公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用
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摘要：公路建設(shè)中橋梁施工作為主要的施工項(xiàng)目，其施工的質(zhì)量影響著公路整體的質(zhì)量?；炷两Y(jié)構(gòu)是橋梁的主要組成部分，混凝土的堅(jiān)固性直接影響著橋梁的質(zhì)量。鋼纖維混凝土的公路橋，其路面極少出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，橋路面具有較強(qiáng)的耐磨性，因此極具推廣應(yīng)用價(jià)值。該文重點(diǎn)就公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，以供業(yè)內(nèi)人士參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：公路橋梁；鋼纖維混凝土；技術(shù)應(yīng)用；施工
鋼纖維混凝土技術(shù)作為一種先進(jìn)的施工技術(shù)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代道路橋梁工程中，有效增強(qiáng)了混凝土的抗拉性能與承載性能，確保了道路橋梁工程的施工質(zhì)量。但目前鋼纖維混凝土技術(shù)在我國(guó)并不成熟，尚處于初級(jí)起步階段，這就需要相關(guān)人員從基礎(chǔ)理論與應(yīng)用實(shí)踐等多方面加以探索與完善。
1鋼纖維混凝土的性能及技術(shù)要點(diǎn)
1.1鋼纖維混凝土性能分析
鋼纖維混凝土作為一種新型的多相復(fù)合材料，主要是在傳統(tǒng)的混凝土材料中加入散亂無(wú)序的短鋼纖維，通過(guò)摻雜短鋼纖維一方面可以緩解傳統(tǒng)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)小裂縫的外延，另一方面也可以起到預(yù)防宏觀裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的效果[1]。總體而言，鋼纖維混凝土材料具備以下幾方面性能和優(yōu)勢(shì)：第一，相對(duì)比傳統(tǒng)的混凝土材料，鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度更大，具備更高的承載力；第二，鋼纖維混凝土材料的抗沖擊性能十分優(yōu)良；第三，抗彎性能與抗壓能力顯著；第四，傳統(tǒng)的混凝土材料在溫差比較大的區(qū)域很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，而鋼纖維混凝土適應(yīng)環(huán)境能力比較強(qiáng)，即便區(qū)域的晝夜溫差較大，也可以有效防止材料內(nèi)部裂縫的外延；第五，鋼纖維混凝土的抗震能力也比較強(qiáng)，在運(yùn)用到地震多發(fā)區(qū)域公路橋梁建設(shè)當(dāng)中，可以有效防止地震等自然災(zāi)害對(duì)于道路交通運(yùn)輸造成的影響，大幅度提升了公路橋梁的使用年限；第六，鋼纖維混凝土最大的優(yōu)勢(shì)在于即便結(jié)構(gòu)本身由于外部的因素干擾而出現(xiàn)變形或偏移，后續(xù)的修復(fù)和處理也相對(duì)簡(jiǎn)單，可以有效降低成本的投入[2]。
1.2鋼纖維混凝土技術(shù)要點(diǎn)
1.2.1分類處理。在公路橋梁施工建設(shè)中運(yùn)用鋼纖維混凝土材料時(shí)，為了提升鋼纖維混凝土施工質(zhì)量水平，首先需要開(kāi)展鋼纖維分類處理作業(yè)，因?yàn)橐坏┓诸愄幚砉ぷ魅笔?，那么在開(kāi)展鋼纖維攪拌時(shí)，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)團(tuán)的問(wèn)題，影響到材料結(jié)構(gòu)性能，最終對(duì)施工質(zhì)量和安全造成干擾。為了提升鋼纖維分類處理質(zhì)量，在完成處理工作后，需要分批次將鋼纖維材料投入攪拌設(shè)備當(dāng)中，一方面可以避免結(jié)團(tuán)問(wèn)題的出現(xiàn)，另一方面也可以顯著提升攪拌速度[3]。通常而言，在將鋼纖維材料投入到攪拌設(shè)備之前，需要在入口位置安裝振動(dòng)篩，目的是進(jìn)一步提升攪拌效果。