刍议市政桥梁施工中钢纤维混凝土施工技术

2023-01-06聂新星

散装水泥 2022年3期

聂新星

（广州市第三市政工程有限公司，广东广州 510000）

开展市政桥梁工程的主要目的在于缓解交通压力，推动交通事业发展，保证交通设施能够维持较长的使用寿命。为此，需要工作人员运用先进的施工技术、高性能的建设材料，确保桥梁设施具有极强的抗拉性、抗疲劳性。为了确保后续提出的施工技术应用方法更具有针对性与适用性，需要深入了解钢纤维混凝土的基本内容。

1 钢纤维混凝土的基本内容分析

1.1 主要特点

钢纤维混凝土主要是指在普通混凝土的基础上添加乱向分布的短钢纤维，使之形成一种全新的多相复合材料，所添加的钢纤维能够有效防止混凝土内部出现微裂缝，抑制裂缝扩散，提升混凝土本身的抗冲击力与抗弯抗拉力，使其保持良好的延性。其主要特点可细分为以下两点：

（1）节约成本。钢纤维混凝土之所以能够广泛运用于施工领域，主要是由于该材料对桥梁设施的性能提升效果优良，可以切实提升桥梁结构的承载力，使其满足安全性标准，并且钢纤维混凝土材料能够起到减少结构自重的作用，使桥梁的耐久性得到进一步提升，减少设施维护的必要性，从而减少人力与物力投入，达到降低成本的目的。

（2）桥面性能的优化。在进行桥梁施工时，使用钢纤维混凝土施工技术可以切实缩短施工周期，确保桩体结构的性能完整，使桩顶、桩尖等结构保持良好的冲击韧性，消除以往施工过程中可能产生的桩基裂缝问题。

1.2 应用原理

钢纤维混凝土的应用原理与复合材料的应用原理大体相似，复合材料所采取的复合力学主要是指将物质的线弹性与顺向作为应用基础，利用连续配置的纤维形成复合材料，而钢纤维混凝土则是通过将大量钢纤维添加到混凝土中，利用水泥浆胶凝材料，将钢纤维包裹在内，确保均匀分散的钢纤维能够有效搭配，形成分布较为散乱的网状结构，从而充分发挥承托骨料的作用，改善混凝土内易出现离隙裂缝的现象，防止水分的过度泌出，在提高混凝土保水性的同时，使其抗拉性能、粘结性能及韧性得到大幅度优化。

2 钢纤维混凝土施工技术的应用流程与应用方法

2.1 应用流程

本文以某地方市政桥梁工程作为分析对象，该项目原设计桥面为8cm沥青混凝土，但由于在工程施工过程中主跨梁顶面未设置调平，导致其梁面平整度控制难度大大提升，进而导致沥青混凝土层施工质量无法切实满足工程施工需要，同时，在原设计中外箱梁顶竖向预应力筋顶端位于沥青混凝土层内，不仅对混凝土的正常摊铺产生了不利影响，还提升了锚头的防腐难度。为切实保证桥梁工程的顺利施工，工作人员采用钢筋纤维增强钢网混凝土CF40进行桥梁的桥面铺装。本次钢纤维混凝土施工流程可细分为：施工准备、钢筋敷设、模板安装、浇筑与振捣、切缝处理及后期防护等步骤。

