钢纤维混凝土在大桥维修加固工程中的应用

吴 鑫, 王宪斌

1 中交四航局一公司(510500) 2 广西医科大学基建处（530021）

钢纤维混凝土是一种性能优良的新型高强复合材料，不但可提高路面的抗裂性、抗弯曲、耐冲击和耐疲劳性，而且可改善路面的使用性能，延长使用寿命从而减少老路开挖，对节省工程造价等具有重要的经济效益和社会效益，为提高道路补强与改造提供了良好的途径。

钢纤维混凝土(简称SFRC)是在普通混凝土中掺入适量的短钢纤维混合而成的一种新型复合材料。由于钢纤维的掺入,在混凝土基体中随机分布的短钢纤维阻碍混凝土内部微裂缝的扩展，同时阻滞宏观裂缝的发生和发展。

1 基本要求

1.1 钢纤维混凝土的材料

1）钢纤维。选用30mm的强拉构钢扭曲型(LHSF)钢纤维,通过施工实践表明,该类型钢纤维刚度略大一些,散落性好,利于施工,搅拌时较均匀。选用LHF32类型。

2）粗集料。粗集料粒径以纤维长度的一半为宜,采用10～20mm石料。针片状颗粒含量不大于6%，含泥量不大于0.3%。

3）细集料。选用优质中砂,砂的细度摸数2.3～2.9,含泥量不大于0.5%。

4）水、河水。

5）外加剂。为了提高混凝土的和易性,提高密实度的早期强度,采用FDN—2H减水剂。

1.2 施工配合比的确定

采用综合平衡法分析钢纤维混凝土各组成材料用量对混凝土各项指标的影响，可以找出最佳配合比。

1）水灰比选取 0.43；2）砂率取 43%；3）钢纤维体积率取1.0%。

2 工程实例

某二级公路桥水泥混凝土路面修补工程段全长964 m，行车道宽9 m，修补前桥面铺装普遍存在着损伤，如开裂、不平整、积水等缺陷。原桥面铺装的构造形式为:下层6～13 cm厚的250号混凝土+2 cm沥青混凝土，此次桥面改造拟采用6～13 cm钢纤维混凝土（加钢筋网）+6 cmSMA沥青混凝土。

2.1 施工工艺

2.1.1 铺装层下的梁面或平层的处理

根据大桥的具体情况，采取了3种处理方式:①T梁引桥部分浇筑整体层时，插入型d 10mm剪力钢筋，间距为75 cm×75 cm，分别伸入整体层6 m和铺装层5 m。剪力筋作成型，一方面是增加在铺装层内的锚固长度，另一方面考虑施工车辆需要行走，必须将部分剪力筋弯倒，同时不留出尖角以免损伤轮胎。采用这种处理方式时，混凝土表面应进行拉毛，并清除浮浆。②在变更设计下达前，部分区段已浇筑了整体化层。处理方法是将混凝土面凿花，彻底清除浮浆，并按75 cm×75 cm的间距在混凝土面钻孔，插入d l2mm钢筋棒，用环氧树脂固结。③主桥箱梁顶面没有调层，由于梁顶预应力筋较多，不便钻孔插埋钢筋，只能采取“地毯式”凿毛的方法，彻底凿出新鲜混凝土面。

2.1.2 标高带及钢筋网的设置

模板用角钢，阴角朝上安装，滚筒和角钢保持接触，便于控制高程。角钢底用水泥砂浆填塞，一方面增强模板刚度，一方面防止漏浆。角钢每隔1.5 m设一个测点，测量精度±lmm。为了增强防裂效果，钢纤维混凝土铺装层内设置了直径10mm，间距15 cm×15 cm的钢筋网。钢筋网距混凝土顶面3 cm，以便于切缝。钢筋网用架立筋支撑，并焊牢。网下保证3 cm的净空。架立筋的密度不少于4根／m。

2.1.3 运输与浇筑

混凝土运输采用自卸运输车，运至施工地点进行浇筑时的卸料高度不得超过1.5 m，以防混凝土离析。钢纤维混凝土采用人工摊铺，用人工将其大致摊铺整平，摊铺后用平板振动器振捣，振捣的持续时间以混凝土停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥浆为准，且不宜过振。

2.1.4 切缝

纵向不切缝，横向缩缝从墩顶起每10 m一条，并和防撞栏缩缝对齐。切缝时间必须恰到好处,过早会因锯片振动，使碎石和钢纤维与水泥黏结松动,形成不可愈合的早期损坏；过迟则易造成混凝土先行收缩开裂。混凝土做面完毕后，及时采用湿法养护，终凝后及时覆盖草袋，并每天均匀浇水，保持潮湿状态，养护10 d～15 d。与此同时做好封闭交通，待强度测试达到规定要求后即可开放交通。

2.1.5 养护

在混凝土终凝前，用喷雾器洒雾水养生。手指按混凝土无痕迹时，再覆盖湿麻袋，水流不致冲坏表面时，再在麻袋上淋水。麻袋至少覆盖7 d，然后淋水养护至14 d。这段时间混凝土面不准堆放任何杂物，不许通行车辆。

2.2 施工质量控制

钢纤维混凝土的质量除对原材料、配合比以及施工过程的主要环节进行控制外，还应重点对钢纤维混凝土的搅拌、钢纤维的投入以及混凝土振捣的控制,同时按规定对每天所浇筑混凝土的28 d抗折、断块抗压强度进行检验，均达到了设计要求，使平整度、坍落度、主要技术指标得到有效控制。

3 结语

通过本工程实例和大量应用实践表明,钢纤维增强钢筋网混凝土桥面铺装能显著提高混凝土抗拉抗剪等性能，大大提高桥面的抗裂性、耐磨性，减薄铺装厚度,加强桥面铺装与伸缩缝的连接强度,延长桥梁的使用寿命，减少维修次数，对后期营运、养护有利，而其造价并不比改性沥青混凝土的桥面高。因此，从长远来看，具有良好的经济效益。只要有一套科学的施工方法并认真操作,钢纤维混凝土桥面的平整度完全可以达到较高水平，大大提高行车舒适性。

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