纖維混凝土的投料與攪拌

        為防止鋼纖維抱團(tuán)影響鋼纖維混凝土的均勻性,在制作鋼纖維混凝土?xí)r需要采用先干后濕逐次投料攪拌的施工工藝,為此必須嚴(yán)格把控投料的順序與投料時(shí)間,即先投放砂,然后投放鋼纖維,邊投放邊攪拌,然后投放碎石、水泥。如果投料順序與投料時(shí)間出現(xiàn)問(wèn)題,鋼纖維出現(xiàn)抱團(tuán)現(xiàn)象,將導(dǎo)致鋼纖維混凝土不均勻,質(zhì)量不達(dá)標(biāo),容易導(dǎo)致工程事故。

        3.2 鋼纖維的分散

        即使采用先干后濕逐次投料的施工工藝,如果鋼纖維一次性倒入還是對(duì)鋼纖維的均勻性不利,因此應(yīng)設(shè)置鋼纖維分散裝置,利用分散裝置將鋼纖維慢慢地、分批次的倒入攪拌機(jī)內(nèi),其速度需要嚴(yán)格把控,才能較好的實(shí)現(xiàn)鋼纖維均勻分散在混凝土內(nèi),根據(jù)已有研究表明,分散機(jī)的分散能力應(yīng)該在40 kg/min左右,分散裝置的功率約為0.75~1 kW。

        3.3 鋼纖維混凝土的澆筑與振搗

        為保證鋼纖維混凝土的連續(xù)性,澆筑必須連續(xù)進(jìn)行,而且每次倒料要相距17cm左右,這樣可以有效避免出現(xiàn)澆筑接頭。澆筑后需要及時(shí)進(jìn)行振搗,保證鋼纖維混凝土的均勻性,一般采用平板振搗器對(duì)混凝土進(jìn)行振搗。如果條件制約,只有振搗棒情況下,在倒料時(shí)要讓鋼纖維能夠按縱向條狀進(jìn)行排列,只有這樣才能使得邊角處混凝土密實(shí),進(jìn)而有利于提高鋼纖維混凝土的荷載傳遞,減小板狀結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力的影響。最后需要將裸露在外面的鋼纖維壓入混凝土中,并將混凝土表面抹平。

        3.4 混凝土的成型

        鋼纖維混凝土由于其骨料細(xì)、含沙量高、鋼纖維分布散亂的特點(diǎn),施工過(guò)程中經(jīng)常遇到鋼纖維裸露在外的情況。為此,一般采用真空吸水的施工方法進(jìn)行鋼纖維混凝土的路面施工,采用機(jī)械方法對(duì)鋼纖維混凝土表面進(jìn)行抹平。

        3.5 鋼纖維混凝土接縫與養(yǎng)護(hù)

        為保證鋼纖維混凝土抗裂性能,在施工過(guò)程中,要確保接縫不能產(chǎn)生,在條件允許的情況下,整體澆筑。在施工完成后需要進(jìn)行鋼纖維混凝土的養(yǎng)護(hù),維護(hù)時(shí)間不可少于一周,可采用覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)的方法。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        鋼纖維混凝土憑借其卓越的性能,大大提升路橋工程結(jié)構(gòu)的耐久性與抗拉性,在保證安全的前提下,大大加長(zhǎng)了工程的使用壽命,提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,提升安全儲(chǔ)備,降低工程成本。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,鋼纖維混凝土技術(shù)及其理論也得到較大發(fā)展,鋼纖維混凝土在橋梁工程中應(yīng)用也會(huì)進(jìn)一步發(fā)展,相信在不遠(yuǎn)的將來(lái),鋼纖維混凝土性能會(huì)得到更好提升,為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的長(zhǎng)足發(fā)展,貢獻(xiàn)著不可缺少的作用。

        [1] 張科. 鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化,2014,42(1):106-108.

        [2] 韋龍林. 淺談鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2014,12(120):363-365.

        [3] 張勇. 鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)業(yè),2016,15(366):94-95;

        U445

        C

        1008-3383(2017)11-0119-01

        2017-04-28

        彭玉嫻(1984-),女,湖南婁底人,工程師,研究方向:公路與橋梁。

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