公路橋梁施工中鋼纖維混凝土的施工技術的應用分析

摘 要：隨著我國城市建設進程的加快，公路和橋梁的建設步伐也在日益加快，隨之而來的是對建筑材料越來越高的要求。為了增強混凝土的強度，在實踐中我們通常采用近年來在國內外得到迅速發展的鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土，作為一種新型優質水泥復合材料，與普通混凝土相比，它具有施工簡易方便、價格低廉、性能強等優點，因此廣受歡迎。本文從鋼纖維混凝土的性能出發，對其在路橋施工中技術的應用提供一些自己的看法，僅供各位同仁參考。

關鍵詞：公路橋梁；鋼纖維；混凝土；施工技術；應用

鋼纖維混凝土，是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的優質水泥基復合材料，現實中被廣泛地應用于道路路面、橋梁結構等工程中，該施工技術也越來越受到大家的關注。本文將結合自身體會對路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術的應用進行分析。

1 鋼纖維混凝土的基本性能

（1）抗沖擊性強。

當鋼纖維混凝土纖維摻量介于0.8～2.0%時，則可承受比普通混凝土高達前者50～100倍的沖擊力，甚至有可能達到更高，可見其抗沖擊韌性極好。

（2）抗裂、抗疲勞、抗剪性能佳。

不同于普通的混凝土，開裂荷載和極限荷載并非幾乎一樣，而是可以在出現開裂荷載后，極限荷載還能增大。增大鋼纖維的體積率后，其初裂荷載、極限荷載和韌性則均有所增大。我們在直接剪切試驗中還發現，基體錯動之后，鋼纖維混凝土不僅沒有難堪重負，還具有不錯的承載能力。

（3）抗拉、抗壓和抗彎的極限高。

通過在混凝土中摻入適量的鋼纖維，就可以提高該混凝土的極限抗壓強度，一般來說，單軸抗拉極限強度可以提高百分之四、五十，抗彎極限強度可以提高百分之五十到一百五。

（4）變形性能大幅度改善。

鋼纖維對混凝土長期收縮變形的影響較為明顯，它可以使混凝土的收縮率降低百分之十到三十左右；其次，雖然其對混凝土抗壓彈性模量的影響不顯著，但對抗拉彈性模量卻是提高不少。

（5）能夠有效地抑制因溫度應力引起裂縫產生和擴展。

2 道路施工中鋼纖維混凝土的應用

（1）在全截面鋼纖維混凝土路面的施工作業時，要確保其路面的的厚度為普通路面厚度的55%左右，允許在山下五個百分點內跳動，且鋼纖維摻量通常介于0.8～1.2%之間。對于雙行道路面，通常不設縱縫，且其橫縫的間隔距離不能高于50m，一般取20～30m。

（2）對碾壓鋼纖維混凝土路面的施工時，通常會將鋼纖維摻入碾壓混凝土中，以便達到提高路面韌性和強度的目的，改善該混凝土的力學性能。

（3）對于雙層式鋼纖維混凝土的路面鋪設，一般是上層約全部厚度的40～60%時鋪鋼纖維混凝土。

（4）對于三層式鋼纖維混凝土的路面鋪設，分為上、中、下三層進行，施工比較復雜。

一般是在中間鋪設普通的混凝土，而在上、下兩層鋪鋼纖維混凝土。這種鋪法僅適用于且機械化設備齊全、條件較好的地區。

（5）鋼纖維混凝土鋪設罩面層共有三種方式：直接式、分離式、結合式，直接式多用于原混凝土損壞不嚴重的路面，僅需直接在舊水泥混凝土面層上加鋪即可；分離式即在罩面面層與舊混凝土中間構建一個隔離層，使二者各自發揮作用；結合式則是使二者相互粘連為一體，共同發揮其強度作用。此外，鋪設、修補罩面時，其鋼纖維體積率應控制在1%～2%，長徑比不低于70、不高于100即可。

（6）在多年凍土地區，也可選用鋼纖維混凝土路面以減少路面吸熱，維持凍土的熱平衡，最終提高其抗凍性能。

（7）道路施工中應用鋼纖維混凝土應注意的其他問題：

①加快施工速度，以防鋼纖維混凝土的凝結和硬化；

②使用噴霧防止水分蒸發時切忌在澆筑和鋪攤中隨意加水；

③用硬刻槽方式制作抗滑構造，需在規定的時間之內控制好滑模、軌道三輥軸機組、軌道三輥軸機組滑模的數值，并考慮施工時間的平均氣溫。

3 橋梁施工中鋼纖維混凝土的應用

（1）在橋面鋪設時應用，既可使橋面的耐久性、抗裂性和舒適性等都得以改善，又能增加橋梁本身剛度和抗折強度，最終增強其受力能力。

（2）在橋梁主拱圈（主梁）或應力集中區域利用鋼纖維混凝土，可以減輕橋梁自身的重量，有效地控制結構變形，推動橋梁建設走向大跨度化和輕型化。此外，墩臺數量的相應減少，有利于降低工程造價、提高經濟效益。

