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钢纤维混凝土技术对桥梁工程的应用

发布时间:2020-10-29

以桥梁工程施工中钢纤维混凝土技术的应用进行了研究,并提出了有效的建议。

1钢纤维混凝土技术的概念及特点

钢纤维混凝土技术,实际上属于一种多相复合材料,是在普通混凝土的基础上,融入一些短钢纤维,以提高混凝土的功能和性能。利用此技术,能有效提高混凝土的抗裂性能,改善拉伸强度、抗弯性能以及抗疲劳性能等,不断提高桥梁工程的质量。

具体有以下几个特点:(1)耐磨性能好。钢纤维混凝土技术的竖向抗压缩性能优于传统混凝土,能有效降低裂纹、裂缝的产生几率,延长工程的使用寿命。(2)灵活性能好。在采用钢纤维混凝土技术时,可根据实际施工需要来调整配比,以改变混凝土的拉伸强度、承载能力,保障桥梁工程施工质量和效率。因此,在具体施工过程中,通常以传统混凝土配比为参考,并对工程特点进行分析,合理选择基材,不断提高拉伸强度。具体信息如表1所示.通过表1可知,不同标号钢纤维混凝土的调配方式是不同的,其质量、性能等也会有所差异。但在实际施工中,一般可以降低水泥的使用率,以改善材料的易和性,并采用一些减水剂等材料,使其满足施工需求。

2桥梁工程施工中钢纤维混凝土技术的应用

2.1桥面铺装施工

根据上述分析可知,钢纤维混凝土技术具备良好的抗裂性能、拉伸强度以及抗疲劳寿命等优点,将其应用在桥面铺装施工中,能有效提高路面的质量,防止出现裂缝等问题。同时,由于钢纤维混凝土结构稳定,性能优良,在应用阶段,能有效降低桥梁自重,降低路面的厚度,提高桥梁工程的舒适性。另外,该技术的力学性能较好,在实际应用阶段,可采用钢纤维混凝土以及橡胶沥青混凝土相结合的模式,有利于实现双层桥面,使得桥面工程的性能大幅度提高。以山东省某桥梁为例,在进行桥面铺装时,要求钢纤维混凝土的抗折强度在8.0MPa以上,并采用长径比为60的剪切型钢纤维。

同时,水泥的抗折强度为7.42MPa,密度为310g/m3,河沙密度为2.86g/cm3,碎石为2.57g/cm3。并按照水量的2.5%加入减水剂。但在实际调配钢纤维混凝土时,其抗折强度会发生变化,利用Fft配+Fft+Z•σ=8.62MPa,其中,Fft为8.0MPa,Z为保证系数,其强度应以85%为准,数值为1.04,σ为0.6。因此,通过实际数值计算,能有效保障桥面的铺装质量。

2.2桥梁工程局部加固

通常情况下,当桥梁工程达到一定的使用年限时,会出现不同程度的病害问题,包括桥梁面板脱落、墩台裂缝等问题,对桥梁的质量与安全性造成了影响。针对这一问题,可利用钢纤维混凝土来进行加固。以某桥梁工程为例,桥面上的混凝土,在长期使用下出现了严重的破损问题,影响了桥梁的正常使用。在2005年,采用SFRC来进行了修复、加固等工作。其中,水灰比为0.45,钢纤维含量为1.3%,水泥用量为300kg/m3,并采用了7.5kg的减水剂。能有效提高修复质量,营运10多年来,并未出现破损、裂缝等问题。

3钢纤维混凝土技术施工要点

3.1钢纤维分散设置

钢纤维分散设置是比较重要的内容,有利于提高施工质量和效率,充分发挥钢纤维混凝土技术的优势特点。在实际施工中,若采用一次性搅拌钢纤维的施工方法,对搅拌质量会造成影响,容易出现结团等问题,会影响钢纤维混凝土的性能。因此,需要采用分散处理的方式,逐次将钢纤维放置搅拌机中,以提高搅拌效率。分散机具体参数如表2所示。

3.2钢纤维混凝土配合比设计

在进行搅拌前,需要合理调整钢纤维混凝土的配合比,以C50钢纤维混凝土配合比为例,大致参数如表3所示。除表3之外,还需要对砂石用量进行计算,设a=2,其公式为VS+G=1000L-[(WO/pw+CO/pc+To/pt)+10L×2],从而获得初步配合比。

3.3搅拌技术

在实际搅拌中,要明确搅拌时间和搅拌工序,避免出现结团等问题。因此,在放置材料时,应先放置砂料,再放入钢纤维、碎石料、水泥等材料,使得各部分材料可以充分搅拌,保障钢纤维混凝土的质量。同时,在具体搅拌中,应按照先干后湿的施工工序,先干拌一分钟左右,再加入水、外加剂等搅拌2min。

3.4浇筑成型处理

当进行浇筑工作时,应尽可能降低浇筑接头数量,提高浇筑的连续性,并确保浇筑厚度控制在15~18cm左右。在整个浇筑过程中,要做到一气呵成,避免影响浇筑质量。同时,可使用平板振捣的方式,能保障钢纤维处于均匀分布的状态,提高其力学性能。

3.5裂缝处理及运输

采用压纹机是一种比较有效的方式,能保障路面的平整性,避免出现裂缝问题。但在进行封闭施工时,一般可采用摊铺机,对整段桥面进行摊铺,能有效降低接缝数量,降低裂缝的产生几率,并根据实际强度来进行切锯缩缝工作。另外,在运输钢纤维混凝土时,当运输时间过长,会影响混凝土内部结构的稳定性,导致钢纤维在振动的影响下出现下沉现象,影响了材料的均匀性,难以保障钢纤维混凝土的质量。因此,在实际工作中,应尽量缩短运输距离,避免对混凝土的质量造成影响。

4结束语

通过上述分析可知,钢纤维混凝土技术具备很多的优势性特点,包括拉伸强度好、抗裂性能强、抗疲劳效果好等,能有效保障路桥工程的施工质量。但在实际使用中,要注意钢纤维混凝土浇筑等工作要点,确保混凝土的质量,使其可以广泛应用在桥梁工程中,实现其综合效益。

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