钢纤维混凝土在桥梁施工中的技术

王鹏程

摘要：钢纤维混凝土技术是先进一种比较实用的优质水泥基复合材料，它能够方便灵活的按照施工设计来进行施工。随着钢纤维技术的不断发展以及钢纤维技术理论的不断完善，钢纤维混凝土技术在路桥施工中的应用也会不断的发展与完善，钢纤维混凝土技术的应用范围也将越来越广泛。本文作者结合多年来的工作经验，对钢纤维混凝土在桥梁施工中的技术进行了研究，具有重要的参考意义。

关键词：桥梁施工；钢纤维混凝土；应用

近年来，随着我国经济水平的不断提高和城市化进程的加快，人们对于国家发展的重要基础设施的建设逐渐重视且要求严格，桥梁工程也不例外。钢纤维混凝土作为一种新型的水泥基复合材料，其性能优越、操作性强、经济实用，可有效的增加混凝土的强度和承载力，限制基体在外力作用下产生的裂缝扩展，而广泛应用于桥梁工程建设，且对于提高桥梁工程质量具有较好的作用。因此，研究钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的应用，为桥梁工程建设提供参考和支持，具有较强的现实意义。

1 钢纤维混凝土概况

相对于普通混凝土而言，钢纤维混凝土均匀而多向配筋地掺入少量低碳钢、不锈钢和玻璃钢的纤维，钢纤维混凝土破坏时往往是钢纤维从混凝土基体里拔出来，而不是拉断。纤维的增强效果主要取决于基本强度、纤维含量、纤维的长径比以及纤维和基体混凝土间的粘结强度等。随着我国基础设施建设的蓬勃发展，钢纤维混凝土迅速成长，并进入实用阶段。与传统的混凝土不同，其结合了钢纤维与混凝土的共同作用，混凝土内均匀地分布着钢纤维，显著地提高了混凝土的抗拉强度及抗变形能力，钢纤维混凝土相比较传统混凝土而言，改变了脆性混凝土材料的特性，提高混凝土的抗拉扭、抗裂、抗疲劳强度等。目前，钢纤维混凝土被认为是建筑施工材料中最适宜的材料之一，广受建筑施工者的青睐。具体而言，钢纤维混凝土具有以下几个特点[1]：

1.1 混凝土相同等级强度下，钢纤维混凝土重量较轻。该特性大大提高了桥梁施工方面的效率，给施工带来了极大的便利。

1.2 相比传统的混凝土材料，钢纤维混凝土具有抗弯、抗压、抗拉等特点。据实验数据显示，钢纤维混凝土相比传统的混凝土而言，抗拉强度增强四到六成，抗弯强度更是增强一至两倍。这与材料成分中所加入一定比例的钢纤维是分不开的。

1.3 优越的形变能力及优越的抗疲劳能力。钢纤维对提高混凝土的抗拉弹性模量效果极其显著，使得混凝土的长期收缩形变能力更为优越，一般最高可以改善混凝土收缩率的三成。另外抗疲劳能力的增强使得桥梁施工质量能得到长期可持续的保证。

2 钢纤维混凝土施工技术

钢纤维混凝土在桥梁工程中的施工可以根据施工方法的不同分为浇筑钢纤维混凝土施工、喷射钢纤维混凝土施工、灌浆钢纤维混凝土施工。钢纤维混凝土材料的优良、施工技术水平的好坏决定了施工质量，而施工质量则决定了桥梁的整体质量，因此，在进行钢纤维混凝土施工的时候，除了要使普通混凝土满足施工要求外，还要重视钢纤维给施工带来的技术问题。钢纤维混凝土施工技术的关键环节是确保钢纤维分布的均匀，主要包含以下几个方面：

2.1 钢纤维混凝土的搅拌

一般情况下，为了使钢纤维在搅拌的时候充分分散，避免出现结团的现象，最好使钢纤维通过分散机进入搅拌机，同时，将分散机的功率和分散力控制在一定范围内以使钢纤维混凝土的分散效果达到最好。同时，要严格控制投料顺序和搅拌时间，防止钢纤维结团，采取分级投料，先投干料再投湿料，即按照砂-钢纤维-碎石-水泥的顺序进行投料。混合料可先用搅拌机干拌1min，然后再注水和外加剂湿拌2min。攪拌机的选用一般要选用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。

