鋼纖維混凝土材料用于橋梁加固施工的效果論文

　　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(shù)水平, 規范施工工藝, 以此為我國公路橋梁事業(yè)的發(fā)展貢獻更多力量。

　　關(guān)鍵詞：橋梁加固; 鋼纖維混凝土; 配合比設計;

　　引言

　　改革開(kāi)放以來(lái), 我國交通建設行業(yè)發(fā)展迅速, 交通量日益增加。在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的今天, 公路交通設施建設已無(wú)法滿(mǎn)足當前社會(huì )經(jīng)濟發(fā)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(wèn)題、承載力問(wèn)題、寬度問(wèn)題等存在不同程度的損壞, 不但影響車(chē)輛正常通行, 還極易引發(fā)安全事故。為此, 必須根據當前橋梁工程建設實(shí)際情況, 充分選用先進(jìn)的技術(shù)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(zhì)量, 防止出現大量病害問(wèn)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(shí)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(jìn)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(lèi), 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(lèi)型不同其影響程度也不盡相同, 具體如表1所示。

　　由此可見(jiàn), 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(jìn)而無(wú)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(cháng)徑比。鋼纖維摻量的多少對混凝土力學(xué)強度起決定作用。在不斷增加鋼纖維摻加量的同時(shí), 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�土體積的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(shí)的體積, 在向攪拌機內投放前, 應通過(guò)專(zhuān)門(mén)設備予以分散, 避免成團情況下用于施工, 對施工質(zhì)量造成嚴重影響。鋼纖維摻加到拌合料時(shí), 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(guò)強制式攪拌機按照“干拌—濕拌”的順序進(jìn)行施工。為防止出現超載問(wèn)題, 需在攪拌機額定攪拌量80%以?xún)瓤刂埔淮螖嚢枇俊?/p>

　　表1 鋼纖維類(lèi)型對混凝土強度的影響

　　2.2 拌和施工

　　以干拌法上料, 對鋼纖維質(zhì)量進(jìn)行詳細檢查, 一般在1~2min控制干拌時(shí)間, 如存在成團問(wèn)題, 需在轉盤(pán)投料過(guò)程中, 進(jìn)行鋼纖維分散程度地適當調整, 并多次進(jìn)行鋼纖維投放, 避免成團問(wèn)題產(chǎn)生, 隨后進(jìn)行投料時(shí)間、方法的準確確定。干拌施工后需通過(guò)摻水方法進(jìn)行濕拌施工, 以2.5min作為攪拌施工。同時(shí)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(chē)進(jìn)行運輸, 不得選取混凝土攪拌車(chē), 施工過(guò)程中必須確定運輸時(shí)間。要求在30min以?xún)瓤刂瓢韬狭稀靶读稀獫仓�”時(shí)間, 運輸環(huán)節應盡可能防止材料離析問(wèn)題。

　　2.4 攤鋪及振搗壓實(shí)

　　澆筑鋼纖維混凝土時(shí), 應盡可能避免產(chǎn)生澆筑接頭。為保證鋼纖維混凝土連續性, 倒料時(shí)需每次都需重疊1~20cm。在橋梁伸縮縫間為一個(gè)連續施工段, 該部位的鋼纖維混凝土澆筑時(shí)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(guò)振搗施工, 其和易性良好, 因此澆筑環(huán)節嚴禁將水添加到拌和料。

　　(1) 攤鋪。材料向施工場(chǎng)地運送后, 卸料時(shí)嚴禁損壞鋼筋網(wǎng), 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(guò)人工方式拌和混凝土, 并做好粗平作業(yè)。在橋面布料時(shí)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(wèn)題。

　　(2) 振搗壓實(shí)。與普通水泥混凝土相比, 鋼纖維混凝土振搗時(shí)間更長(cháng), 但必須合理控制振搗時(shí)間, 防止過(guò)振, 出現鋼纖維下沉問(wèn)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(dòng)器施工。施工時(shí)需及時(shí)處理混凝土堆積或漏料區域, 如出現結團現象, 需及時(shí)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(guò)滾筒碾壓、整平, 保證其壓實(shí)密度符合設計要求。

　　(3) 刮板整平表面。完成上述作業(yè)后, 可通過(guò)刮板進(jìn)行精平施工, 要求在混凝土及時(shí)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(wú)需縱向施工縫設置。要求每個(gè)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(jìn)行切縫時(shí)間的準確確定, 一般在8到15MPa以?xún)瓤刂茝姸�。完成切縫作業(yè)后, 需及時(shí)選取瀝青填縫材料填滿(mǎn)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(jìn)行橋梁抗滑處理, 不僅無(wú)法滿(mǎn)足抗滑結構深度規定, 還會(huì )將鋼纖維帶出, 為此應根據施工要求, 選取刻槽法作業(yè)。當鋼纖維混凝土強度范圍在8~15MPa之間時(shí), 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(lèi)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(guān)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(shí)進(jìn)行擋風(fēng)遮陽(yáng)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(yǔ)

　　綜上所述, 目前, 我國交通建設正處于全面發(fā)展階段, 橋梁是公路建設的主要構成部分, 隨著(zhù)國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展, 其建設規模越來(lái)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(chē)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(jiàn)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(zhì)量, 是推動(dòng)我國橋梁建設事業(yè)持續、健康發(fā)展的重要保障。

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