钢纤维混凝土在公路桥梁桥面铺装工程中的应用

　　摘要：本文首先分析了钢纤维混凝土施工材料选择及配合比设计，进而阐述了钢纤维混凝土施工准备及施工要点，以供参考。
　　关键词：钢纤维混凝土；公路桥梁；桥面铺装；施工
　　
　　1前言
　　钢纤维混凝土是在普通混凝土中，均匀地乱向分布一定量的钢纤维，经硬化而得。它是一种新型的优质水泥基复合材料，由于具有铺装厚度小、预留缝少、耐磨性及冻融性能良好、较大的抗拉强度、较高的抗裂性能和抗冲击性能等优点，在桥面铺装工程中获得了广泛应用。
　　2工程实例
　　某大桥是一座钢筋混凝土箱型拱桥，桥梁全长452.8m，桥面宽度净9+2×1.5m（人行道），桥面铺装层为水泥混凝土。1986年投入使用，随着过桥交通量日益增大以及超载车辆、雨水、天气等因素的不断作用，桥面铺装层出现开裂现象，大大小小的维修工作已进行了多次，但效果都不是很理想。多次的维修工作都是凿除原来的混凝土铺装层，加铺设钢筋网，再浇筑混凝土铺装层，但维修不久后仍会出现裂缝。为此，在本次工程中，拟采用钢纤维混凝土进行桥面铺装的施工。
　　3施工材料及配合比设计
　　3.1施工材料
　　根据设计文件的规定，本工程桥面铺装的控制标准为：要求28d抗折强度≥7.5MPa，轴拉强度≥4.0MPa，抗剪强度≥11.0MPa，抗磨度≥300h/cm。那么，在施工中，其施工材料的选择应为：
　　1.水泥：选用525#普通硅酸盐水泥，保证混合料具有较高的强度和耐磨性能；
　　2.细集料：用中粗砂，平均粒径0.35mm-0.45mm，含泥量<2%，细度模数为2.4-2.8；
　　3.粗集料：碎石粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的2/3，含泥量<1%，且要质地坚硬；
　　4.钢纤维：品质应符合CECS38:92中附录一规定。在本工程中，所选用的钢纤维长径比为57，材质为Q235；
　　5.外加剂：混凝土掺入减水率在25%以上，其他品质应达到GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》要求的高效减水剂。
　　3.2配合比设计
　　1.在实际应用中，钢纤维的体积掺量宜为1.0%-1.5%；
　　2.钢纤维的水灰比可由下式计算而得：
　　fftm=Rtm（0.12c/w+0.31+βtmρfLf/df）
　　式中：fftm——钢纤维混凝土配制抗折强度，MPa；
　　Rtm——水泥实测的28d的抗折强度，MPa；
　　c/w——钢纤维混凝土的水灰比；
　　βtm——钢纤维对抗强度的影响系数，依试验确定；
　　ρf、Lf/df——钢纤维的体积掺量和长细比。
　　根据抗折强度设计值，按强度保证率为85%考虑，进行配合比设计和试验。因此，在本工程中，水泥用量为400kg/m3，钢纤维的体积掺量为1.0%，水灰比为0.4-0.43，砂率为45%。
　　4钢纤维混凝土的施工工艺
　　4.1施工准备
　　4.1.1在施工前，应先对要铺装的桥梁进行检查，确保其达到了桥面铺装施工的要求。
　　4.1.2凿除：在核查完毕后，应复测桥面板标高，凿除高出设计标高的浮浆混凝土和松散层，以保证桥面铺装层厚度。
　　4.1.3粗面：为保证铺装层与桥面板的连接，将梁（空心板）顶面的水泥浆和细砂粒彻底凿毛。
　　4.1.4清洗：在施工前，应先检查桥梁面板表面上是否有松动颗粒或其他杂物，如有，应采用高压水枪将其清洗干净，确保桥面清洁无杂物。