2.2 钢纤维混凝土的浇筑和振捣

在浇筑钢纤维混凝土的时候，要避免出现明显的浇筑接头，每次倒料浇筑的时候要相距15 ～20cm，从而保持混凝土的整体连续性， 需注意的是，钢纤维混凝土的浇筑必须连续进行。在振捣的时候，宜选用平板振捣器振捣混凝土，确保钢纤维分布均匀。如果采用振捣棒振捣，倒料的时候，要使钢纤维纵向条状集束的排列，从而保证边角混凝土的密实，提高混凝土抵抗板体收缩应力、温度应力和荷载传递的能力。最后还要将振捣好的混凝土抹平，并将外露的钢纤维压入混凝土[2]。

2.3 钢纤维混凝土的接缝

钢纤维混凝土具有良好的抗裂性和收缩性，所以在施工时，如果施工地点有条件进行封闭，可采用混凝土摊铺机做成整幅式，无需设纵缝，当钢纤维混凝土强度达到设计强度的50%后可切锯缩缝。

3 钢纤维混凝土技术在桥梁施工中的应用

随着科学技术的不断发展，钢纤维混凝土技术广泛应用于桥梁工程施工，主要包含桥面铺装、桥梁墩台结构的局部加固、桥梁上部结构加固及钢筋混凝土桩的加强等方面。

3.1 桥面铺装

采用钢纤维混凝土制作桥面，其厚度一般为普通混凝土桥面厚度的50%～60%，不仅可以有效增强混凝土的抗裂性能、耐久性能、抗折性强度，还能增加桥梁本身的刚度，降低自重，改善桥梁的受力状况，提高路面的舒适度。在一般的桥梁钢纤维混凝土的设计中，路面一般做成两层结构或者三层结构：两层结构中，上层采用钢纤维混凝土，下层采用普通混凝土比如橡胶沥青混凝土；三层结构中，上下层采用钢纤维混凝土，中间层采用普通混凝土。相比而言，三层的钢纤维混凝土桥面施工比较复杂且施工难度高，一般在机械水平比较高的地区才使用。

3.2 桥梁墩台结构的局部加固

长期行车荷载作用，桥梁易造成桥梁墩台、桥面板出现裂缝或表层剥落，为有效缓解此情况，可采用喷射机喷射钢纤维混凝土，厚度为5～20cm，可提高结构的整体性和抗震性。钢纤维混凝土可采用剪切钢纤维，掺量为1.0%；采用硫铝酸盐快硬水泥和TS型速凝剂来提高结构早期的抗裂性；在旧混凝土表面可采用喷混凝土或凿毛的方法增加新旧混凝土之间的整体性。

3.3 桥梁上部结构加固

桥梁上部结构加固主要包含两种方法，即在桥梁上部结构采用钢纤维混凝土作为主梁，或在应力集中区局部加固，以改善结构的受力性能，有效控制结构变形，减轻结构自重，满足结构整体的使用要求。钢纤维混凝土不仅能够提高桥梁的结构性能和外表的美观，还可以大大减少上部结构的材料用量，这样就使下部的墩台数量也相应的减少，从而降低了施工成本，提高了经济效益，还满足了桥梁特殊使用要求。

3.4 钢筋混凝土桩的加强

钢纤维混凝土对桩顶进行局部加强，可有效增强桩顶的抗冲击的韧性，避免桩顶在锤入设计深度之前就出现破裂的情况；采用钢纤维混凝土对桩尖进行加强能增加桩尖的入土能力和穿透力，这就使锤击桩的次数大大减少，也在一定程度上提高了打击速度。当采用钢纤维混凝土对桩顶和桩尖进行加强的时候，桩身部位仍采用预应力或非预应力钢筋混凝土[3]。

4 结语

综上所示，钢纤维混凝土技术作为一种新型的桥梁施工技术，其操作简单、施工方便、可以很好地达到设计目的，满足使用要求，并提高桥梁工程的施工质量。同时，伴随着我国科学技术水平的不断进步和人们对于钢纤维混凝土技术的逐渐重视，钢纤维混凝土基础理论必将不断完善，且在桥梁工程施工中获得更为广阔的应用与发展。

[参考文献]

[1]张运志.分析公路桥梁施工的技术[J].广东科技，2009，（6）.

[2]李永德.桥梁施工技术及需注意的问题探讨[J].中国科技博览，2009，（11）.

[3]李红旗.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨[J].中国新技术新产品，2011，（8）.