2.1.1 施工准备

首先，要明确工程项目开展区域的具体情况。为保证工程项目能够顺利进行，要求施工人员充分获取施工现场的信息数据与资料参数，明确影响施工正常开展的外部因素，完成相关内容的全面分析，确保施工过程有序进行，保证材料制备所涉及到的机械装置配备齐全。其次，要确保施工过程中所采用的钢筋混凝土材料通过质量检测，符合安全标准，并且根据工程的实际需要，明确钢纤维混凝土的比例配制。在此过程中，一方面，要做好水和外掺剂的选择，要求在制作钢纤维混凝土的过程中严格把控用水量，依照120～170g/m3的标准进行适当添加，并控制好水灰比，确保其数值在0.4～0.5之间。在施工过程中要根据实际情况加入一定量的减水剂，以促进提升钢纤维混凝土材料的性能。另一方面，要做好钢纤维混凝土施工技术的配合比，在确定配合比参数的过程中，其相关内容大致与普通混凝土材料的配比流程一致，主要步骤可依次分为：依照材料的实际强度参数及设计要求确定适配抗拆强度；确定水灰比参数后要依照适配抗压强度完成相关数据的测算，全面分析混凝土强度，确保其满足施工质量要求；在计算钢纤维体积率时，要将材料抗折强度作为计算基础，确保其参数不高于1.5%；要掌握单位体积内的用水量，要求施工人员在工程开展前通过实验的方式确定具体的添加量；根据实验结果确定材料的含砂率，并进一步探究材料的体积率、种类等数据参数；采用体积算法确定具体的配合比参数。再次，要合理选择相关材料的铺设方式，依照不同的施工区域进行针对性设计。同时要注意：施工人员需要对桥面进行全面检查，准确检测桥面标高参数，对于超出设计要求的松散部分应及时清除处理，使铺装层厚度满足安全标准。为了确保铺装层与桥面板有效连接，要对上层结构进行凿毛处理，利用高压水枪清洁桥梁表面，确保杂质不会影响工程质量。最后，采用合适的方式，将混凝土运输到施工区域。混凝土搅拌之后易凝结，运输时要尽量缩短运送时间，保证施工能够有效进行。

2.1.2 钢筋敷设

钢筋敷设的施工步骤主要分为：遵循设计图纸的施工内容，准确标注钢筋的敷设位置；在钢筋交汇区域利用打孔的方式，向其添加短钢筋材料，把控好材料长度；依照实际施工位置进行固定处理，并对钢筋进行绑扎，确保钢筋网与支架网能够保持极高的稳定性和强度，且两者之间的间隔距离要满足预先设计好的数值大小。

2.1.3 模板安装

首先，在钢筋敷设完成后要开展钢模支立工作，要求所采用的支架和钢架都可以有效实现平顺过渡。其次，要确定模板与梁顶的实际连接位置，并做好全面检查，判断模板安装区域是否存在漏浆问题。如有，需要进行填补处理，可采用喷涂隔离剂的方式，使桥梁成品表面能够相互粘结，避免构件脱模，切实达到加强工程整体质量的目的。

2.1.4 浇筑与振捣

钢纤维混凝土的制备可细分为五个阶段：

①材料铺设之前要在桥梁结构表层进行洒水处理，并控制好洒水周期。通常需要每隔3h左右开展一次洒水工作，直至施工结束后方可停止洒水处理。同时，施工人员要使用专业设备进行找平工作，保证桥梁结构满足平整性要求。

②振捣摊铺环节，在切实保证结构表面平整后，要通过人工的方式使混凝土结构具有良好的均匀性。在工程边角区域使用振捣棒，而在工程中间区域则需使用振捣器械完成施工处理，当前最常使用的设备主要以平板振捣器为主。该设备的优势在于激振频率高、振幅小，能够大幅度提升构件的密实度，且成型效率高，可以切实保障混凝土表面密实。此外，要避免产生拥包现象，拥包是指结构表面出现局部隆起，通常是由于混合料的用量不够准确，或是基层未充分压实，需要施工人员进一步缩短同一位置的停留时长，控制好振捣时间，防止出现漏振、过振的情况。

③提交处理阶段，要求施工人员严格遵循技术标准，对混凝土表面进行清洁处理，保证铺设后的路面能够满足均匀度要求。

④成型阶段，该阶段属于工程施工的关键环节，若钢纤维混凝土材料杂质过多、纤维不够匀称、含砂量超标都会严重影响工程质量。因此，需要施工人员采用真空吸水的方式完成桥梁表面的细化处理，使各项数据参数满足安全标准，并在模板拆除后全面检查钢纤维材料的外漏情况。若存在外漏，需要进行抹平处理，保证施工质量达标。

⑤刻槽施工，在刻槽时需要控制好刻槽深度与间距。通常情况下，槽宽需要设置在5mm左右，槽深则要保持在6mm，槽间距需控制在20～30mm之间，刻槽的总体面积要占到桥面积的15%左右。