　　4.2施工要点
　　4.2.1铺设钢筋
　　1.根据设计图纸中的设计要求进行定位并做好标记，然后将钢筋按放线标记的位置摆放好。
　　2.待钢筋摆放好后，即可依次进行绑扎。在设有支架钢筋的地方，应将钢筋网先与支架钢筋绑扎牢靠，确保铺装钢筋网能与桥面板上表面间保持足够的距离，尽量使铺装钢筋网处于铺装层混凝土的中部位置。
　　4.2.2模板安装
　　1.绑扎好钢筋网后，选用专用钢模预先支立。
　　2.钢模板的水平位置和标高应严格按设计要求确定，模板支设应足够牢靠，接头处平顺、紧密，与梁顶接触部位应确保不出现漏浆现象，在钢模内侧表面应预先喷涂相应的隔离剂。
　　4.2.3拌合
　　1.钢纤维混凝土混合料是采用强制式搅拌机拌合，先依次将砂、钢纤维、碎石、水泥加入搅拌罐，干拌1min，然后加入水和减水剂，再搅拌3min。
　　2.在搅拌时，一次的搅拌量不宜大于搅拌机额定搅拌量的80%，钢纤维的称量允许误差不得大于2%。
　　4.2.4运输
　　钢纤维混凝土的运输采用易于卸料的搅拌运输车，运输时间不宜过长，若有离析现象应做二次搅拌。一般，钢纤维混凝土拌合料从搅拌机卸出到浇筑不宜超过30min。
　　4.2.5铺筑
　　1.在铺筑前3-4h内应间歇向桥面洒水，使其在铺筑前保持湿润状态。
　　2.采用人工将钢纤维大致摊铺整平，摊铺系数宜为1.2-1.3，严禁抛掷和搂耙。摊铺过程中如发现钢纤维有结团现象，须及时用人工撕开抖散和踢除。
　　3.在摊铺结束后，先采用人工方式进行初平，在边角区域部位应采用振动棒轻微振捣，中间区域可采用平板振捣器或插入式振动器按横向方向平行振捣密实，平板重叠压边约1/2，最后用梁式振动器振捣整平，严禁在某一区域停滞或久振不前，防止钢纤维混凝土产生过振、振捣不均或出现臃包等现象。
　　4.在浇筑钢纤维混凝土时，浇筑点要分散，且禁止只从一个方向或一个侧面进料，并应注意连续浇筑，不宜留施工缝。
　　5.待振捣结束后，混凝土表面无泌水时，应用圆盘式抹光机抹平，以防止钢纤维外露，同时应确保其桥面铺装平整度可用3m直尺检验。
　　4.2.6刻槽
　　为确保桥面表面既平整密实，同时又具有足够的粗糙度，因此待桥面收浆后应立即进行刻槽。一般，桥面槽宽宜为3-5mm，槽深以5-6mm为宜，刻槽间距控制在20-30mm范围内。表面刻槽时应保证纹理顺直、统一。
　　4.2.7切缝处理
　　1.桥面铺装由于纵向分幅施工不设纵向施工缝，横向在每个墩顶部设一道横向假缝，其他以15~20m间距设横向假缝，并与防撞栏的假缝对齐，缝宽3~5mm，缝深2.5cm。
　　2.切缝时间由气温和混凝土强度确定，一般混凝土强度为8~15MPa时为宜。
　　3.切缝完成后用聚氨脂焦油灌缝。
　　4.2.8混凝土养护
　　为防止钢纤维混凝土面层出现干缩裂纹而影响桥面结构的使用性能和美观，浇筑结束后则应做好混凝土初期养护工作，可采用喷水养护或喷洒养护剂进行养生。
　　在养护期间，应做好遮阳和挡风措施，并应保持混凝土表面始终湿润，终凝后浇水养护不少于14d。
　　
　　参考文献：
　　[1]张洁玙.钢纤维混凝土桥面铺装的施工技术及质量控制[J].山西建筑，2011（32）.
　　[2]付磊.钢纤维混凝土及其在桥面铺装中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（26）.

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