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摘要:在传统的道路桥梁建设过程中,采用较多的材料是钢筋混凝土。但是钢筋混凝土对于环境污染比较严重,具有不可降解性,且易出现裂缝的问题,同时因为材料特性,在日后拆除和返修方面都比较麻烦,并且花费成本较高。钢纤维是适应市场发展需要产生的新型施工材料。钢纤维的制作简单而且省时省力,造价也非常低廉,其制作方式简单来说是将钢纤维按照一定比例融入混凝土当中,硬化后成为钢纤维混凝土,用于道路桥梁施工。钢纤维不仅拥有钢结构的稳定和强度,能够更好地提升道路桥梁的抗压能力和荷载能力,而且钢纤维混凝土质量比较轻,使道路桥梁在施工过程中减小了难度,有效提升了施工效率,目前广泛用于道路桥梁施工当中。
关键词:钢纤维混凝土;道路桥梁施工
1钢纤维混凝土基本情况介绍
所谓钢纤维混凝土,是在混凝土中加入不规则分布的短钢纤维所形成的新型混凝土材料。这些钢纤维的加入,有助于防止混凝土干固后产生的微小裂缝向大扩展,还能有效预防宏观裂缝的产生。根据钢纤维混凝土制造方式的差异,通常存在剪切、切削、熔抽和切断四种类型的钢纤维。四种钢纤维各有所长,其中切削钢纤维与混凝土的黏合度最高、黏合性最好。但无论如何,钢纤维混凝土较之其他类型的混凝土而言,具有较高的综合优越性。众所周知,普通混凝土受温度应力的作用在长期使用和大负荷下会出现裂缝,极大地影响车辆的安全、平稳通行,且随着裂缝的增大会对道路桥梁整体结构造成影响。而钢纤维混凝土则能够很好地避免温度应力作用下裂缝的出现。钢纤维混凝土的优越性能主要体现在:一是它的抗拉性能、抗弯能力和抗压能力较好;二是它的抗裂性能、抗剪性能和抗疲劳性能极高。正因为具有诸多优越的性能,因而在道路桥梁施工中具有广阔的应用前景。在道路桥梁施工中应用钢纤维混凝土能够避免裂缝的原理是:当路面受到外力碾压等作用时,水泥基料以及钢纤维共同承受外界作用力,一旦作用力比水泥基料的承受极限大,就会造成水泥基料开裂,但由于加入的钢纤维能够承担外力的作用,就极大地增强了混凝土的抗拉强度。
2钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用
2.1路基处理
当路基的承载能力值在120kPa以上时,首先应清理干净所有的杂填土,然后开挖到底部标高300mm以下,碾压施工时应选择(15t)的压路机进行3遍碾压,驾驶人员须使压路机的速度控制在每分钟20~25m之间,车轮轨迹搭接宽度为20~30cm。第一层碾压完成后,采用环刀法进行检验,把基土压实度控制在0.95以上,打夯机可以把压路机无法碾压的部分夯实。当路基承载力特征值在120kPa以上时,应先将全部杂填土清理干净,同时开挖到底部标高300mm以下,碾压时则选用压路机(15t)进行3遍碾压施工,将其速度控制在每分钟20~25m的范围内,轮迹搭接宽度为20到30cm。完成一层碾压后,利用环刀法进行试验,将基土压实度控制在0.95以上,部分位置压路机无法碾压时,应通过打夯机进行有效夯实。
2.2定位放样与支模
其工程施工定位放样是想达到对槽钢侧模标高实施有效的控制,施工中的混凝土厚度设计应取250~300mm之内,并且选择槽钢侧模实行施工。只有将灰饼建制在侧模下方,保证之间的距离在1500mm下,才能有效的控制标高。模板安装前期需挂通线,侧模板的位置需遵循挂线位置,初步对其位置开始固定,模板顶部标高的精准度则需要水准仪来实行测量,为了保证其和设计要求相匹配,还要对模板的平直度做好详细检查,当侧模顶标高和设计标准相匹配时,采用钢筋棍钉入地面在与侧模焊接,从而起到槽钢水平固定的作用。
2.3钢纤维混凝土方面的配比