對(duì)于攪拌設(shè)備的選擇，要具體結(jié)合鋼纖維材料性能而定，一般為了防止鋼纖維過(guò)量投入而引起的設(shè)備超負(fù)荷作業(yè)，多數(shù)會(huì)選擇反轉(zhuǎn)式攪拌設(shè)備或強(qiáng)制式攪拌設(shè)備等，不僅攪拌效果相當(dāng)理想，而且可以顯著提升鋼纖維混凝土性能。1.2.2設(shè)置鋼纖維攪拌時(shí)間。在實(shí)際開(kāi)展鋼纖維攪拌作業(yè)時(shí)，其投放的順序以及時(shí)間等參數(shù)對(duì)于攪拌質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。對(duì)于鋼纖維混凝土而言，其性能的特殊性也決定了其攪拌環(huán)節(jié)的投入順序和投入時(shí)間都必須要相當(dāng)嚴(yán)格規(guī)范，從而確保材料發(fā)揮出實(shí)質(zhì)性的功能效果。通常而言，鋼纖維混凝土攪拌過(guò)程中投放順序如下，即砂石→攪拌鋼纖維→放入水泥。而對(duì)于時(shí)間的控制，在進(jìn)行鋼纖維與水泥材料的攪拌環(huán)節(jié)，最為理想的時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在1.5min左右，接著加水?dāng)嚢?min，便可以達(dá)到確保鋼纖維混凝土質(zhì)量水平的實(shí)質(zhì)性目的[4]。1.2.3振搗器選擇。對(duì)于鋼纖維混凝土來(lái)說(shuō)，其具備良好的抗收縮性，該性能的強(qiáng)弱與振搗器選擇存在很大的關(guān)聯(lián)[5]。一般而言，在進(jìn)行鋼纖維混凝土制作中，要盡可能地選擇足夠平滑的振搗器設(shè)備，如此可以達(dá)到理想的振搗效果；反之，如果振搗器凹凸不平，則在實(shí)際進(jìn)行振搗過(guò)程中，鋼纖維很容易聚集在設(shè)備的某一區(qū)域，由于振搗不夠充分，所以最終制作的材料也難以發(fā)揮出理想的性能優(yōu)勢(shì)。不僅如此，鋼纖維混凝土制作完成投入使用過(guò)程中，要避免澆筑接頭突出，以免影響到澆筑作業(yè)的質(zhì)量。通常在進(jìn)行澆筑倒料時(shí)，要將厚度控制在15~20cm以內(nèi)，如此可以全面提升澆筑作業(yè)質(zhì)量，同時(shí)也能發(fā)揮出理想的材料性能優(yōu)勢(shì)。1.2.4施工裂縫處理。雖然鋼纖維混凝土材料性能優(yōu)越，但是在運(yùn)用到公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，由于外部諸多因素的干擾，不可避免會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，所以在技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中也需要采取相應(yīng)的裂縫處理手段和措施。針對(duì)于鋼纖維混凝土砂率較大而引發(fā)的裂縫，可以選擇特定的施工設(shè)備進(jìn)行處理，例如：選擇特定壓紋機(jī)進(jìn)行紋理壓制，提升公路橋梁路面結(jié)構(gòu)平滑性的同時(shí)，也能起到控制裂縫問(wèn)題的效果[6]。
2公路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐
2.1工程概況
某公路橋梁施工建設(shè)項(xiàng)目，全長(zhǎng)1290m，設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程實(shí)際以及交通運(yùn)行需求，最終決定運(yùn)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)開(kāi)展作業(yè)，具體流程如下。
2.2鋼纖維混凝土設(shè)計(jì)
結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行鋼纖維混凝土材料的配合比設(shè)置，如此可以讓材料發(fā)揮出理想的性能和優(yōu)勢(shì)，提升施工建設(shè)強(qiáng)度以及承載力，最終延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。在該工程項(xiàng)目中，經(jīng)過(guò)檢測(cè)確定材料的抗拉強(qiáng)度在500MPa以上，所以對(duì)于鋼纖維混凝土材料的制作來(lái)說(shuō)，需要有效控制最小直徑和長(zhǎng)徑比參數(shù)，以達(dá)到提升抗拉強(qiáng)度目的，詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計(jì)如表1所示。
2.3鋼纖維混凝土施工技術(shù)
