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摘要:近年来,随着我国城市化建设进程的逐渐加快,推进了路桥施工的进程,尤其是钢纤维混凝土的推广应用,体现我国的科技水平的极大提升,如今路桥施工的快速发展是现代化建设中的一个关键标志。路桥施工中钢纤维混凝土施工技术是对加入钢纤维等物质的路桥混凝土进行新工艺手段的处理,从而实现路桥混凝土在施工和使用中具备抗拉性能高、高承载能力强的优点。
关键词:桥梁施工;钢纤维混凝土;施工技术;应用
1钢纤维混凝土的性能及作用机理
在普通混凝土中,均匀的无方向的分散一定量的钢纤维,使之与普通混凝土一起凝结硬化就形成了钢纤维混凝土。钢纤维混凝土是一种复合材料,而且是一种新型的,应用技术基础架构在水泥的凝结水化机理上的,其施工方便、性能良好、价格便宜,并且本身能够按照设计要求的不同配合出各种形式形态的钢纤维混凝土,重要的是它能够满足高等级的公路和桥梁设计和建设时对面系建筑材料的等级质量要求。
可以看出,钢纤维混凝土配合比和普通混凝土配合比的选择原则大体相同,重要的是钢纤维在普通混凝土中的掺入量多少,这些可以通过现有的施工经验获得,也可以通过大量的试验最后决定,最好钢纤维混凝土的配合比设计是整个钢纤维混凝土应用的重点和难点,这一步骤不尽关系到了配合好的钢纤维混凝土能否合格的达到设计要求,而且对于后续在施工上的应用起到指导作用。
和一般的混凝土相对比比,钢纤维混凝土因为在其中均匀的无方向的设置了一定数量的钢纤维,在混凝土凝结硬化之后,比普通的混凝土具有更加优越的力学性能,例如:在同样的强度等级下,钢纤维混凝土由于钢纤维的存在,能够更好的达到目标强度,所以它的自重会更轻;另外,同样是因为钢纤维的引用和掺入,使得混凝土的抗弯性能、抗压性能、极限抗拉强度等性能都得到大幅度的提高,根据相关资料的数据统计,钢纤维混凝土比普通混凝土,单轴抗拉极限强度比大概为1.4-1.5:1,抗弯极限强度比最高可以达到为1.5:1;第三,由于钢纤维的存在钢纤维混凝土的抗冲击性能更强,其冲击韧性的性能指标比普通混凝土强大将近一倍,甚至比例更大;第四,钢纤维混凝土具有更加优越的形变性能,虽然数据上钢纤维混凝土和普通混凝土的抗压弹性模量比值十分接军,没有明显的效果和优势,但是两种混凝土的抗拉弹性模量比值差距很大,钢纤维混凝土对抗拉弹性模量具有很明显的提高作用,进而使得混凝土的收缩变形性能增强,改善混凝土的收缩率,从而能够有效的起到防止道路桥梁面的损坏情况;第五,在实际应用过程中和大量的试验结果都可以看出,钢纤维混凝土的抗疲劳和抗裂性能都相较于普通混凝土有很大幅度上的改善和提高;最后,钢纤维混凝土的抗剪性能、抑制甚至阻止温度裂缝的形成和扩展的性能,还有它的耐磨性、抗冻性等综合性能都得到了很大程度的增强和提高。
2钢纤维混凝土施工技术
钢纤维混凝土在桥梁工程中的施工可以根据施工方法的不同分为浇筑钢纤维混凝土施工、喷射钢纤维混凝土施工、灌浆钢纤维混凝土施工。钢纤维混凝土材料的优良、施工技术水平的好坏决定了施工质量,而施工质量则决定了桥梁的整体质量,因此,在进行钢纤维混凝土施工的时候,除了要使普通混凝土满足施工要求外,还要重视钢纤维给施工带来的技术问题。钢纤维混凝土施工技术的关键环节是确保钢纤维分布的均匀,主要包含以下几个方面:
2.1钢纤维混凝土的搅拌
