現(xiàn)代鋼纖維砼技術(shù)在路橋施工中的運用探究

王強

摘 要：路橋施工是現(xiàn)代社會建設的基礎(chǔ)性內(nèi)容，因部分路橋工程建設地點較為特殊、要求嚴格，常規(guī)材料和工藝漸漸難以滿足實際需要?；诖?，本文以現(xiàn)代鋼纖維砼技術(shù)作為對象，以其在路橋施工中的運用條件和價值作為切入點，給予簡述，再以此為基礎(chǔ)，論述其運用的具體方法，包括路橋面中的運用方法、灌注樁中的運用方法等。以期通過分析明晰理論，為后續(xù)路橋建設工程提供必要參考。

關(guān)鍵詞：鋼纖維砼技術(shù);路橋施工;路橋面;灌注樁

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.105

0 前言

鋼纖維（Steel fiber）是指以切斷細鋼絲法、冷軋帶鋼剪切、鋼錠銑削或鋼水快速冷凝法制成長徑比（纖維長度與其直徑比值）為40～80的纖維。以鋼纖維替代傳統(tǒng)鋼材支撐的混凝土，被稱為鋼纖維砼。與普通混凝土相比，鋼纖維砼的強度、適用性、耐腐蝕性等性能更理想，這也為其廣泛應用提供了基礎(chǔ)。就鋼纖維砼在路橋施工中的運用進行分析，有助于該材料積極作用的進一步發(fā)揮。

1 鋼纖維砼技術(shù)在路橋施工中的運用條件和價值

1.1 運用條件

與普通鋼筋混凝土相似，鋼纖維砼能夠滿足大部分路橋工程建設要求，其優(yōu)勢則在于能夠在常規(guī)應用的情況下，適應一些特殊環(huán)境。如我國北方寒冷地區(qū)，存在凍土、低溫特點，普通混凝土道路、橋梁結(jié)構(gòu)面臨凍裂風險。應用鋼纖維砼技術(shù)則能夠應對這一問題，加強道路抗凍方面的能力。同時，鋼纖維均勻排布的態(tài)勢，也能維穩(wěn)路面結(jié)構(gòu)的熱平衡，進一步提升路橋的性能。在早期從事鋼纖維砼研究的德國，應用截面鋼纖維混凝土的道路，有助于發(fā)揮其優(yōu)勢?？傮w來看，由于截面鋼纖維混凝土增加了道路路面厚度，即便交通壓力較大的路、橋設施，也能長期保證工作性能，免去反復維護的麻煩，目前德國、美國等國家均在嘗試將截面鋼纖維混凝土運用于一些壓力較大的路段[1]。

1.2 運用價值

鋼纖維砼的主要運用價值體現(xiàn)在兩個方面，一是提升了混凝土的基本性能，二是保證了砼結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量。鋼纖維砼的抗壓強度、拉伸強度、抗彎強度、沖擊強度、韌性、沖擊韌性等指標較普通混凝土均有所提升?？箟簭姸忍嵘s在2%-20%之間，拉伸強度提升在3%-14%之間，抗彎強度的提升在6%-13%之間，其他性能也存在不同程度的改善，這一變化主要受到鋼纖維用量、排布等方面的影響。砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的優(yōu)化，影響路橋的使用壽命和運維工作。德國學者發(fā)現(xiàn)，應用鋼纖維砼，路面使用壽命可提升15%-20%、運維周期延長4.6個月，這也是其最初得到重視和運用的基本原因。

2 鋼纖維砼技術(shù)在路橋施工中的運用方法

2.1 路橋面中的鋼纖維砼技術(shù)運用

路橋面中鋼纖維砼技術(shù)的運用最為廣泛，混凝土路面的基本優(yōu)勢是具有較為理想的剛度，滿足大型車輛、較大壓力路橋的建設需要，應用鋼纖維砼，這一優(yōu)勢得到了進一步的加強。一般要求在應用前計算道路和橋梁的通行標準，從而確定鋼纖維砼的抗壓強度，其計算公式為：

fftk=ftk（1+αt？ρf？lf/2df）（式1）

式1中，fftk代表理想抗壓強度數(shù)值，ftk代表道路對鋼纖維砼的要求值，αt為抗壓強度的影響系數(shù)（？表示該系數(shù)為非固定系數(shù)，需實測獲取），ρf代表砼材料中鋼纖維的占比（體積占比），lf代表鋼纖維材料的平均長度，df代表鋼纖維材料的平均半徑，lf/2df為鋼纖維材料的長度和直徑之比。計算結(jié)果即可投入到道路路面的建設中，提升路面抗壓強度和綜合性能。

