鋼纖維混凝土技術在公路橋梁施工中的應用探究

摘要：作為一項新型的道路交通工程施工技術，鋼纖維混凝土技術一經問世便受到了廣泛關注，其在公路橋梁施工應用中可有效提升路面結構剛性，對于工程質量提高效果明顯。闡述鋼纖維混凝土的技術性能，有針對性的對鋼纖維混凝土技術應用重要工序控制要素展開分析，并結合實際研究了鋼纖維混凝土技術在公路橋梁施工中的具體應用。

關鍵詞：鋼纖維混凝土;公路橋梁;控制要素;技術應用

0" "引言

在如今公路橋梁工程施工中，鋼纖維混凝土作為一種優質的新型水泥復合材料，具備強度高、耐沖擊、耐拉伸、耐熱性高等特點，應用實踐價值較好，特別是針對公路橋梁基體裂縫的防治等方面意義重大。及時了解掌握鋼纖維混凝土技術，根據實際公路橋梁情況加以科學應用，有利于提高公路橋梁的整體性能。

1" "鋼纖維混凝土技術性能概述

鋼纖維混凝土主要是由鋼帶或鋼絲等材料形成的復合型纖維結構與混凝土結合構成的一類性能優越的工業鋼纖維產品[1]。根據鋼纖維混凝土構成材質類型的差異，可將其劃分為常規碳鋼型和不銹鋼型。根據制作工藝不同，可將常規碳鋼型鋼纖維混凝土劃分成切斷式、剪切式及銑削式。根據應用模式的不同，可將其劃分成并列式、扭曲式及直長式等。根據應用范圍不同，又可細分為噴射式鋼纖維混凝土和澆筑式鋼纖維混凝土。圖1所示為常用的剪切式鋼纖維混凝土纖維材料。

鋼纖維混凝土制作過程主要通過在原有混凝土的石、砂、水泥等配料的合理配比結構中，加入非定向分布的鋼纖維配料，制作成更具復合性能的施工材料。相較于常規混凝土，在原有結構中摻入的不規則分布鋼纖維，有效預防了路橋中常見結構裂縫的產生和蔓延，優化了混凝土材質路橋工程的抗擠壓、抗拉伸、抗裂縫及抗彎曲的性能，使公路橋梁的穩定性得到顯著改善[2]。

其在影響因素錯綜復雜的路橋施工中具備更高的強度比，相較于常規混凝土，在抗彎強度方面提升超過50%，在強度方面提升超過40%。其抗沖擊性能同樣表現出色，超過常規配比沖擊韌性指標的10倍。而抗形變屬性中的變形和收縮參數指標，則可降低三成。

2" "鋼纖維混凝土技術應用重要工序控制要素

2.1" "攪拌工序控制要素

科學控制混凝土配料的摻入順序和攪拌時間，區分摻入材料的特性，進行分批次摻入。通常按照先細砂，再鋼纖維，再石料，最后水泥的次序摻入攪拌。針對混合料的攪拌工序，應預先不加水攪拌1min左右后，加入水或其他液體則需攪拌2min以上。

為避免因單次摻入鋼纖維攪拌量過大，而導致混凝土發生結塊或結團現象，可通過在攪拌設備進口位置安裝分散裝置，利用調節裝置的功率完成對鋼纖維摻入量的控制，起到分散攪拌的作用，避免因空間過滿而導致攪拌不充分。

同時攪拌時還應控制相應的速率和頻率。目前，公路橋梁施工中常采用雙錐式反轉攪拌設備或強制式攪拌設備。攪拌時應按照實際攪拌需要進行設備功率調節，避免出現攪拌設備超負荷攪拌或空轉攪拌的現象。

2.2" "振搗工序控制要素

為了保證鋼纖維混凝土的質地均勻，對其實施振搗操作工序時，應選取利于水平操作的振搗設備。振搗填料過程中，應保證鋼纖維金屬條處于豎向集中填入狀態，使混凝土中心位置與邊緣保持相同的鋼纖維密度，以提高混凝土振搗后的溫度應力、收縮應力及負載張力參數。

2.3" "澆筑定型工序控制要素

鋼纖維混凝土澆筑時，應控制方向和力度，避免澆筑銜接處連接位置出現連接痕跡。操作時應連續操作，不可中途停澆，并留有15cm左右的空置距離，從而有效保證鋼纖維混凝土澆筑效果的連續和完整。圖1為澆筑后的鋼纖維混凝土效果。