要想提高钢纤维混凝土的整体施工工艺,需要保障材料的合理性以及科学性。道路桥梁工程施工中应用钢纤维混凝土时合理控制路面厚度,使钢纤维混凝土抗弯强度在理想的状态内,与施工设计对于强度的要求互相符合,为施工质量提供保障。钢纤维混凝土施工配合比设计与强度系数、设计强度具有一定的关系,通过相关参数对于抗弯强度、抗压强度进行确定。按照相关试配抗压强度以及比例关系可以获得水灰比的配置比例。通常情况下,钢纤维混凝土体积率为0.5%~2%,在该区域内对混合材料数量进行计算,并对试配比例进行明确。钢纤维混凝土配合比设定中水灰比的控制是非常重要的,应尽可能少添加水泥量。
2.4钢纤维混凝土的拌制
钢纤维混凝土施工效果、施工质量与所选择的施工方法具有非常密切的关系,在具体的施工工作中,为了防止钢纤维混凝土在实际交班中发生凝固或者结团的情况,施工工作人员需要对每次搅拌量进行精确的控制,严禁出现搅拌量过多或者过少的情况,且需要均匀的搅拌。通过滚动式搅拌设备为均匀分布纤维提供保障[3]。混凝土配置施工中应选择先干后湿的搅拌工艺进行施工,首先进行1min的搅拌,然后添加水。一般情况下,在搅拌期间需要进行3次水的添加,完成上述操作方可保障钢纤维混凝土具有均匀的比例。在实际的搅拌过程中,每次混合砂石、水泥、水之后,要进行2min的无水搅拌,接着再进行有水搅拌。在施工过程中尽量控制搅拌的时间<7min,防止由于过度搅拌导致钢纤维混凝土出现结团的情况。严格根据上述相关标准程序进行施工,可确保混合料达到施工标准的要求。
2.5钢纤维混凝土的运输
宜采用混凝土运输车运输,但卸料高度一般不得超过1.5m,以防止混凝土出现离析。施工中应尽量缩短钢纤维混凝土的运输距离,并应根据天气和温度情况严格控制从出料到摊铺完成的作业时间。
2.6钢纤维混凝土的浇筑
在进行钢纤维混凝土的浇筑过程中,尽量避免出现明显的浇筑接头,确保每次卸料的重叠距离为15cm~20cm,以消除混凝土的接缝。此外,振捣过程中应尽量避免出现混凝土结团的现象。为了保证钢纤维分布的随机性与均匀性,工程中多采用平板振捣器进行钢纤维混凝土的振捣。浇筑混凝土之后,需要将暴露在外的钢纤维手动插入混凝土中,防止因为钢纤维裸露在外而出现腐蚀锈蚀等现象。
2.7振捣钢纤维混凝土
在浇筑混凝土的同时,为了提升混凝土的密实度,一定要采用振捣技术,来保障混凝土和钢纤维材料的密合度。在施工过程中应对钢纤维混凝土的表面实施提浆工序,可以使用振动棒和振动梁等工具。与此同时当混凝土在初凝前用浆头对露出表面的钢纤维进行覆盖。施工人员要严格把控在振捣过程中的振捣时间,移动距离和插入深度应按照施工标准进行,从而为了防止出现漏振和过振等情况。
2.8钢纤维混凝土的养护处理
钢纤维混凝土施工中另一重要的环节就是养护,和普通混凝土施工基本相似,重点是交通管制,防止车辆和行人毁坏刚铺筑好的路面,为了保证钢纤维混凝土的质量,需要对钢纤维混凝土实施覆盖塑料薄膜达到一周以上的专业养护。
3结语
由于钢纤维混凝土具有普通混凝土所不具备的诸多优点,故而具有良好的经济效益和社会效益。时至今日,这种材料已在多个工程领域得到了广泛应用。虽然,由于钢纤维的生产成本较高使得钢纤维混凝土结构的初始建造成本相对较高,在一定程度上限制了这种材料的进一步推广。但随着社会的发展和科技的进步,钢纤维的生产成本必将逐年降低。另外,从工程全寿命周期的角度分析钢纤维混凝土结构的建造成本,其仍然是相对经济的。因此,钢纤维混凝土的工程应用前景必将异常广阔,与钢纤维混凝土技术的相关研究必将得到进一步的发展。
参考文献
[1]段宝红.钢纤维混凝土技术在公路桥梁施工中的应用[J].交通运输研究,2014.
[2]抄玉民.钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用[J].建设科技,2015.