桥梁加固中钢纤维混凝土的应用研究

王琼 田丽

摘 要：自改革开放40多年来，我国交通建设取得了不错的成绩。桥梁工程作为公路运输的重要组成部分，其施工技术水平的高低直接影响工程质量。在自然环境与行车荷载长期作用下，公路桥梁会逐步产生不同程度的损坏情况。若拆除重建，不仅会耗费大量资金，还会影响通行效率。为此，本文在充分掌握钢纤维混凝土特点的基础上，结合具体工程案例，对桥梁加固中钢纤维混凝土的施工技术要点进行了分析与探究。

关键词：桥梁加固;钢纤维混凝土;特点

中图分类号：U444 文献标识码：A

1 钢纤维混凝土的特点

（1）抗弯、抗拉及抗压能力较强。根据实验研究表明：在混凝土中掺入适量的钢纤维，可以将抗弯的极限强度提升到50%～150%，可以将单轴抗拉的极限强度提升到40%～50%。在混凝土中掺入适量的钢纤维，可以对混凝土抗压破坏的形式进行有效地改变，这样一来不会因混凝土的损坏破碎导致散落现象的出现，从而有效地提升了混凝土的抗压能力。

（2）抗冲击能力较好。与普通混凝土相比，在混凝土中掺入0.8%～2.0%的钢纤维，其抗冲击能力可以提升50～100倍，从而抗冲击性能得到了大大地提高。

（3）抗裂、抗疲劳和抗剪性较好。与普通的混凝土相比，钢纤维混凝土的抗裂、抗疲劳和抗剪性有了很大的改善。当钢纤维混凝土产生开裂荷载后，混凝土的荷载会增加;当增大钢纤维的体积率后，混凝土的初裂荷载、极限荷载和韧性也会随之增加，从而有效地提高了路桥的承载能力。

（4）耐久性较高。相比普通混凝土，钢纤维混凝土因具有良好的整体性、抗裂性，所以其抗腐蚀性、耐热性、耐冻性和耐磨性等性能得到了大大地提高。根据相关实验显示：在空气、污水和海水中，钢纤维混凝土呈现出了良好的抗腐蚀性，将其放入污水和海水中几年后，钢纤维只有表层会产生锈斑，钢纤维内部没有锈斑，但普通的混凝土中的钢筋锈蚀后，其体积会膨胀，从而会导致混凝土胀裂现象的出现。

2 工程概况

某路桥工程通车运行多年，在行车荷载和自然环境影响下，桥面出现了大量病害问题，主要为裂缝等病害。为了保证行车安全，决定进行加固处理。经多方商议，提出钢纤维混凝土加固施工方案，以期解决桥面病害，全面提升工程质量。

3 钢纤维混凝土材料选择

（1）混凝土。根据工程实际情况，桥梁加固钢纤维混凝土材料的选取对象为普通硅酸盐水泥，一般选用的以425号普通硅酸盐水泥，3.1 g为每立方米密度，抗折强度为7.2 MPa，必须对这些参数进行严格把控，保证材料的性能最佳。

（2）粗骨料。粗骨料直接影响着混凝土的强度，是为混凝土材料的主要构成成分。在其他条件不变的情况下，裂缝会随着粗骨料最大粒径的增加而出现，最终使钢纤维混凝土强度不断降低。通常情况下，粗骨料粒径控制在5 mm～

20 mm，2.7 g为每立方米密度。

（3）细骨料。结合工程的实际情况，细骨料选择为天然砂和机制砂，在材料内掺加适量砂粉，一定程度上能够改善其性能。控制含粉率在15%以内，2.4～3为中砂的细度模数，不能过大也不能过小，避免对施工产生不必要的影响。

（4）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，剪切钢纤维增强效果最佳。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。

