橋梁加固中鋼纖維混凝土的應用

邱振勤

摘要： 鋼纖維混凝土是橋梁加固施工的主要材料，該材料的應用不僅能夠提高樁基承載力，還可降低施工成本，提高施工效率。為此，必須重視鋼纖維混凝土材料的合理選擇，不斷提升施工技術水平，規范施工工藝，以此為我國公路橋梁事業的發展貢獻更多力量。

Abstract： Steel fiber reinforced concrete is the main material for bridge reinforcement construction. The application of this material can not only improve the bearing capacity of pile foundation， but also reduce construction cost and increase construction efficiency. So we must pay attention to the reasonable selection of steel fiber reinforced concrete materials， continuously improve the level of construction technology， and standardize the construction process， so as to contribute more to the development of China's highway and bridge projects.

關鍵詞： 橋梁加固;鋼纖維混凝土;配合比設計

Key words： bridge reinforcement;steel fiber reinforced concrete;mix design

中圖分類號：U444 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）13-0091-02

0 引言

改革開放以來，我國交通建設行業發展迅速，交通量日益增加。在國民經濟高速發展的今天，公路交通設施建設已無法滿足當前社會經濟發展需求，存在嚴重滯后性。當前大量早期修筑的橋梁工程，因設計問題、承載力問題、寬度問題等存在不同程度的損壞，不但影響車輛正常通行，還極易引發安全事故。為此，必須根據當前橋梁工程建設實際情況，充分選用先進的技術及材料，緩解交通壓力。本文以鋼纖維混凝土材料用于橋梁加固施工，不僅能夠提高橋面鋪裝的平整性，還能增強橋面質量，防止出現大量病害問題，具有良好加固效果。

1 橋梁加固中鋼纖維混凝土材料選擇及配合比設計

1.1 材料選擇

混凝土：根據工程實際情況，選取普通硅酸鹽水泥作為橋梁加固鋼纖維混凝土材料，以425號普通硅酸鹽水泥為準，7.2MPa為其抗折強度，每立方米密度為3.1g。

粗骨料：作為混凝土材料的主要構成成分，粗骨料對混凝土強度影響較大。在相應條件下，粗骨料最大粒徑的增加，極易出現微裂縫，進而降低鋼纖維混凝土強度。為此，必須在5～20mm之間控制粗骨料粒徑，每立方米密度為2.7g。

細骨料：根據工程所需，以天然砂、機制砂為準。于鋼纖維混凝土而言，摻加適量砂粉于材料內，可對其工作性能加以改善。一般需在15%控制其含粉率，中砂的細度模數則可控制在2.4到3之間，本工程以2.5作為其細度模數。

鋼纖維：根據制造工藝劃分，鋼纖維可分為4類，即切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、切削鋼纖維及熔抽鋼纖維。于混凝土強度而言，鋼纖維類型不同其影響程度也不盡相同，具體如表1所示。

由此可見，剪切鋼纖維增強效果最佳，標準養護28d可提升抗彎強度44%，提升剪切強度60%，提升劈拉強度31%，同樣可提升抗壓強度。相比剪切鋼纖維，熔抽鋼纖維增強效果不佳，而平直圓纖維和基材之間具有較小粘結性能，進而無法充分反映其增強效果，因此可選用剪切型鋼纖維。根據施工要求，需在0.4～0.7mm之間控制鋼纖維直徑，以60作為長徑比。鋼纖維摻量的多少對混凝土力學強度起決定作用。在不斷增加鋼纖維摻加量的同時，拌合物坍落度將迅速降低。為此，必須合理控制鋼纖維摻加量，通常情況下?？稍诨炷馏w積的1～2%之間控制纖維摻量。

1.2 配合比試驗

根據設計要求，規定在40MPa左右控制混凝土設計強度，在6.4MPa以上控制抗折強度。因95%為試驗保證率，以1.64作為保證率系數，0.15為偏差系數，為此可得出其抗折強度為8.48MPa。最終獲取配合比為，水泥：水：鋼纖維：砂：石子=400：188：94：871：871，1.21%為鋼纖維摻加量。

2 橋梁加固中鋼纖維混凝土施工工藝

2.1 鋼纖維分散

通常選取箱裝或袋裝鋼纖維材料，其具有較為密實的體積，在向攪拌機內投放前，應通過專門設備予以分散，避免成團情況下用于施工，對施工質量造成嚴重影響。鋼纖維摻加到拌合料時，應具有良好均勻性，只有這樣才能提高其增強效果。要求嚴格按照設計配合比，準確配置所有材料用量，通過強制式攪拌機按照“干拌—濕拌”的順序進行施工。為防止出現超載問題，需在攪拌機額定攪拌量80%以內控制一次攪拌量。