一般情况下,为了使钢纤维在搅拌的时候充分分散,避免出现结团的现象,最好使钢纤维通过分散机进入搅拌机,同时,将分散机的功率和分散力控制在一定范围内以使钢纤维混凝土的分散效果达到最好。混合料可先用搅拌机干拌1min,然后再注水和外加剂湿拌2min。搅拌机的选用一般要选用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。
2.2钢纤维混凝土的浇筑和振捣
在浇筑钢纤维混凝土的时候,要避免出现明显的浇筑接头,每次倒料浇筑的时候要相距15~20cm,从而保持混凝土的整体连续性,需注意的是,钢纤维混凝土的浇筑必须连续进行。在振捣的时候,宜选用平板振捣器振捣混凝土,确保钢纤维分布均匀。如果采用振捣棒振捣,倒料的时候,要使钢纤维纵向条状集束的排列,从而保证边角混凝土的密实,提高混凝土抵抗板体收缩应力、温度应力和荷载传递的能力。最后还要将振捣好的混凝土抹平,并将外露的钢纤维压入混凝土。
2.3钢纤维混凝土的成型
目前,钢纤维混凝土粗骨料细,含砂量大,纤维的分布比较乱,所以,宜采用真空吸水工艺进行钢纤维混凝土路面的施工,还要用机械将钢纤维混凝土抹平,避免钢纤维的外露。对于拆模后钢纤维外露或者漏振的情况应及时处理。
2.4钢纤维混凝土的接缝
钢纤维混凝土具有良好的抗裂性和收缩性,所以在施工时,如果施工地点有条件进行封闭,可采用混凝土摊铺机做成整幅式,无需设纵缝,当钢纤维混凝土强度达到设计强度的50%后可切锯缩缝。
3桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
3.1桥梁上部结构中钢纤维混凝土的应用
钢纤维混凝土主要应用在桥梁上部结构中的承受荷载比较大的部分,比如拱形桥梁的拱圈部分和桥梁中有应力集中的区域,因为钢纤维混凝土的抗变形能力和抵抗冲击荷载的能力比普通混凝土都要强很多,所以用钢纤维混凝土可以有效地增强桥梁的抵抗荷载变形能力。再就是可以减轻桥梁上部结构的重量,虽然同体积的钢纤维混凝土要比同体积的普通混凝土的重量大很多,但是达到同样的力学性能,钢纤维混凝土的使用量要比普通混凝土的使用量要少很多,从而就有效地减轻了桥梁上部结构的重量。上面结构的重量减轻了,作为支撑桥梁上部结构的墩台数量就可以相应的减少,这样一来就在很大程度上使桥梁的建造费用降低了。
3.2在钢筋混凝土桩中钢纤维混凝土的应用
在桩基中钢纤维混凝土的应用一般是用在混凝土桩基的端部,这样可以大大增强桩基顶端的强度,让桩基能够更容易地穿越地面的各个层次,一次敲击打入深度也大大增强。这样能够有效地提高桩体的打入速度。
3.3桥梁墩台部位的加固中钢纤维混凝土的应用
钢纤维混凝土在桥梁墩台部位的应用主要是加固桥梁墩台,一般使用混凝土喷射机向需要加固的部位喷射钢纤维混凝土,喷射的厚度根据桥梁加固的实际情况来确定,一般是十几厘米。因为是在桩体上喷射加固用,所以钢纤维的规格和掺量与一般的钢纤维混凝土钢纤维掺量是不同的,加固桩体钢纤维掺量一般为1%左右,用的水泥是快凝型的水泥,可以让水泥在短时间内凝固在需要加固的桩体和墩台表面,在喷射之前要对原有桩体表面进行粗糙处理,目的是让钢纤维混凝土能够与桩体更紧密地结合在一起。
3.4桥面铺装
采用钢纤维混凝土桥面铺装层不仅可以增强桥面的抗裂性、耐久性和提高舒适性能,还可以增强桥梁抗折强度,增加桥梁本身刚度,减少铺装厚度,降低结构自重,改善桥梁受力状况。
4结语
随着钢纤维理论与科技不断发展进步,钢纤维混凝土应用于路桥工程中的施工技术还有很多需要注意的方面。总之,在路桥工程的钢纤维混凝土施工中一定要严格按照施工技术与规范的要求,按照相应的程序进行。
参考文献
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