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。

4 桥梁加固中钢纤维混凝土施工技术要点

（1）定位放样与支模。对槽钢侧模标高进行有效控制是本工程施工定位放样的主要目的，将混凝土设计厚度定在250 mm～300 mm之间，并选用槽钢侧模进行施工。首先将灰饼设置在侧模下方，确保其间距在1 500 mm以下，进而对标高进行有效控制。挂通线应在模板安装前进行，根据挂线位置在基层上进行侧模板的放置，对其位置进行初步固定，通过水准仪对模板顶部标高的准确度进行检查，确保其与设计要求相符合，并对模板的平直度进行详细检查，当侧模顶标高与设计要求相符后，利用钢筋棍钉入地面下和侧模焊接，达到槽钢水平固定的作用。

（2）钢纤维的掺加。在现场添加钢纤维，通过计算机对每次投放量进行严格计量，应严格遵循设计规定对掺量进行有效控制。确保选用的混凝土标号与塌落度与施工要求相符合，在钢纤维投放过程中，应指派专人选用罐车进行运输，每车钢纤维添加量为12籍。搅拌机在钢纤维掺加过程中处于旋转状态，一般选用钢纤维分散机与手工的方式进行钢纤维的掺加，将掺加速度控制在40 kg/min。掺加完成后对搅拌罐进行3 min～5 min全速转动。

（3）铺设钢纤维混凝土。混凝土选用跳仓浇筑，设置时施工缝应与伸缩缝相结合。每个区段内短向（6 m）隔跨支模，进而实现隔跨浇筑混凝土，当混凝土强度与设计要求符合时，将第一次浇筑的混凝土地面作为第二次浇筑混凝土的侧模，并进行第二次浇筑施工。

选用商品混凝土作为混凝土材料，按照设计配合比进行混凝土拌和作业，通过混凝土罐车进行运输，并把混凝土自卸入模，出料与铺筑过程中，应在1.5 m范围内严格控制卸料高度，进而对离析状况进行有效控制。通过纵向分条的方式进行钢纤维混凝土铺设作业，相比分隔缝，纵向分条宽度应与其具有一致性。从端部进行摊铺施工，在膜内倒入混凝土拌合物后，要集中卸料，保持较慢的速度，厚度应比模板高出2 cm左右，特殊情况下应增、减材料，以此确保纵横断面与施工要求相符，混凝土摊铺过程中不能出现中断情况，应确保其持续性。

（4）振捣钢纤维混凝土。在浇筑混凝土時，必须振捣钢纤维混凝土，以此提高混凝土的密实度，并确保混凝土与钢纤维之间的密合度。在施工过程中应及时进行钢纤维混凝土表面提浆作业，选用的工具一般为振动棒与振动梁。同时选用浆头在混凝土初凝前将露出的钢纤维进行覆盖。在振捣过程中应对振捣时间进行严格控制，并确保移动距离与插入深度符合施工要求，避免漏振与过振等情况的产生。

（5）钢纤维混凝土抹光和养护。整平、振实混凝土后，应停止施工4 h，也可以根据具体的天气情况、塌落度进行时间的确定，为确定混凝土是否处于初凝状态，可选用脚踩上面，出现5 mm脚印下沉为标准。在混凝土表面选用抹光机进行一到两遍粗抹，随后进行提浆、搓毛及压实作业。一次抹光作业完成后，下次抹光作业应在混凝土表面水分蒸发后进行，同时选用人工的方式对部分凹陷与不平整位置进行补浆与抹平，随后选用机械设备进行全面抹平作业。确保抹平与压实整个面层后，应复核其平整度，检查工作应在机械抹光后利用靠尺完成，进而对面层平整度进行良好控制。在钢纤维混凝土养护中，主要选用的材料为薄膜、草包等，确保其表面具备14d的湿润程度，并将其养护周期控制在28d。

5 结束语

总之，路桥建设作为我国基础设施的重要组成部分，直接影响着我国经济与社会的发展。目前，钢纤维混凝土技术是我国路桥工程建设的重要技术，不仅对整个公路工程的质量具有直接的影响，而且对我国路桥事业的可持续发展具有重要的影响。因此，在路桥工程施工中，施工人员应根据路桥工程的实际情况，采取科学合理的措施，大大提高钢纤维混凝土技术水平，这样才能够提高路桥施工的质量，促进我国经济与社会的发展。

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