2.2 拌和施工

以干拌法上料，對鋼纖維質量進行詳細檢查，一般在1～2min控制干拌時間，如存在成團問題，需在轉盤投料過程中，進行鋼纖維分散程度地適當調整，并多次進行鋼纖維投放，避免成團問題產生，隨后進行投料時間、方法的準確確定。干拌施工后需通過摻水方法進行濕拌施工，以2.5min 作為攪拌施工。同時混凝土坍落度加以嚴控，提高鋼纖維混凝土拌和均勻度。

2.3 運輸施工

因鋼纖維混凝土坍落度不高，往往選取自卸汽車進行運輸，不得選取混凝土攪拌車，施工過程中必須確定運輸時間。要求在30min以內控制拌合料“卸料—澆筑”時間，運輸環節應盡可能防止材料離析問題。

2.4 攤鋪及振搗壓實

澆筑鋼纖維混凝土時，應盡可能避免產生澆筑接頭。為保證鋼纖維混凝土連續性，倒料時需每次都需重疊1～20cm。在橋梁伸縮縫間為一個連續施工段，該部位的鋼纖維混凝土澆筑時也應具有連續性。與普通混凝土相比，稠度一致的鋼纖維混凝土含水量較低，通過振搗施工，其和易性良好，因此澆筑環節嚴禁將水添加到拌和料。

①攤鋪。材料向施工場地運送后，卸料時嚴禁損壞鋼筋網，盡可能不在相同位置大量堆積，避免對攤鋪的均勻性、平整度造成嚴重影響。通過人工方式拌和混凝土，并做好粗平作業。在橋面布料時應保證其均勻性。如以人工方式施工，鋼筋孔隙可選取鐵鍬反扣法填充，隨后將其他位置鋪平，避免出現混合料離析問題。

②振搗壓實。與普通水泥混凝土相比，鋼纖維混凝土振搗時間更長，但必須合理控制振搗時間，防止過振，出現鋼纖維下沉問題。為保證上下結構層鋼纖維均勻分布，可選取功率相對較大的平板振動器施工。施工時需及時處理混凝土堆積或漏料區域，如出現結團現象，需及時分撒鋼纖維，并向混凝土內均勻灑布。如鋼纖維等材料凸出，則可通過滾筒碾壓、整平，保證其壓實密度符合設計要求。

③刮板整平表面。完成上述作業后，可通過刮板進行精平施工，要求在混凝土及時壓入被刮起的鋼纖維材料，避免鋼纖維外露。

2.5 切縫施工

橋面鋪裝施工，無需縱向施工縫設置。要求每個20m橫向設縫，且對齊防撞欄夾縫，3～5mm為縫寬，2.5cm為縫深。根據施工當天溫度及混凝土強度進行切縫時間的準確確定，一般在8到15MPa以內控制強度。完成切縫作業后，需及時選取瀝青填縫材料填滿縫隙，做好封閉工作。

2.6 抗滑處理

如選取壓槽、拉槽施工方式進行橋梁抗滑處理，不僅無法滿足抗滑結構深度規定，還會將鋼纖維帶出，為此應根據施工要求，選取刻槽法作業。當鋼纖維混凝土強度范圍在8～15MPa之間時，即可橫向選取刻槽機施工，要求在25mm控制槽距，3mm控制槽寬與槽深。

2.7 養護施工

因此類橋面厚度小、面積較大，且水泥使用量多，將導致干縮裂縫大量出現，為避免表面干縮裂縫對其美觀性、使用功能造成嚴重影響，必須做好初期養護工作。澆筑完鋼纖維混凝土，待其初凝后，需及時進行擋風遮陽設施設置，并做好交通封閉工作。要求加大養護力度，合理控制混凝土強度，防止出現干縮裂縫。終凝后，必須在14天以上控制灑水養生，也可覆蓋塑料薄膜。

3 結束語

綜上所述，目前，我國交通建設正處于全面發展階段，橋梁是公路建設的主要構成部分，隨著國民經濟的不斷發展，其建設規模越來越大。但上世紀80年代修筑的橋梁逐步邁入加固維修階段，為減少橋梁病害，提高行車舒適性及安全性，必須重視橋梁加固施工。鋼纖維混凝土作為橋梁加固施工最常見的材料，選取該材料施工，可有效提升橋梁工程承載力，提高橋梁施工質量，是推動我國橋梁建設事業持續、健康發展的重要保障。

參考文獻：

[1]仝蕓.路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用[J].山西建筑，2013，04：158-160.

[2]鄭峰.淺談公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術的應用[J].科技資訊，2014，17：51，53.

[3]魯強.淺談路橋施工中鋼纖維混凝土應用技術[J].科技創新導報，2012，17：99-100.

[4]梁旭東.鋼纖維混凝土施工技術在路橋施工中的應用[J].中國新技術新產品，2010（14）.

[5]蘇長勇，黃國強.鋼纖維混凝土在路橋施工中的應用分析[J].中國新技術新產品，2010（12）.

[6]趙華鋒.淺析鋼纖維混凝土技術在橋梁施工方面的應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2011（12）.