道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术

道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术

许刚

(江苏盐城224100)

摘要:在道路桥梁施工工艺明显进步的当前,钢纤维砼已然成为了一种广泛应用的工程材料。与一般材料相比,钢纤维砼除了具有更佳的承载性能和抗拉性能之外,还具有非常明显的环保优势,因此,其在工程实践中的应用,不仅能够促进道路桥梁工程质量与工程效益的有效提升,还有助于减少施工污染。本文结合某道路桥梁工程案例,对此类工程建设中的钢纤维砼技术进行了分析。

关键词:道路桥梁;钢纤维混凝土;施工技术

前言

钢纤维砼是一种钢纤维中加砼的特殊材料,钢纤维能够增大砼料的韧性,起到控制裂缝分散的作用。因此,钢纤维砼的优势就在于抗裂性能优越、抗压能力强、抗拉性能突出。此种材料在道路桥梁建设中的应用,有助于减轻砼裂缝问题,对于保证工程的安全性与质量的可靠性具有一定的积极意义。

1道路桥梁工程中的钢纤维砼技术

1.1技术要点

钢纤维砼应用于工程实践时,需要注意下述几项:

(1)一般来讲,道路桥梁施工中应用钢纤维砼时,施工方法主要有三种:一为喷射法;二为浇筑法;三为灌浆法。三种方法各有特点,因此,钢纤维砼应用于工程实践的第一步就是选择恰当的施工方法。

(2)在钢纤维砼配制的过程中,应确保钢纤维与砼混合均匀。这就要求在进行搅拌之前,必须确保钢纤维处于均匀状态,不能为团状。同时,还必须保证功率大于750W小于1000W、分散力大于20kg/rain小于60kg/rain。

(3)在材料方面,应根据道路桥梁工程实况,尽量选用易分散的钢纤维,在实施搅拌前必须先以振动法进行筛选。

(4)在混合材料的过程中,必须严格按照先干拌再加料湿拌的顺序,并控制好时间。通常来讲,干拌时间最好在1分钟左右,湿拌时间则以2分钟左右为佳。湿拌前加的材料主要是水泥与砂。

(5)对于搅拌,工程中比较常用的搅拌机有两种:一种为强制式;另一种为双锥反转出料式。在搅拌过程中,合理降低设备功率可以延长设备寿命。

(6)材料的充分混合通常需要经过振捣、浇筑两个流程,而要想确保工程连续,就必须重视做好浇筑接头的有效处理,防止投料相压超出15cm至20cm的范围。为避免集束效应的产生,振捣应借助振动器实施。同时,这样做也是确保钢纤维二维分布的有效办法。

(7)为了保证工程安全、外观美观,施工时需要借助相应设备对经过振捣的钢纤维砼进行平整。具体实施中,可采用干燥及压纹工艺,避免其出现纤维突出等问题。

(8)在施工中,必须重视制定合理的钢纤维砼运输方案。一般来说,应尽量采取泵送法,但是,若情况特殊不能使用此方法,则要注意减小运距,避免钢纤维在运输时受重力影响下沉。同时,这也是保证钢纤维砼质量的基本要求。

1.2技术优势

在目前的道路桥梁工程中,钢纤维砼技术发展速度非常快,其将钢纤维材料与砼料有效结合在了一起,集中了两种材料的优势。材料的均匀分散使得钢纤维砼不仅具有钢纤维材料的某些特性,还具有砼料的特点。因此,此种材料在道路桥梁施工中的应用,可以发挥出更大的优势,有助于道路桥梁质量的提高。相比起一般的砼,钢纤维砼的优势主要体现在下述几个方面:(1)抗疲劳性能突出、抗压性强,除了可促进工程质量提升之外,还有助于工程使用年限的延长。使用此种材料的道路桥梁工程具有更佳的弹性,有助于工程安全。(2)通过将钢纤维按照一定比例加入混凝土中、并使二者均匀混合的办法,可以起到优化抗拉能力与抗弯能力的作用。也就是说,钢纤维砼要比一般材料具有更佳的抗拉能力与抗弯能力。(3)重量是影响道路桥梁工程的一项重要因素,在质量较大的情况下,路桥就需要承受更大的压力,安全风险也更高,极易发生垮塌等安全事故。钢纤维砼具有更轻的质量,产生的压力也相对较小,有助于减轻工程的承载负担,对于保证工程安全比较有利。

1.3应用展望

尽管目前很多工程中都在尝试应用钢纤维砼,施工技术也有了一定的进步,但是,工程中对于钢纤维砼技术的设计理论以及方法并没有给予充分重视。并且,有关此种技术的研究中,对其受力性能状况和配比的研究也还有待完善。另外,此种技术在大多数工程中的应用均表现出了耐久性优势与可靠性优势,但具体状况还有待跟踪研究。就该技术当前的应用状况来看,其优势明显,应用范围集中在北方,南方地区的工程应用较少。所以,该技术在不同气候环境下的应用效果差异尚有待观察。

