探析钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用

探析钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用

林州新

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摘要：当前，我国道路桥梁施工中多采用传统混凝土结构形式，但混凝土容易受到自身热胀冷缩性质的影响出现裂缝等问题。而钢纤维混凝土作为一种优质的复合型材料，可以弥补普通混凝土特性的不足。为了不影响道桥工程正常使用，减少施工中的风险因素，必须加强钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用，使该项技术的作用与价值得到最大发挥。

关键词：钢纤维混凝土技术；道路桥梁；施工应用

1工程概况

该项目位于汕头市西侧，北接汕昆高速公路，南接汕湛高速公路，跨越榕江水道，连接三屿围和牛田洋。主线高架双向六车道，地面辅道双向六车道，均采用一级公路结合城市道路技术标准，设计速度为主线100km/h，辅道60km/h。路线全长15.791km，其中桥梁全长14043.0m/10座，占比88.93%。全线设互通立交5处，管理中心、养护工区各一处。辅道全长12.008km，其中北岸辅道长9.73km，南岸辅道长2.278km，全线辅道设中桥38.48m/1座。跨榕江牛田洋段为本项目与汕头市轨道6号线合建段，合建段全长3180.2m。本标段从K0+700.000～K9+737.295。

2钢纤维混凝土技术在道桥施工中的具体应用

2.1钢纤维混凝土配合比复合组成

钢筋混凝土的配合比得出方式如下：把各项材料在基准混凝土配合比中的用量和各项相应用料在水泥钢纤维胶合料浆液中的比例进行用量复合。虽然这两部分是复合完成，但仍需要在验配方时对含砂率进行观察。在工作性和易合性保持的状态下，需要再增加5%左右的砂率，这样做主要是考虑由纤维型和颗粒型组成的钢纤维混凝土，所以为了保持其工作性和易合性需要在其表面积增加一定量的胶合料浆液和一定量的水泥砂浆达到润滑的效果。

路基下沉的原因是桥头在桥台和路基连接处韧性差别大。设计时要求抗压能力是6500Pa左右，水泥用量是400kg/m左右，钢纤维混凝土强度控制在38MPa左右，粘稠度控制40ram左右。钢纤维的形状、直径、长短都可能影响其性能，这也是选择钢纤维时需要考虑的因素。如果选择的钢纤维太长会降低工作效率，太短则发挥不了作用；等效直径太大会降低效率，太小搅拌过程中则容易折断。因此，选择钢纤维时若各项参数都是最佳结果，就会得到想要的效果。最后选用杭州杭化纤维有限公司生产的钢纤维进行桥梁施工，其抗压能力为380MPa，直径0.6mm，长度28mm。选用的是传统的硅盐酸水泥，选用按照国家标准GB159679检验过的粉煤灰掺入作为活性剂；对于细骨料砂的选择，除了需要满足JGJ52-92普通混凝土用砂质量之外还需要不含氯盐成分，细度要求控制在2.3～3，所以选择使用福建青口的淡水河砂，其无氯盐、无贝壳，密度为2680kg/㎡，细度模数为3，属于中砂。

2.2钢纤维制作

在道路桥梁施工中优化钢纤维制作设计是工程项目建设的基础性工作，结合钢纤维制作原理及与以往操作经验来看，其制作方式包括钢丝切断法和冷拔法，若采用钢丝切断法制作钢纤维，就不得不考虑对冲床与切刀的依赖性，可以使用旋转刀具来提升切割效率。这种方法常见于钢纤维制作中，但也存在一定的弊端，会对钢丝原材料产生严重的耗损，从而增加施工成本，尤其在规模较大的工程项目施工中，因该制作法的适用性较差，很难保障工程施工进度和建设效益。而采用冷拔法制作钢纤维，可以增强其表面的光滑程度，提高自身的黏结强度，因此，多数情况下，技术人员会选择钢丝切断法与冷拔法相结合的方式制作钢纤维，以0.4～0.8mm直径的冷拔钢丝为例，可以运用切断法按照固定的长度进行切割，并加入混凝土材料，提升钢纤维的抗拉强度，使其达到1000～2000MPa,有效弥补传统混凝土特性的不足。