在此項(xiàng)目中運(yùn)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)時(shí)，主要包括以下幾部分內(nèi)容，即前期施工準(zhǔn)備、鋼筋鋪設(shè)、模板安裝、材料運(yùn)用以及養(yǎng)護(hù)施工等，詳細(xì)分析如下。2.3.1前期施工準(zhǔn)備。在公路橋梁施工建設(shè)中運(yùn)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)前，需要進(jìn)行充足的準(zhǔn)備工作，主要涉及到材料、設(shè)備以及工藝等，具體如下：第一，涉及鋼纖維混凝土制作的各類材料，要嚴(yán)格確保其性能符合既定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其在采購(gòu)、運(yùn)輸以及存放等環(huán)節(jié)都必須要進(jìn)行有效的管理，確保性能和質(zhì)量一直處于最佳狀態(tài)，為后續(xù)的施工提供有效的保障；第二，施工作業(yè)前需要對(duì)使用到的設(shè)備儀器，尤其是大型的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，確保其性能不存在問(wèn)題，對(duì)于發(fā)現(xiàn)存在隱患的設(shè)備，要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和處理，不可投入使用，以免影響到施工質(zhì)量；第三，結(jié)合工程實(shí)際情況選擇最為合理的技術(shù)工藝，并配置專業(yè)化的施工團(tuán)隊(duì)，為后續(xù)作業(yè)的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2.3.2鋪設(shè)鋼筋。在運(yùn)用鋼纖維混凝土技術(shù)前，還需要在公路橋梁建設(shè)中進(jìn)行鋼筋鋪設(shè)，詳細(xì)包括以下幾點(diǎn)：第一，根據(jù)前期設(shè)計(jì)方案開(kāi)展鋪設(shè)作業(yè)，過(guò)程中要做好相應(yīng)的標(biāo)記處理，切實(shí)按照規(guī)范執(zhí)行操作，確保鋼筋鋪設(shè)的精準(zhǔn)性；第二，在鋼筋鋪設(shè)過(guò)程中，對(duì)于鋪設(shè)的交匯位置，要確保鋼筋不超出梁體標(biāo)高尺寸的短筋嵌入，如此可以為后續(xù)的施工作業(yè)提供根本保障，同時(shí)也能確保各項(xiàng)施工參數(shù)符合方案設(shè)計(jì)要求；第三，在完成鋼筋鋪設(shè)施工后，由專業(yè)施工人員進(jìn)行鋼筋綁扎施工，為了確保施工質(zhì)量符合要求，施工單位還需要安排專門(mén)的結(jié)構(gòu)或人員對(duì)該環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)要立即返工處理，全面確保該施工環(huán)節(jié)的可靠性。2.3.3模板安裝。在鋼模板的安裝操作中，相關(guān)作業(yè)人員要嚴(yán)格控制模板的安裝高度以及水平位置等參數(shù)，目的是確保模板結(jié)構(gòu)可以足夠穩(wěn)定可靠；反之，一旦參數(shù)控制不合理，模板安裝出現(xiàn)一定偏差，后續(xù)的施工質(zhì)量也會(huì)深受影響。不僅如此，在模板安裝過(guò)程中，還需要加強(qiáng)對(duì)施工位置的防護(hù)處理，避免安裝位置出現(xiàn)漏漿的情況。通常而言，為了達(dá)到理想的安裝效果，在實(shí)際開(kāi)展安裝作業(yè)前，工作人員會(huì)先在結(jié)構(gòu)表面涂抹一層隔離劑，目的是避免對(duì)后續(xù)鋼纖維混凝土材料性能造成干擾和影響，進(jìn)一步提升施工質(zhì)量水平。2.3.4鋼纖維混凝土運(yùn)用。首先，施工作業(yè)前，工作人員需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地面進(jìn)行潤(rùn)濕處理，目的是為接下來(lái)的鋪筑施工做準(zhǔn)備。該環(huán)節(jié)主要利用大型的灑水設(shè)備，要不斷對(duì)地面進(jìn)行潤(rùn)濕處理，尤其是在鋪筑作業(yè)前的3~5h，要不斷對(duì)地面進(jìn)行灑水，確保施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)地面潤(rùn)濕度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于鋼纖維混凝土攤鋪處理工作，在此之前需要安排專門(mén)的人員進(jìn)行平整化處理。