鋼纖維混凝土內部混合材料多，若鋼纖維、石、砂均勻度不一，會導致公路橋梁施工定型時發生凸凹變形現象。因此一般選擇合適的抹平設備及真空吸水設備配合鋼纖維混凝土的定型操作，以達到施工定型效果，滿足密實、均勻、整平的設計需求。澆筑定型結束后還需進行必要的平整處理，防止出現鋼纖維外露和凸起現象，全面提高澆筑定型質量控制。

2.4" "接縫工序控制要素

公路橋梁因長時間外力或內部應力作用致使產生收縮、膨脹，經常會引起路橋表面出現裂縫情況，因此在應用鋼纖維混凝土進行接縫處理時，應嚴格按照接縫施工標準完成操作，避免因不規范的澆筑而導致的路橋表面出現開裂現象[3]。根據實際情況需要對接縫施工路段進行封閉，合理選取攤鋪設備及壓紋設備完成路橋表面的二次鋪筑，實現路橋表面的整體結構統一。達到設計鋼纖維強度的50%后，可進行混凝土的割切和縫隙縮減操作。

3" "鋼纖維混凝土技術在公路橋梁施工中的應用

3.1" "在提升橋梁框架穩定性施工的應用

利用鋼纖維混凝土實施橋梁受力點及主體框架位置的鋪設，因其鋪設體積小、質量輕，可有效減少橋梁框架自身負荷，所以可承受除橋體外更多的負重，避免因長時間外力導致的結構失穩現象。主體框架質量減輕也減輕了橋梁墩臺承擔的質量，因此可減少橋梁整體墩臺的設計數量，這樣既可以滿足工程需要，還可有效降低工程費用，提升經濟性。同時，簡化了橋梁整體結構，突破了常規橋梁繁瑣結構的厚重效果，美觀效果也得到相應提升。

3.2" "在路橋表面鋪設的應用

在路橋表面鋪設施工時采用鋼纖維混凝土，相較常規混凝土可降低50%的路橋鋪設厚度，既增加了路橋表面的抗裂、抗折性能，還有效減輕了路橋表面的自重，提高了路橋表面的剛度、耐久性能和承重能力。應用鋼纖維混凝土與常規橡膠瀝青混凝土配合使用的分層路面結構使，得路面鋪設更加科學合理。在鋪設下層進行橡膠瀝青的鋪設，并在上層鋪設鋼纖維混凝土，有利于優化路橋面剛度，使路橋表面施工質量得到有效提升。

3.3" "在加固路橋邊坡施工的應用

邊坡施工是路橋施工比較關鍵的環節，施工中經常會遇到不同類型路基邊坡地質，如土質松軟、突出巖石等。此時可利用鋼纖維混凝土噴射設備對邊坡地基部位進行土質加固，科學實施邊坡的襯砌工藝，將鋼纖維混凝土襯砌在邊坡覆蓋面，提高邊坡框架穩定性和防水效果，降低因長時間外力及內應力作用導致路橋失穩、變形發生的概率，延長使用年限。

3.4" "在加強橋梁樁基施工的應用

橋梁樁基插入地基施工時，可對橋梁樁基底尖處進行鋼纖維混凝土應用改良，以提高底尖處插入土基的鉆入效果，提高鉆入效率，降低錘擊力量、錘擊數量以及對樁基的破壞程度。在插入土體時易導致頂端開裂現象，而利用鋼纖維混凝土的高強度特性，則可對橋梁樁體完成敲擊頂部的加固，有效保護橋梁頂部，防止產生敲擊裂縫。

3.5" "在加固橋梁墩臺施工的應用

橋梁墩臺是橋梁的重要組成部分，主要用于承載橋身自重和通行車輛質量，為避免因常年使用導致的墩臺表面材料掉落，可使用噴射設備對橋梁墩臺表面進行鋼纖維混凝土噴射。根據情況合理選擇10～20cm的噴射厚度，則能起到提升橋體負載能力和抗震效果。添加硫鋁酸鹽快或速凝劑，則可進一步提高墩臺防裂效果。通過鑿毛、噴砂操作，則可有效提高混凝土噴射的貼合度。

4" "結語

作為一種優質的新型水泥復合材料，鋼纖維混凝土有強度高、耐拉伸、耐沖擊、耐熱性高等性能特點，將其應用在公路橋梁工程施工中質量提升效果顯著，施工單位應科學掌握鋼纖維混凝土應用技術，則可有效提高公路橋梁工程整體性能。

參考文獻

[1] 宗學良.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術應用探討[J].建筑工程技術與設計，2017（12）：1094-1096.

[2] 張文峰.不同鋼纖維量活性粉末對混凝土抗拉強度的影響作用[J].建筑技術，2017，48（1）：55-57.

[3] 楊清海.淺談新材料在公路橋梁預防性養護中的應用[J].珠江水運，2016（16）：72-73.