2钢纤维砼技术在具体工程中的应用

2.1工程情况简述

某桥梁全长1.6km,建设方针为“安全、环保”。该工程从设计环节到施工环节,都坚持以上述方针为指导,以提高工程承载性能为目的,对建设的各项流程实行了严格要求。为了切实保证方案设计的科学性,此次施工桥面宽度设计为34m,上、下层分别为沥青层、厚度为0.1m的钢纤维砼。

2.2工程设计

2.2.1材料要求

为了避免桥梁工程常见的跳车问题,此次施工的搭板填铺环节中以钢纤维砼为主要施工材料。搭板设计位置为路基连接桥台处,考虑到韧性差别有可能造成路基下沉,此次施工中要求水泥用量必须控制在每米400kg以下,且粘稠度应控制在400ram左右、抗压6500Pa左右。所以,此次施工中钢纤维砼强度等级为38。结合该工程的实际情况来讲,有可能对钢纤维性能产生影响的因素包括三维形状以及等效直径,其中,等效直径是最重要的影响因素之一。一般来讲,如果等效直径过大,将减小增强作用;若等效直径过小,则会增大搅拌时折断的几率。因而,在结合工程要求进行分析之后,此次施工确定了如下用料方案:此次施工中应使用直径和长度分别为0.6mm、2.8cm的钢纤维;水泥应使用硅酸盐型,并以粉煤灰为掺加剂;细骨料应使用质量达标、无氯盐、细度约为2.3至3.0、表观密度2680kg/㎡的中砂。

另外,此次施工中还结合工程结构,计算了钢纤维砼中各种原料的比例,确保了钢纤维砼配比的合理性。最终确定的方案为,碎石:砂:粉煤灰:水:水泥:钢纤维=2.77:1.54:0.01:0.4:1:0.21。其他参数情况见表一。

表一

名称参数要求

水泥用量420kg/m3

砂率35.7

坍落度40ram

2.2.2流程安排

此次施工的流程为:选料→搅拌→运输→成型→抹平→养护。此次施工期间,材料检验与装卸均借助机械实施,提高了材料管理的自动化水平。同时,此种做法还有助于工期的合理缩短与离析问题发生率的降低。在浇筑施工环节,工程人员采取“连续浇筑、多处浇筑、一次浇筑”的实施方案,有效保证了浇筑质量。为了避免出现钢纤维堆积问题,此次施工中未对路基连接桥头位置进行接缝设置。施工中对水泥和砂的使用进行了严格控制,实际比例与设计要求相符。在施工完毕后,对工程进行了覆膜护理与抗压检测。

2.2.3具体应用及效果

对于该工程来讲,其使用年限、安全性均与钢纤维砼材料的性能有着直接联系。所以,在此次施工期间,施工单位对涉及钢纤维砼施工的环节实行了严格的质量控制。钢纤维砼技术在此次施工中的应用主要体现在下述方面:(1)为了避免桥墩与桥面板连接部位在长期动载的影响下出现表层剥落问题,施工时借助喷射机实施了钢纤维砼喷射施工。此举达到了提升工程抗震能力的目的,对于保证工程的整体性也有着重要意义。(2)此次施工中在砼桩顶部使用了钢纤维,促进了砼桩穿透力的显著提升,使得锤击次数得到了降低、打击速度得到了增强。这样一来,砼的抗冲击性有了显著提升,打击时桩顶破裂的几率大为降低。(3)钢纤维砼在该工程施工中的应用,还体现在边坡防护方面。该桥梁工程的边坡条件较为特别,部分岩石有节理裂隙。对于这种情况,施工过程中,技术人员采取了“普通砼支护+钢纤维砼加强”的施工方案,有效保证了加固效果。

4结语

总体而言,现代桥梁工程建设中,钢纤维砼是一种具有较高应用价值的材料。该材料的性能与路桥工程的建设要求相符合,在工程中的应用,有助于桥梁安全性的提高和质量的改善。结合应用效果来看,钢纤维砼具有抗拉优势、抗压优势、抗疲劳优势及抗冲击优势,再加上此种材料价格不高,在道路桥梁中应用是比较可行的,且无论是对施工单位,还是对建设单位来讲,都是有益无害。但应用钢纤维砼技术前,需要明确的是,目前该材料应用范围相对有限,所以,相关的研究尚不够系统和全面,技术优化与改进还需要进一步探讨,在施工过程中,应注意把握好技术要点。

参考文献:

[1]崔传志.论施工中钢纤维混凝土技术应用探讨[J].工业C.2015(50)

[2]葛文宇.浅谈钢纤维混凝土技术在路桥施工中的应用[J].科技创新与应用,2015(05)

[3]青路云.钢纤维混凝土技术在施工中的应用分析[J].青年科学:下半月,2014(08)

[4]吕璐.钢纤维混凝土技术在公路工程中的应用[J].科技致富向导,2014(05)

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