公路桥梁施工中的钢纤维混凝土技术的应用分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 公路桥梁施工中的钢纤维混凝土技 术的应用分析 摘要：钢纤维混凝土是一种新 型的优质水泥基复合材料,本文就钢纤维 和钢纤维混凝土的性能进行了分析，同 时针对路桥施工过程中钢纤维混凝土技 术应用作了探讨。 中国论文网 /2/view-12901274.htm 关键词：公路桥梁 钢纤维混凝 土 加固应用施工技术 Abstract: the steel fiber concrete is a new type of high quality cement base composite materials, this paper of steel fiber reinforced concrete fiber properties are analyzed, and at the same time for the steel fiber concrete road （2）较高的抗拉、抗压和抗弯 的极限强度。在混凝土中掺入适量钢纤 维,其极限抗压强度可以提高,单轴抗拉 极强度可提高 40%50%,抗弯极限强度 可提高 50%150%; （3）良好的抗冲击性能。钢纤 维混凝土在纤维掺量为 0.8%2.0%时,其 冲击韧性指标可提高 50100 倍,甚至更 高; （4）变形性能明显改善。钢纤 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 维对混凝土抗压弹性模量影响不显著,但 对抗拉弹性模量提高较多,钢纤维对混凝 土长期收缩变形的影响也较明显, 钢纤 维可使混凝土的收缩率降低 10%30%; （5）抗裂和抗疲劳性能显著提 高; （6）优越的抗剪性能; （7）良好的阻止和抑制因温度 应力引起裂缝产生与扩展的能力; （8）良好的抗冻性与耐磨性能。 1.4 影响钢纤维混凝土性能的主 要因素 钢纤维混凝土性能受钢纤维类型、 钢纤维掺量、钢纤维长径比、砂率、粗 骨料最大粒径、减水剂、掺和料等因素 的影响。其中钢纤维类型、钢纤维掺量 和钢纤维长径比是影响钢纤维混凝土性 能的主要因素。当钢纤维混凝土用于路 面材料时,由于面层板较薄,因而受地下 排水状况的影响较大。 2 路桥施工中钢纤维混凝土的应 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 用 2.1 道路施工中钢纤维混凝土的 应用 由于钢纤维混凝土路面具有减薄 铺装厚度、纵缝不设或少设、横向缩缝 少、良好的耐磨性及冻融性等优点,延长 路面使用寿命,从而在路面工程中获得广 泛应用。 2.1.1 新建全截面钢纤维混凝土 路面 全截面采用钢纤维混凝土的路面 厚度为普通混凝土路面厚度的 50%60%, 钢纤维掺量为 0.8%1.2%。双车道路面 一般不设纵缝,横缝间距 2030m,最长可 取 50m。 2.1.2 新建复合式钢纤维混凝土 路面 复合式路面可以做成双层式或三 层式。双层式路面的构造是在全路面板 厚的上层约全厚 40%60%铺设钢纤维 混凝土。三层式复合路面是上下两层分 别做成钢纤维混凝土层, 中间夹普通混 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 凝土层。结构上比较合理,但施工复杂。 根据经验,三层式复合路面宜在机械化铺 设条件较高的地区使用。此外,还可以采 用钢纤维- 钢丝网混凝土复合式路面。 2.1.3 碾压钢纤维混凝土路面 将钢纤维置于碾压混凝土中, 从 而使路面的强度和韧性增强,改善碾压混 凝土的力学性能。 2.1.4 钢纤维混凝土罩面 旧混凝土路面损坏采用钢纤维混 凝土铺筑罩面层。钢纤维混凝土罩面分 结合式、直接式、分离式 3 种结合。结 合式罩面面层与旧混凝土相互粘结为一 整体, 共同发挥结构的整体强度作用。 分离式罩面层与旧混凝土不粘结,而是中 间设置一个隔离层,各层独立发挥作用。 直接式是直接在旧水泥混凝土面层上加 铺钢纤维混凝土罩面层。一般用于损坏 较轻微的旧水泥混凝土路面。 2.1.5 钢纤维水泥砂浆或钢纤维 细石混凝土罩面修补 用钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 混凝土对损坏的路面进行修补罩面。钢 纤维体积率以 1%2%为宜,长径比可略 高于钢纤维增强混凝土的长径比。一般 限制在 70100 范围内。 2.1.6 在多年冻土地区用于抗冻 在多年冻土地区选用钢纤维混凝 土路面以减少吸热, 并维持冻土热平衡 和提高抗冻性。 2.2 桥梁施工中钢纤维混凝土的 应用 2.2.1 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。此外, 采 用钢纤维混凝土和橡胶沥青混凝土复合 的双层桥面也是一种有效措施。 2.2.2 桥梁上部承受荷载部位 采用钢纤维混凝土作为主拱圈 (主梁)或在应力集中区局部加强,改善结 构受力性能,有效控制结构变形,减轻自 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 重,推动桥梁结构向大跨度、轻型化方向 发展。结构性能良好,造型美观,而且可 减少上部材料用量,使下部墩台数量也相 应减少,从而降低造价,提高经济效益。 通过修建钢纤维混凝土桥梁降低梁高,满 足使用上的特殊要求。 2.2.3 桥梁墩台等结构局部加固 对动载长期作用下造成的桥梁墩 台及桥面板裂缝或表层剥落病害,采用转 子型喷射机喷射 520cm 钢纤维混凝 土以满足结构的整体性和抗震性要求。 