桥梁加固中钢纤维混凝土的应用

邱振勤

摘要： 钢纤维混凝土是桥梁加固施工的主要材料，该材料的应用不仅能够提高桩基承载力，还可降低施工成本，提高施工效率。为此，必须重视钢纤维混凝土材料的合理选择，不断提升施工技术水平，规范施工工艺，以此为我国公路桥梁事业的发展贡献更多力量。

Abstract： Steel fiber reinforced concrete is the main material for bridge reinforcement construction. The application of this material can not only improve the bearing capacity of pile foundation， but also reduce construction cost and increase construction efficiency. So we must pay attention to the reasonable selection of steel fiber reinforced concrete materials， continuously improve the level of construction technology， and standardize the construction process， so as to contribute more to the development of China's highway and bridge projects.

关键词： 桥梁加固;钢纤维混凝土;配合比设计

Key words： bridge reinforcement;steel fiber reinforced concrete;mix design

中图分类号：U444 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）13-0091-02

0 引言

改革开放以来，我国交通建设行业发展迅速，交通量日益增加。在国民经济高速发展的今天，公路交通设施建設已无法满足当前社会经济发展需求，存在严重滞后性。当前大量早期修筑的桥梁工程，因设计问题、承载力问题、宽度问题等存在不同程度的损坏，不但影响车辆正常通行，还极易引发安全事故。为此，必须根据当前桥梁工程建设实际情况，充分选用先进的技术及材料，缓解交通压力。本文以钢纤维混凝土材料用于桥梁加固施工，不仅能够提高桥面铺装的平整性，还能增强桥面质量，防止出现大量病害问题，具有良好加固效果。

1 桥梁加固中钢纤维混凝土材料选择及配合比设计

1.1 材料选择

混凝土：根据工程实际情况，选取普通硅酸盐水泥作为桥梁加固钢纤维混凝土材料，以425号普通硅酸盐水泥为准，7.2MPa为其抗折强度，每立方米密度为3.1g。

粗骨料：作为混凝土材料的主要构成成分，粗骨料对混凝土强度影响较大。在相应条件下，粗骨料最大粒径的增加，极易出现微裂缝，进而降低钢纤维混凝土强度。为此，必须在5～20mm之间控制粗骨料粒径，每立方米密度为2.7g。

细骨料：根据工程所需，以天然砂、机制砂为准。于钢纤维混凝土而言，掺加适量砂粉于材料内，可对其工作性能加以改善。一般需在15%控制其含粉率，中砂的细度模数则可控制在2.4到3之间，本工程以2.5作为其细度模数。

钢纤维：根据制造工艺划分，钢纤维可分为4类，即切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维及熔抽钢纤维。于混凝土强度而言，钢纤维类型不同其影响程度也不尽相同，具体如表1所示。

由此可见，剪切钢纤维增强效果最佳，标准养护28d可提升抗弯强度44%，提升剪切强度60%，提升劈拉强度31%，同样可提升抗压强度。相比剪切钢纤维，熔抽钢纤维增强效果不佳，而平直圆纤维和基材之间具有较小粘结性能，进而无法充分反映其增强效果，因此可选用剪切型钢纤维。根据施工要求，需在0.4～0.7mm之间控制钢纤维直径，以60作为长径比。钢纤维掺量的多少对混凝土力学强度起决定作用。在不断增加钢纤维掺加量的同时，拌合物坍落度将迅速降低。为此，必须合理控制钢纤维掺加量，通常情况下。可在混凝土体积的1～2%之间控制纤维掺量。

1.2 配合比试验

根据设计要求，规定在40MPa左右控制混凝土设计强度，在6.4MPa以上控制抗折强度。因95%为试验保证率，以1.64作为保证率系数，0.15为偏差系数，为此可得出其抗折强度为8.48MPa。最终获取配合比为，水泥：水：钢纤维：砂：石子=400：188：94：871：871，1.21%为钢纤维掺加量。

2 桥梁加固中钢纤维混凝土施工工艺

2.1 钢纤维分散

通常选取箱装或袋装钢纤维材料，其具有较为密实的体积，在向搅拌机内投放前，应通过专门设备予以分散，避免成团情况下用于施工，对施工质量造成严重影响。钢纤维掺加到拌合料时，应具有良好均匀性，只有这样才能提高其增强效果。要求严格按照设计配合比，准确配置所有材料用量，通过强制式搅拌机按照“干拌—湿拌”的顺序进行施工。为防止出现超载问题，需在搅拌机额定搅拌量80%以内控制一次搅拌量。

