道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨

道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨

赵宝毓 齐超博

黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司 黑龙江 哈尔滨150000

摘要：在目前的道路桥梁工程项目的设计和建设中，建设单位要认清钢纤维混凝土的优点，把握好其良好的施工工艺，确保工程建设的方便快捷，让工程的设计能够完全符合建设的要求。为提升道路桥梁的总体质量，保证道路桥梁的安全运营，本文详细剖析了钢纤维混凝土（SFRC）的特点和优点，探讨了其在道路桥梁建设中的运用，使其更好的发挥其在道路桥梁建设中的重要意义。

关键词：道路桥梁；应用；钢纤维；施工；混凝土技术

在城镇化快速发展的背景下，道路桥梁工程日益增多，对道路桥梁施工的质量要求也日益提高。为了提升道路桥梁的安全和稳定性能，有关行业科技人员在原始建造工艺的基础上，开展了钢纤维混凝土技术的研究，以确保道路桥梁的安全，为道路桥梁建设打下坚实的基础。

一、钢纤维混凝土概念

道路桥梁建成通车后，由于受到外界荷载的影响，一般的混凝土结构会产生很大的变形，使用钢纤维混凝土可以有效地防止钢筋混凝土结构的破坏，从而对今后道路桥梁的运营及养护产生较大的影响。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维而形成的一种新型多相复合材料，可显著改善其力学性能及塑性，从而改善道路桥梁的稳定及安全性能。通常，切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型钢纤维以及熔抽型钢纤维均可加入到混凝土中。用不同品种的钢材配制的混凝土，其强、硬性能亦有所差别。比如，用小直径的冷拔钢丝作为原料，将其截短后与混凝土进行粘结，可以显著地改善其抗拉强度。

二、钢纤维的具体种类

国内外钢纤维主要分为切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型和熔抽型钢纤维四种。这两种产品具有各自的特点，其差异主要表现在制造工艺上。切割后的钢纤维粘结良好，由铸锭和较厚的钢材制成，使钢材的硬度远高于其它材质。所用的钢材厚度都在0.5mm以下，所用材料主要是薄钢板、冷轧钢板，其拉伸强度和附着力都属于一般水准。切削用钢材抗张性能好，但粘结性能较差，难以与混凝土进行良好的配合。熔喷镀锌线弹性大、拉伸强度大，但因其使用温度较高，导致其表面存在一种氧化，因此粘结能力较低。

三、钢纤维和钢纤维混凝土性能

1.钢纤维性能分析

由于钢纤维具有较高的力学性能和较高的抗张性能，因此可以更好的适应外界的条件，降低断裂的几率。钢纤维具有高强、刚、韧等特点，掺入到混凝土中可改善其某些性质，改善其质量，可更好的适应工程要求。因其制造过程的不同，其碳含量和凝固形态也有很大差别。

根据不同的应用要求，将钢纤维分成切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型和熔抽型钢纤维。切断型钢纤维是由具有良好拉伸能力的低碳合金制成的，其拉伸强度可以达到1150-3000MP，其拉伸性能优于一般的钢筋混凝土。但是，切割后的SRC与钢筋之间的界面结合能力很差。为了增强两者之间的粘附性，可以通过对切割钢纤维的形貌进行调整，例如清洗、清除油脂和其它物质、在钢材表面增加刻痕等措施来增强两者之间的结合力，从而实现对钢筋之间的良好结合。剪切型钢纤维是用冷轧板进行剪切而成，同样具有较高的抗拉强度，并且与钢筋的截面相比，具有更高的粘接性能。采用铸锭铣削技术制备的铣削型钢纤维具有高拉伸强度、良好的韧性和分散性能，对混凝土具有良好的粘接性能。熔抽型钢纤维采用熔抽法生产，该材料具有很好的弹性和拉伸性能，但其表面易被氧化，导致其与混凝土粘结不良。

2.钢纤维混凝土性能

钢纤维混凝土是将钢纤维和普通混凝土混合在一起，可明显改善混凝土的各项力学特性。钢纤维混凝土与普通混凝土相比，其受力、刚度均高于常规混凝土，在道路桥梁建设中发挥了良好的作用。第一，由于钢纤维的抗拉强度普遍很高，因此，掺入到混凝土中可显著提高其抗拉、抗弯能力，确保其在使用期间不会产生裂缝与变形，提高道路桥梁的使用安全。第二，SFRC的抗冻性更强，而在我国北方，由于冬季低温，容易遭受霜冻，SFRC的使用能够显著改善道路桥梁的抗冻性。第三，在混凝土中添加了大量的钢纤维，可以明显地增加混凝土的弹模。普通混凝土受外界气候变化影响，在长时间使用过程中会产生较大的变形与收缩，但掺入钢纤维后，可显著提升其塑性，进一步提升其剪切承载力，改善其使用性能。

四、钢纤维混凝土技术的应用

1.桥面铺装

在桥面铺装中采用SFRC，既可改善结构受力，又可减少开裂几率，延长路面及桥面的使用寿命，提高其使用效率。当前，许多道路桥梁工程中都采用了该工艺。结合实际情况，对相关的工程进行详细的分析，并对所用原料进行检验、测试、分析，避免出现不合格品。为保证路面和桥面铺装的品质，必须按照规范要求进行，避免钢板纤维暴露，确保路面和桥面的平整度。

2.桥墩及桩结构加固

在加固桩基础和桥墩等工程中，其优势得以发挥，不仅能减轻桥墩重量，还能提高整体受力性能，避免构件掉块。根据具体情况，对建筑结构进行详细的分区，选择合适的结构形式，通常使用切断型钢纤维或剪切型钢纤维混凝土来加强桥墩，这两种构造方法对加强桥梁以及改善地震作用都有明显的作用。另外，桩基础中钢纤维外露问题也值得特别注意，如发现此类情况，必须立即采取锤击措施，使桩与桩的整体强度与稳定性最大化，从而对桩基础起到良好的增强效果。

3.隧道和边坡防护

道路桥梁通常位于自然环境之中，其建设时常受到周围环境的影响，如果周围环境不佳，就需要在建设时对其周围的环境做好防护，从而改善地基建设质量，增强隧道与斜坡功能，预防滑坡等问题。采用SFRC技术对隧道进行补强，可以有效地处理隧道的内、外部应力，使隧道的总体建设达到一个新的高度。在施工过程中，需要加强对衬砌内部和外部的受力情况的重视，准确地计算出混凝土的浇注厚度，并按规范合理使用SFRC，以保证结构的稳定。

4.路面施工

单层施工和两层施工结构是一种常用的结构形式，这两种方法被普遍用于道路桥梁工程。在建造高速公路的桥梁上，采用的是普通的水泥混凝土，在上下两层均采用SFRC，不仅可以降低工程造价，而且可以改善沥青混合料的稳定性能，降低沥青混合料的开裂几率。

5.防冻和路面修复

道路桥梁由于长期使用，会产生各种形式的裂缝、沉陷等损坏，应针对不同的病害情况，选用不同的材质，并做好相应的养护工作。应用SFRC能快速修补路面、桥面沉陷、开裂等病害，增强路面的稳定性能，同时也能改善路面的耐冻性、热传导性，达到防冻防霜的效果。

结论：SFRC既是建筑工艺的发展，也与国家经济的高速发展息息相关。钢纤维混凝土由于具有良好的稳定性和较低的造价而被普遍采用，将其用于道路桥梁建设，对于提高道路桥梁的使用年限和推动道路桥梁事业的发展具有重要意义。

参考文献

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