2.1.5 切缝处理

切缝处理的主要工作是设置横向伸缩缝，要求施工人员从桥墩顶部开始将间隔距离控制在30m左右，并进行横向伸缩缝的铺设，横向伸缩缝要与防护栏保持垂直，管理人员要把控好固化时间，通常情况下固化时间需要超过24h。

2.1.6 养护

在混凝土制作完成后，要对混凝土进行养护工作，由于混凝土自身对温度和水的要求较高，所以，养护的主要目的在于创造适合混凝土存放的环境。首先，要保证温度适当。我国对于混凝土保养的温度要求为18℃～22℃之间，该温度下的混凝土能够有效保证硬化度。其次，要保证环境的湿度维持在95%以上，保证混凝土的各项性能不发生变化。最后，要定期采取相应的养护方法。常用的养护方法分为：自然养护，利用平均气温高于5℃的自然条件，在混凝土表面浇水，在养护期间不与构件、水泥和外加剂接触，常温天气养护时间不能少于7d，如有特殊抗冻要求，则至少维持14d。蒸汽养护，借由锅炉制备的蒸汽笼罩在混凝土表面实现衬砌养护，依靠蒸汽维持混凝土表面温度和湿度，适用于冬季养护。养护液法，在混凝土结构表面涂抹养护液，养护液在挥发后形成塑料薄膜，将之与空气隔绝，阻止混凝土的水汽挥发，适用于夏季养护。满水法，在混凝土四周搭接铁钉固定，在浇注完成后使用粗木进行抹平，并提前进行喷雾养护，该方法能够有效保持混凝土的表面强度，不会出现空鼓现象，使混凝土保持良好的外观，同时降低找平、护角等维修费用。应结合实际情况，合理选择混凝土的养护方法，以保证工程质量。

2.2 应用方法

2.2.1 桥面铺装

运用钢纤维混凝土施工技术进行桥面铺装时，需要控制好材料的铺装厚度，保证桥梁的自身重量得到大幅度降低，使工程整体结构得到切实优化，并把控好各项配比参数。例如，水泥选择P·O42.5普通硅酸盐水泥；砂采用中粗砂；石料粒径在钢纤维长度2/3左右；水灰比需要控制在0.43；钢纤维为1%；中砂用量为970kg/m3；水用量为170kg/m3；含砂率需保持在46%；塌落度控制在70mm左右；桥面铺装的钢纤维混凝土在28d后，应保证抗折强度高于6.3MPa，抗压强度高于46.5MPa。

2.2.2 边坡加固

在桥梁工程边坡加固时，需要利用钢纤维混凝土施工技术使其具有良好的稳定性与可靠性，使整体结构保持极高的耐久性。在应用过程中，施工人员可采用喷射设备将钢纤维混凝土添加到边坡结构上，使结构具有一定的防渗效果，借助钢纤维混凝土较低的透水性、较高的回弹率防止离析现象的产生。

2.2.3 局部加工

在使用钢纤维混凝土施工技术完成桥梁局部加工的过程中，需要采用转子型喷射机进行材料喷射工作，要求喷射距离控制在15cm左右，用以解决桥梁应用过程中可能出现的面板裂缝，进一步提高桥梁的抗震效果。

2.2.4 桥梁罩面

市政桥梁工程本身会受外界温度变化影响，容易在温度应力的作用下，使混凝土表面产生裂缝，需要施工人员采用钢纤维混凝土施工技术预防出现裂缝现象，避免裂纹不断扩大，具体的应用方式主要分为三种：①直接式，是指将混凝土材料直接覆盖在桥梁路面上，通常应用在破坏程度相对轻微的部位。该方法操作便捷，能够充分凸显混凝土材料的性能优势。②结合式，是指混凝土之间进行充分结合，彼此形成有机整体。③分离式，添加的钢纤维混凝土需要与旧混凝土保持相对独立，无需进行连接操作，要求在中间设置隔离层，确保各层面能够单独发挥修复作用。