2.2 拌和施工

以干拌法上料，对钢纤维质量进行详细检查，一般在1～2min控制干拌时间，如存在成团问题，需在转盘投料过程中，进行钢纤维分散程度地适当调整，并多次进行钢纤维投放，避免成团问题产生，随后进行投料时间、方法的准确确定。干拌施工后需通过掺水方法进行湿拌施工，以2.5min 作为搅拌施工。同时混凝土坍落度加以严控，提高钢纤维混凝土拌和均匀度。

2.3 运输施工

因钢纤维混凝土坍落度不高，往往选取自卸汽车进行运输，不得选取混凝土搅拌车，施工过程中必须确定运输时间。要求在30min以内控制拌合料“卸料—浇筑”时间，运输环节应尽可能防止材料离析问题。

2.4 摊铺及振捣压实

浇筑钢纤维混凝土时，应尽可能避免产生浇筑接头。为保证钢纤维混凝土连续性，倒料时需每次都需重叠1～20cm。在桥梁伸缩缝间为一个连续施工段，该部位的钢纤维混凝土浇筑时也应具有连续性。与普通混凝土相比，稠度一致的钢纤维混凝土含水量较低，通过振捣施工，其和易性良好，因此浇筑环节严禁将水添加到拌和料。

①摊铺。材料向施工场地运送后，卸料时严禁损坏钢筋网，尽可能不在相同位置大量堆积，避免对摊铺的均匀性、平整度造成严重影响。通过人工方式拌和混凝土，并做好粗平作业。在桥面布料时应保证其均匀性。如以人工方式施工，钢筋孔隙可选取铁锹反扣法填充，随后将其他位置铺平，避免出现混合料离析问题。

②振捣压实。与普通水泥混凝土相比，钢纤维混凝土振捣时间更长，但必须合理控制振捣时间，防止过振，出现钢纤维下沉问题。为保证上下结构层钢纤维均匀分布，可选取功率相对较大的平板振动器施工。施工时需及时处理混凝土堆积或漏料区域，如出现结团现象，需及时分撒钢纤维，并向混凝土内均匀洒布。如钢纤维等材料凸出，则可通过滚筒碾压、整平，保证其压实密度符合设计要求。

③刮板整平表面。完成上述作业后，可通过刮板进行精平施工，要求在混凝土及時压入被刮起的钢纤维材料，避免钢纤维外露。

2.5 切缝施工

桥面铺装施工，无需纵向施工缝设置。要求每个20m横向设缝，且对齐防撞栏夹缝，3～5mm为缝宽，2.5cm为缝深。根据施工当天温度及混凝土强度进行切缝时间的准确确定，一般在8到15MPa以内控制强度。完成切缝作业后，需及时选取沥青填缝材料填满缝隙，做好封闭工作。

2.6 抗滑处理

如选取压槽、拉槽施工方式进行桥梁抗滑处理，不仅无法满足抗滑结构深度规定，还会将钢纤维带出，为此应根据施工要求，选取刻槽法作业。当钢纤维混凝土强度范围在8～15MPa之间时，即可横向选取刻槽机施工，要求在25mm控制槽距，3mm控制槽宽与槽深。

2.7 养护施工

因此类桥面厚度小、面积较大，且水泥使用量多，将导致干缩裂缝大量出现，为避免表面干缩裂缝对其美观性、使用功能造成严重影响，必须做好初期养护工作。浇筑完钢纤维混凝土，待其初凝后，需及时进行挡风遮阳设施设置，并做好交通封闭工作。要求加大养护力度，合理控制混凝土强度，防止出现干缩裂缝。终凝后，必须在14天以上控制洒水养生，也可覆盖塑料薄膜。

3 结束语

综上所述，目前，我国交通建设正处于全面发展阶段，桥梁是公路建设的主要构成部分，随着国民经济的不断发展，其建设规模越来越大。但上世纪80年代修筑的桥梁逐步迈入加固维修阶段，为减少桥梁病害，提高行车舒适性及安全性，必须重视桥梁加固施工。钢纤维混凝土作为桥梁加固施工最常见的材料，选取该材料施工，可有效提升桥梁工程承载力，提高桥梁施工质量，是推动我国桥梁建设事业持续、健康发展的重要保障。

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