2.2 灌注樁中鋼纖維砼技術(shù)運用

路橋建設往往面臨軟土環(huán)境，在軟土環(huán)境下進行施工，需要建設灌注樁進行基底部位的加固。鋼纖維砼技術(shù)在灌注樁中的運用，主要考量其彎拉強度，一般彎拉強度越高，灌注樁的性能越理想，路橋工程的質(zhì)量也越可靠。鋼纖維砼彎拉強度的計算公式如下：

fftm=ftm（1+αtm？ρf？lf/2df） （式2）

式2中，fftm代表理想彎拉強度數(shù)值，fftm代表道路對鋼纖維砼的要求值，αtm為彎拉強度的影響系數(shù)（？表示該系數(shù)為非固定系數(shù)，需實測獲?。裦、lf、df、lf/2df的意義不變。在該公式下，嘗試提升灌注樁的性能，一般方法為增加長徑比，但該增加率存在上限，主要受到體積率的約束（不能超過1.0）。同時由于金屬材料面臨氧化威脅，一般應控制彎拉強度處于變動拋物線的頂端附近。

2.3 橋墩以及其他部位中鋼纖維砼技術(shù)運用

橋墩中鋼纖維砼技術(shù)的運用與灌注樁類似，其應用的一般過程也與普通混凝土相同。由于橋墩屬于承重結(jié)構(gòu)，長時間應用的情況下，會產(chǎn)生橋面、橋梁墩臺表層剝落的問題，或是發(fā)生板裂縫的損害。合理的利用鋼纖維混凝土技術(shù)，能有效確保橋梁結(jié)構(gòu)的整體性，并促使其滿足抗震性方面的標準。要求首先通過BIM技術(shù)進行模擬，了解橋墩的基本承重需要，之后利用彎拉強度計算公式和抗壓強度計算公式，獲取標準值。建設過程中，混凝土工件制備方式與傳統(tǒng)鋼筋混凝土無差別，但要求保證鋼纖維的均勻排布，并嚴格避免鋼纖維外漏、重疊等問題以免出現(xiàn)混凝土構(gòu)件空洞、蜂窩和腐蝕問題。

路橋工程中，鋼纖維砼的應用并不是完全模式化的，很多需要加強剛度的部位，都可以應用鋼纖維砼。如常見的軟土基過渡段，應用墊板進行不均勻沉降的控制時，可借助鋼纖維砼技術(shù)提升墊板的抗壓強度。墊板的規(guī)格保持不變，但內(nèi)部鋼筋材料均以鋼纖維替代，可提升墊板的抗壓強度約10%。此外，部分建設條件較為特殊的路橋工程，如存在水流侵蝕的橋梁，也可以利用鋼纖維砼進行強化，鋼纖維砼的耐腐蝕性較普通混凝土更理想，且基本不存在金屬結(jié)構(gòu)外漏問題，能夠應對水流和空氣的氧化破壞，提升橋梁的使用價值。

3 總結(jié)

綜上，現(xiàn)代路橋施工對材料和施工工藝的要求越發(fā)嚴格，也客觀催生了更多的新技術(shù)。鋼纖維砼技術(shù)能夠滿足特殊環(huán)境下的施工需要，實現(xiàn)路橋各部分結(jié)構(gòu)物理性能的優(yōu)化，這使其得到了廣泛的重視和應用。包括路橋面、灌注樁、橋墩等部位，均可以借助鋼纖維砼技術(shù)實現(xiàn)強化。在應用鋼纖維砼技術(shù)時，需要注意做好測量和計算，合理確定鋼纖維數(shù)量，發(fā)揮其價值，保證路橋工程的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]賀麗麗，楊建江，劉津明等.柔性和剛性纖維砼的斷裂性能對比分析[J].四川建筑，2016，36（06）：224-226.