一般钢纤维类型采用剪切钢纤维,掺量为 1.0%;采用硫铝酸盐快硬水泥和 TS 型速 凝剂提高早期抗裂性能;对旧混凝土表面 喷砂或凿毛,增加新旧混凝土的整体性。 2.2.4 钢筋混凝土桩加强 采用钢纤维混凝土对桩顶或桩尖 局部增强, 桩的穿透力有较大提高,锤击 次数减少,大大提高打击速度。一般在桩 顶和桩尖部位采用钢纤维混凝土,增强桩 顶的抗冲击韧性,避免桩顶在打入设计深 度以前出现破裂,并增加桩尖入土能力, -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 提高打击速度。桩身部分仍用预应力或 非预应力钢筋混凝土。当然也可以全断 面整体浇筑钢纤维混凝土,但其经济效益 会有所下降。所以,应经过技术经济比较 决定。 2.3 采用喷射钢纤维混凝土衬砌 隧道和边坡防护加固 采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道 是一种有效的技术措施。具有加强结构 整体性和防止隧道渗漏水的作用。在边 坡岩石节理裂隙发育的地质不良地段, 采用普通混凝土支护并用喷射钢纤维混 凝土加强或全截面采用喷射纤维混凝土 支护加固。 3 钢纤维混凝土设计 钢纤维混凝土配合比可以根据普 通混凝土配合比的选择原则,通过试验最 后决定。首先应选择与基材强度相适应 的钢纤维品种,钢纤维极限抗拉强度应大 于 500MPa。圆直和熔抽钢纤维适宜配 制中低标号混凝土,剪切钢纤维可配制高 标号混凝土。钢纤维含量以 0.5%2.0% -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 为宜。为使钢纤维混凝土力学性能与施 工和易性要求尽量一致,对钢纤维长径比 应加以控制,同时还应考虑钢纤维的最小 直径。钢纤维最小直径不应小于 0.40mm,一般应控制在 0.450.70mm 左 右;钢纤维的长度不应过长。在正常搅拌 机拌和时,长径比应控制在 5080.钢纤维 细石混凝土的砂率应高于相同标号的普 通混凝土。为保证钢纤维同基体牢固结 合,通常采用粒径较小主骨料,大粒径为 1020mm。为改善混合料施工和易性, 减少水泥用量和降低成本,可采用减水剂 或其它外掺剂。注意钢纤维外观必须洁 净、无锈、无油污,并不含其它杂质 和碎屑。 4 钢纤维混凝土施工技术 钢纤维混凝土的施工,按其施工方 法来分有浇注钢纤维混凝土、喷射钢纤 维混凝土和灌浆钢纤维混凝土。钢纤维 混凝土道桥工程质量的优劣,在很大程度 上取决于施工质量。因此,在钢纤维混凝 土施工时,除了满足普通混凝土的施工要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 求外,还应特别重视钢纤维给施工带来的 技术问题, 确保钢纤维均匀分布在基体 中。 4.1 设置钢纤维分散装置 由于钢纤维一次性直接投入搅拌 机易出现结团现象,为使钢纤维充分分散,宜 将钢纤维通过分散机再进入搅拌机。分 散机功率宜为 0.751.0kW,分散力宜为 2060kg/min。钢纤维应事先与细骨料 定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较 好的纤维,并在料斗入口处设置振动筛。 4.2 搅拌投料顺序和搅拌时间 为防止钢纤维结团,需采取分级投 料,先干后湿工艺。即按砂钢纤维碎 石水泥。混和料先在搅拌机内干拌 1min,然后加水和外加剂湿拌 2min。 4.3 采用强制式搅拌机 钢纤维混凝土搅拌机,一般最好使 用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。 当纤维掺量较高和坍落度较小时,为不使 搅拌机超负荷工作,搅拌机的利用率相应 有所降低。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 4.4 浇注和振捣 钢纤维混凝土在浇注时,不得有明 显的浇注接头。每次倒料必须相压 1520cm,使钢纤维混凝土保持整体连续 性。同时,钢纤维混凝土的浇注必须连续 进行。因使用插入式振动棒插入钢纤维 混凝土进行振捣,会使钢纤维朝振动着的 振动棒聚集,产生集束效应,为确保钢纤 维的二维分布,宜使用平板振动器振捣成 型。当采用振捣棒时,为保证边角混凝土 密实,应使钢纤维纵向条状集束排列有利 于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载 的传递。振捣好的混凝土表面应抹平,将 外露的钢纤维压入混凝土中,以防止露出 表面的纤维锈蚀或刺人。 4.5 成型 钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂 率大、纤维乱向分布的特点,因此钢纤维 混凝土路面宜采用真空吸水工艺, 机械 抹平以防止钢纤维外露。采用压纹机压 纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。 拆模后对纤维外露或漏振时,应及时处理。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 4.6 接缝施工 钢纤维混凝土的收缩性小、抗裂 性能好。有条件封闭交通的施工路段,采 用混凝土摊铺机可做成整幅式,不设纵缝。 钢纤维浇筑养生达设计强度 50%后切锯 缩缝。 4.7 运输 钢纤维混凝土在运输过程中, 坍 落度和含气量都会有损失,拌和物稠度下 降。由于在运输时受到振动使钢纤维下 沉,影响了钢纤维混凝土的均匀性。因此 钢纤维混凝土的运输距离应尽量缩短,料 斗出口尺寸要大一些。有条件时也可以 采用泵送。 5 结语 （1）钢纤维混凝土是一种新型 的优质水泥基复合材料,可以实现按照使 用要求设计材料的