一般而言，可以利用機(jī)械振搗配合人工振搗的方式進(jìn)行處理，其中材料主體由機(jī)械振搗設(shè)備來(lái)完成操作，而局部的邊角無(wú)法振搗的區(qū)域，則由人工的方式完成。需要注意的是，振搗過(guò)程中不可盲目對(duì)某一位置進(jìn)行多次操作，目的是避免過(guò)度振搗而出現(xiàn)擁包問(wèn)題，同時(shí)也不可存在漏振的情況，在完成振搗處理后由質(zhì)檢人員進(jìn)行治理檢驗(yàn)，不達(dá)標(biāo)的位置要及時(shí)二次振搗處理，直到符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為止。其次，提漿施工主要是運(yùn)用三軸混凝土提漿機(jī)，該設(shè)備的綜合性能比較高，可以顯著提升施工作業(yè)質(zhì)量水平。但是由于該設(shè)備對(duì)于施工作業(yè)人員的素質(zhì)要求極高，所以一般要求專業(yè)人員進(jìn)行操作，不然難以發(fā)揮出理想的施工效果。再次，鋪筑是施工中比較重要的一項(xiàng)內(nèi)容，在公路橋梁成型之前，一般需要利用真空吸水的方式進(jìn)行處理，特別是對(duì)于鋼纖維混凝土材料而言，其含砂率較高，傳統(tǒng)的技術(shù)運(yùn)用存在很大困難，無(wú)法發(fā)揮出理想的優(yōu)勢(shì)，而真空吸水處理可以很好地解決其中存在的問(wèn)題，提升工程施工質(zhì)量。在鋪筑作業(yè)完成后混凝土結(jié)構(gòu)表面一般會(huì)出現(xiàn)不平整的現(xiàn)象，此時(shí)需要結(jié)合具體問(wèn)題的成因選擇合理的處理方式。待處理結(jié)束后進(jìn)行模板結(jié)構(gòu)拆除，此前需要全方位檢測(cè)鋼纖維混凝土是否存在超出路面表層的情況，如果存在就需要及時(shí)進(jìn)行處理，避免影響到公路橋梁建設(shè)質(zhì)量。最后，由相關(guān)人員在公路橋梁表面進(jìn)行刻槽處理，目的是提升路面的抗滑性能，為后續(xù)車輛安全通行提供保障。在此過(guò)程中，為了進(jìn)一步延長(zhǎng)公路橋梁的使用年限，刻槽中要盡可能使用窄槽結(jié)構(gòu)。2.3.5養(yǎng)護(hù)處理。鋼纖維混凝土施工完成后，為了進(jìn)一步提升公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，需要做好充分的后期養(yǎng)護(hù)處理，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工操作，一般可以在公路橋梁路面上鋪設(shè)草墊或者持續(xù)進(jìn)行灑水處理，以此避免混凝土路面結(jié)構(gòu)受到損害，提升路面施工質(zhì)量的同時(shí)，也能達(dá)到確保美觀性的要求。
3公路橋梁施工中鋼纖維混凝土施工質(zhì)量控制對(duì)策
3.1重視運(yùn)輸環(huán)節(jié)的控制
公路橋梁施工建設(shè)很多情況下位置偏遠(yuǎn)，加之區(qū)域地形以及環(huán)境等因素的干擾，給鋼纖維混凝土運(yùn)輸造成一定的困擾。不僅如此，由于鋼纖維混凝土在攪拌完成之后方可進(jìn)行運(yùn)輸，而運(yùn)輸過(guò)程中由于交通、溫度以及其他一些因素的干擾，會(huì)導(dǎo)致混凝土的坍落度下降，含氣量也或多或少受到干擾，最終導(dǎo)致材料性能降低。為了在不影響鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上，盡可能地提升運(yùn)輸效率，必須要加強(qiáng)對(duì)于運(yùn)輸環(huán)節(jié)的控制與管理，一方面，要確保運(yùn)輸過(guò)程的穩(wěn)定性，運(yùn)輸工具要盡量選擇抗震性能強(qiáng)的專業(yè)混凝土車，路線的選擇要避開(kāi)顛簸路段；另一方面，在運(yùn)輸過(guò)程中要不停進(jìn)行混凝土均勻攪拌，減緩材料性能參數(shù)的下降。3.2提升鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在公路橋梁施工建設(shè)中之所以運(yùn)用鋼纖維混凝土材料，最主要的原因是可以顯著提升橋梁結(jié)構(gòu)的承載力，因此確保鋼纖維混凝土材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是關(guān)鍵所在。