2.3钢纤维堆叠浇筑

完成对钢纤维混凝土双向振捣处理后，结合施工的需求和标准，采用堆叠处理的方式，进行钢纤维的浇筑。堆叠处理需要进行堆叠承压结构的搭接，稳定建设基础之后，确保整体的建筑施工质量。确定混凝土与沥青的综合配比，严格控制定向的搅拌时间，采用堆叠注浆施工的方式，固定桥梁的承压底柱。在实际处理过程中，可以利用钢纤维混凝土技术，进行分层浇筑处理。

对该公路桥梁分层浇筑处理与连通。需要注意的是，必须先完成底层截面与缝隙的浇筑，将选取的钢纤维混凝土分别涂在上层，确保最终的浇筑质量。过程中需要利用堆叠钢纤维混凝土技术，设定桥梁的过渡区域，并计算出堆叠离析间距，如式1所示：

（1）

式（1）中：B为堆叠离析间距；c为凝固时间；x为浇筑距离；γ为过渡区域；ℜ为浇筑距离。通过上述计算，最终可以得出实际堆叠离析间距。结合钢纤维混凝土技术，在不同的浇筑层级之中，设定对应的浇筑目标，并严格控制浇筑时间，完成堆叠处理。

2.4钢纤维混凝土振捣

在钢纤维混凝土浇筑结束后，需选用平板振捣器进行振捣。这是一个非常重要的工序，可以有效地让混合料分布均匀，保证边角也有料，防止裂缝生成，同时提高工作效率。振捣需要选用合适的力度，振捣结束之后还需要对混凝土进行抹平。为保证桥梁外观美观，在有纤维裸露时一定要将其按压在水泥里。

2.5桥墩及桩结构加固

从某种层面来分析，道路桥梁工程与普通道路工程有所差别，桥梁工程属于悬空工程，自然也就对结构的稳定性和承重性有着更高的要求，要想保证道路桥梁施工质量，往往少不了对桥梁结构进行加固处理。钢纤维混凝土具有操作简单、施工便捷等优势，将其应用于道路桥梁工程施工建设中，可以避免许多问题的发生，如在桥墩及桩结构加固中应用钢纤维混凝土，还能有效减轻桥墩重量，以免道路桥梁施工中出现结构脱落的现象。一方面，在桥梁结构加固中应用钢纤维混凝土技术，可以在一定程度上提升加固的有效性。比如，项目金凤西互通立交支线工程长为256m,宽为32m,且为双向4车道，根据桥梁墩台结构分析，可以采用钢纤维混凝土技术，增强加固效果。技术人员使用转子II型喷射机喷射20cm的钢纤维混凝土，使之满足道桥施工需求，也能提升桥梁工程的抗震性和稳定性。另一方面，在桥梁桩结构中应用钢纤维混凝土技术，有效提高桩的穿透性，也能减少桩的锤击次数，既保障了道桥工程施工质量，也提升了施工的效率。在实践操作中，由于道桥工程建设难度大，对于施工工艺技术的要求也比较高，相关技术人员在着手施工作业前，结合工况进行分析，在桩结构加固方面，应尽量选择在桩尖和桩顶部位使用钢纤维混凝土，增强桩顶的冲击韧性和桩尖的入土能力，充分发挥出钢纤维混凝土的应用作用。与此同时，在工程施工及局部加固完成后，做好混凝土表面的保养工作，根据钢纤维混凝土的特性，需要将其表面养护时间控制在7d以上，可以使用湿润的草袋进行铺设覆盖，以免受到雨水冲刷或者阳光暴晒的影响，并在28d后进行拆模处理，使道桥工程施工质量得到加强。

结论

钢纤维混凝土与普通混凝土有所不同，其强度高、抗裂性好且抗外界冲击能力强，将钢纤维混凝土技术应用于道桥工程施工建设中，可以使道桥工程的安全性和稳定性得到保证。所以，在施工中更应遵照规范技术方法，注重该技术在混凝土路面施工、桥面铺装、隧道和边坡防护以及桥墩和桩结构加固中的合理应用，提高道桥工程施工质量，为城市交通发展提供支撑。

参考文献：

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