王瓊 田麗
摘 要:自改革開放40多年來,我國交通建設(shè)取得了不錯的成績。橋梁工程作為公路運輸?shù)闹匾M成部分,其施工技術(shù)水平的高低直接影響工程質(zhì)量。在自然環(huán)境與行車荷載長期作用下,公路橋梁會逐步產(chǎn)生不同程度的損壞情況。若拆除重建,不僅會耗費大量資金,還會影響通行效率。為此,本文在充分掌握鋼纖維混凝土特點的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體工程案例,對橋梁加固中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)要點進(jìn)行了分析與探究。
關(guān)鍵詞:橋梁加固;鋼纖維混凝土;特點
中圖分類號:U444 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 鋼纖維混凝土的特點
(1)抗彎、抗拉及抗壓能力較強。根據(jù)實驗研究表明:在混凝土中摻入適量的鋼纖維,可以將抗彎的極限強度提升到50%~150%,可以將單軸抗拉的極限強度提升到40%~50%。在混凝土中摻入適量的鋼纖維,可以對混凝土抗壓破壞的形式進(jìn)行有效地改變,這樣一來不會因混凝土的損壞破碎導(dǎo)致散落現(xiàn)象的出現(xiàn),從而有效地提升了混凝土的抗壓能力。
(2)抗沖擊能力較好。與普通混凝土相比,在混凝土中摻入0.8%~2.0%的鋼纖維,其抗沖擊能力可以提升50~100倍,從而抗沖擊性能得到了大大地提高。
(3)抗裂、抗疲勞和抗剪性較好。與普通的混凝土相比,鋼纖維混凝土的抗裂、抗疲勞和抗剪性有了很大的改善。當(dāng)鋼纖維混凝土產(chǎn)生開裂荷載后,混凝土的荷載會增加;當(dāng)增大鋼纖維的體積率后,混凝土的初裂荷載、極限荷載和韌性也會隨之增加,從而有效地提高了路橋的承載能力。
(4)耐久性較高。相比普通混凝土,鋼纖維混凝土因具有良好的整體性、抗裂性,所以其抗腐蝕性、耐熱性、耐凍性和耐磨性等性能得到了大大地提高。根據(jù)相關(guān)實驗顯示:在空氣、污水和海水中,鋼纖維混凝土呈現(xiàn)出了良好的抗腐蝕性,將其放入污水和海水中幾年后,鋼纖維只有表層會產(chǎn)生銹斑,鋼纖維內(nèi)部沒有銹斑,但普通的混凝土中的鋼筋銹蝕后,其體積會膨脹,從而會導(dǎo)致混凝土脹裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。
2 工程概況
某路橋工程通車運行多年,在行車荷載和自然環(huán)境影響下,橋面出現(xiàn)了大量病害問題,主要為裂縫等病害。為了保證行車安全,決定進(jìn)行加固處理。經(jīng)多方商議,提出鋼纖維混凝土加固施工方案,以期解決橋面病害,全面提升工程質(zhì)量。
3 鋼纖維混凝土材料選擇
(1)混凝土。根據(jù)工程實際情況,橋梁加固鋼纖維混凝土材料的選取對象為普通硅酸鹽水泥,一般選用的以425號普通硅酸鹽水泥,3.1 g為每立方米密度,抗折強度為7.2 MPa,必須對這些參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格把控,保證材料的性能最佳。
(2)粗骨料。粗骨料直接影響著混凝土的強度,是為混凝土材料的主要構(gòu)成成分。在其他條件不變的情況下,裂縫會隨著粗骨料最大粒徑的增加而出現(xiàn),最終使鋼纖維混凝土強度不斷降低。通常情況下,粗骨料粒徑控制在5 mm~
20 mm,2.7 g為每立方米密度。
(3)細(xì)骨料。結(jié)合工程的實際情況,細(xì)骨料選擇為天然砂和機制砂,在材料內(nèi)摻加適量砂粉,一定程度上能夠改善其性能??刂坪勐试?5%以內(nèi),2.4~3為中砂的細(xì)度模數(shù),不能過大也不能過小,避免對施工產(chǎn)生不必要的影響。
(4)鋼纖維。根據(jù)制造工藝劃分,鋼纖維可分為4類,即切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、切削鋼纖維及熔抽鋼纖維。于混凝土強度而言,鋼纖維類型不同其影響程度也不盡相同,剪切鋼纖維增強效果最佳。相比剪切鋼纖維,熔抽鋼纖維增強效果不佳,而平直圓纖維和基材之間具有較小粘結(jié)性能,進(jìn)而無法充分反映其增強效果,因此可選用剪切型鋼纖維。
鋼纖維摻量的多少對混凝土力學(xué)強度起決定作用。在不斷增加鋼纖維摻加量的同時,拌合物坍落度將迅速降低。為此,必須合理控制鋼纖維摻加量,通常情況下??稍诨炷馏w積的1%~2%之間控制纖維摻量。
4 橋梁加固中鋼纖維混凝土施工技術(shù)要點