為了進(jìn)一步提升材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，作業(yè)人員可以采取局部增強(qiáng)的方式，在實(shí)際運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)工藝時(shí)，針對(duì)于樁尖和樁頂位置進(jìn)行局部強(qiáng)化處理。通過(guò)提升鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以顯著提升公路橋梁的建設(shè)質(zhì)量，同時(shí)后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中也可以降低裂縫等病害問(wèn)題出現(xiàn)的概率，減少維修次數(shù)的同時(shí)，也大幅度提升了橋梁的使用壽命。
3.3強(qiáng)化施工質(zhì)量管理
3.3.1加強(qiáng)施工細(xì)節(jié)管理。鋼纖維混凝土在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中需要加強(qiáng)對(duì)于細(xì)節(jié)的把控和管理，如此才能更進(jìn)一步提升施工質(zhì)量水平，為公路橋梁建設(shè)的可靠性提供充分保障。施工作業(yè)人員要嚴(yán)格按照既定的配合比設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行鋼纖維混凝土配置，也可以直接從商家預(yù)定，前期是通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查明確廠商的資質(zhì)信息，確保采購(gòu)的規(guī)范合理。而一旦自行進(jìn)行混凝土材料的制作，要妥善做好分類處理、設(shè)備選型等工作，同時(shí)結(jié)合實(shí)際情況選擇理想的澆筑方式，從而確保整體的施工質(zhì)量。3.3.2加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管。施工單位要配置專門(mén)的監(jiān)管部門(mén)，對(duì)鋼纖維混凝土施工全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)管，確保施工的足夠規(guī)范合理。在施工作業(yè)前，管理人員要對(duì)混凝土材料的坍落度、強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，明確材料是否符合施工的實(shí)際要求。在實(shí)際進(jìn)行技術(shù)運(yùn)用時(shí)，要對(duì)作業(yè)人員的操作、技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)等進(jìn)行重點(diǎn)把控，特別是對(duì)于混凝土振搗以及養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，要確保工作人員嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，避免影響到施工質(zhì)量。在開(kāi)展管理工作中，一旦發(fā)現(xiàn)作業(yè)人員存在不規(guī)范操作的行為，要及時(shí)進(jìn)行通報(bào)處理，并要求人員及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)，防止問(wèn)題的進(jìn)一步擴(kuò)大。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，在公路橋梁施工建設(shè)中運(yùn)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)，一方面可以提升橋梁整體的承載力和強(qiáng)度，另一方面也能有效延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。在實(shí)際運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，要結(jié)合工程實(shí)際情況，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及流程執(zhí)行操作，針對(duì)施工過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題，要有針對(duì)性地提出控制對(duì)策，最終確保公路橋梁建設(shè)質(zhì)量的提升。
作者:韓冬紅 單位:唐山遠(yuǎn)大路橋工程有限公司