（3）對橋梁墩臺進行加固，特別是對動載長期作用下造成的橋梁墩臺、橋面面層裂縫的破壞等，可選擇轉子Ⅱ型噴射機噴射一定量的鋼纖維混凝土，以增強橋梁抗震性。此外，我們需對舊混凝土的表面進行鑿毛或噴砂，以便新舊混凝土的更好粘貼，維護橋梁的整體性。

（4）對樁頂或樁尖采用鋼纖維混凝土，增強樁的穿透力和樁頂的抗沖擊韌性，以預防樁頂在打入設計深度以前就出現破裂的現象，同時還可以增強樁尖的入土性能，大大提高打擊的速度。

（5）橋梁施工應用中鋼纖維混凝土應注意的其他問題：

①橋面鋪裝中常加入鋼筋網，以便增強鋪裝層的抗裂能力；

②對鋼筋網進行加工、安裝時，要注意嚴格按照相關的橋面技術要求進行；

③加固橋梁墩等、修補表層剝落和動載作用下的橋梁裂縫時，通常應通過噴射機噴射6～20cm的鋼纖維混凝土來進行。

4 鋼纖維混凝土的施工技術

鋼纖維混凝土的施工技術，根據其施工方法，可分為灌漿鋼纖維混凝、土澆注鋼纖維混凝土和噴射鋼纖維混凝土三種，不可置否地，施工質量在很大程度上決定了鋼纖維混凝土路橋工程的質量。因此，在施工時，不僅需要滿足普通混凝土的施工要求，還要特別重視和想辦法解決鋼纖維給施工帶來的一系列問題，并確保鋼纖維在基體中分布均勻。

4.1 設置分散裝置

為使鋼纖維充分分散、避免結團現象，我們應將遵循以下步驟：第一，事先將鋼纖維與細骨料定量拌合均勻，或者選擇材質較好、直徑較粗的纖維，并在料斗入口處設置振動篩；第二，使之通過分散機，最后再進入攪拌機。一般來說，選擇的分散機功率應控制在0.75～1.0kW范圍內，而分散力則在20～60kg/min為佳。

4.2 攪 拌

為防止鋼纖維結團，使其在混凝土中分布均勻，必須嚴格控制投料順序、攪拌方法和攪拌時間，應采取分級投料、先干后濕的工藝，這是保證施工質量的重要環節之一。一般應將粗細骨料、鋼纖維、水泥等混合料在攪拌機內先干拌1.5min，然后再加水和外加劑濕拌2min。此外，攪拌機以使用強制式攪拌機和雙錐反轉出料攪拌機為宜。

4.3 澆注和振搗

①在澆注時，必須連續進行，要使鋼纖維混凝土保持整體連續性，但忌諱明顯的澆注接頭；②由于使用插入式振動棒插入鋼纖維混凝土進行振搗，會導致集束效應，所以在實踐中，一般多采用平板振動器振搗成型，以便確保鋼纖維的二維分布；③應使鋼纖維縱向條狀集束排列，以保證邊角混凝土密實，且有利于抵抗板體溫度、收縮應力以及荷載的傳遞；最后，應抹平振搗好的混凝土表面，把鋼纖維的外露部分壓入混凝土里，以防止外露纖維刺人或生銹。

4.4 成 型

①應采用真空吸水工藝，機械抹平混凝土表層，以防止鋼纖維的外露；②應采用壓紋工藝，以避免拉毛現象的出現；③拆模后對鋼纖維的外露、漏振等情況發生應及時、高效處理。

4.5 運 輸

由于鋼纖維混凝土的運輸時間不宜過長，實踐中多采用易于卸料的攪拌運輸車，并做到運往目的地后及時觀察，如果有離析現象則應做二次攪拌。

總之，在路橋施工中的鋼纖維混凝土施工中，施工人員須嚴格按照《混凝土施工規范》操作，按照程序，重視技術要求，及時進行質量檢測，在科學的引導下努力達成預期目標。

參考文獻

[1]王一飛，王海冰.鋼纖維混凝土施工與泵送技術.建筑技術.2003（01）.