(1)定位放樣與支模。對槽鋼側(cè)模標(biāo)高進(jìn)行有效控制是本工程施工定位放樣的主要目的,將混凝土設(shè)計厚度定在250 mm~300 mm之間,并選用槽鋼側(cè)模進(jìn)行施工。首先將灰餅設(shè)置在側(cè)模下方,確保其間距在1 500 mm以下,進(jìn)而對標(biāo)高進(jìn)行有效控制。掛通線應(yīng)在模板安裝前進(jìn)行,根據(jù)掛線位置在基層上進(jìn)行側(cè)模板的放置,對其位置進(jìn)行初步固定,通過水準(zhǔn)儀對模板頂部標(biāo)高的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢查,確保其與設(shè)計要求相符合,并對模板的平直度進(jìn)行詳細(xì)檢查,當(dāng)側(cè)模頂標(biāo)高與設(shè)計要求相符后,利用鋼筋棍釘入地面下和側(cè)模焊接,達(dá)到槽鋼水平固定的作用。
(2)鋼纖維的摻加。在現(xiàn)場添加鋼纖維,通過計算機對每次投放量進(jìn)行嚴(yán)格計量,應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計規(guī)定對摻量進(jìn)行有效控制。確保選用的混凝土標(biāo)號與塌落度與施工要求相符合,在鋼纖維投放過程中,應(yīng)指派專人選用罐車進(jìn)行運輸,每車鋼纖維添加量為12籍。攪拌機在鋼纖維摻加過程中處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài),一般選用鋼纖維分散機與手工的方式進(jìn)行鋼纖維的摻加,將摻加速度控制在40 kg/min。摻加完成后對攪拌罐進(jìn)行3 min~5 min全速轉(zhuǎn)動。
(3)鋪設(shè)鋼纖維混凝土?;炷吝x用跳倉澆筑,設(shè)置時施工縫應(yīng)與伸縮縫相結(jié)合。每個區(qū)段內(nèi)短向(6 m)隔跨支模,進(jìn)而實現(xiàn)隔跨澆筑混凝土,當(dāng)混凝土強度與設(shè)計要求符合時,將第一次澆筑的混凝土地面作為第二次澆筑混凝土的側(cè)模,并進(jìn)行第二次澆筑施工。
選用商品混凝土作為混凝土材料,按照設(shè)計配合比進(jìn)行混凝土拌和作業(yè),通過混凝土罐車進(jìn)行運輸,并把混凝土自卸入模,出料與鋪筑過程中,應(yīng)在1.5 m范圍內(nèi)嚴(yán)格控制卸料高度,進(jìn)而對離析狀況進(jìn)行有效控制。通過縱向分條的方式進(jìn)行鋼纖維混凝土鋪設(shè)作業(yè),相比分隔縫,縱向分條寬度應(yīng)與其具有一致性。從端部進(jìn)行攤鋪施工,在膜內(nèi)倒入混凝土拌合物后,要集中卸料,保持較慢的速度,厚度應(yīng)比模板高出2 cm左右,特殊情況下應(yīng)增、減材料,以此確??v橫斷面與施工要求相符,混凝土攤鋪過程中不能出現(xiàn)中斷情況,應(yīng)確保其持續(xù)性。
(4)振搗鋼纖維混凝土。在澆筑混凝土?xí)r,必須振搗鋼纖維混凝土,以此提高混凝土的密實度,并確?;炷僚c鋼纖維之間的密合度。在施工過程中應(yīng)及時進(jìn)行鋼纖維混凝土表面提漿作業(yè),選用的工具一般為振動棒與振動梁。同時選用漿頭在混凝土初凝前將露出的鋼纖維進(jìn)行覆蓋。在振搗過程中應(yīng)對振搗時間進(jìn)行嚴(yán)格控制,并確保移動距離與插入深度符合施工要求,避免漏振與過振等情況的產(chǎn)生。
(5)鋼纖維混凝土抹光和養(yǎng)護。整平、振實混凝土后,應(yīng)停止施工4 h,也可以根據(jù)具體的天氣情況、塌落度進(jìn)行時間的確定,為確定混凝土是否處于初凝狀態(tài),可選用腳踩上面,出現(xiàn)5 mm腳印下沉為標(biāo)準(zhǔn)。在混凝土表面選用抹光機進(jìn)行一到兩遍粗抹,隨后進(jìn)行提漿、搓毛及壓實作業(yè)。一次抹光作業(yè)完成后,下次抹光作業(yè)應(yīng)在混凝土表面水分蒸發(fā)后進(jìn)行,同時選用人工的方式對部分凹陷與不平整位置進(jìn)行補漿與抹平,隨后選用機械設(shè)備進(jìn)行全面抹平作業(yè)。確保抹平與壓實整個面層后,應(yīng)復(fù)核其平整度,檢查工作應(yīng)在機械抹光后利用靠尺完成,進(jìn)而對面層平整度進(jìn)行良好控制。在鋼纖維混凝土養(yǎng)護中,主要選用的材料為薄膜、草包等,確保其表面具備14d的濕潤程度,并將其養(yǎng)護周期控制在28d。
5 結(jié)束語
總之,路橋建設(shè)作為我國基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,直接影響著我國經(jīng)濟與社會的發(fā)展。目前,鋼纖維混凝土技術(shù)是我國路橋工程建設(shè)的重要技術(shù),不僅對整個公路工程的質(zhì)量具有直接的影響,而且對我國路橋事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的影響。因此,在路橋工程施工中,施工人員應(yīng)根據(jù)路橋工程的實際情況,采取科學(xué)合理的措施,大大提高鋼纖維混凝土技術(shù)水平,這樣才能夠提高路橋施工的質(zhì)量,促進(jìn)我國經(jīng)濟與社會的發(fā)展。
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