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    案例分享

    路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術要點

    發布日期:2017-10-17     瀏覽數:     分享到:

    一、鋼纖維混凝土在施工中的幾個優點

    1、鋼纖維混凝土的強度與重量比值明顯提高
           采用鋼纖維混凝土技術建造路橋,路橋的路面厚度與普通混凝土路面厚度相比約為1:2,并且路面只設橫縫不設縱縫,橫縫的間距一般為20~30m,可以最大程度上提高路面的拉伸力和抗沖擊力,提高路橋設施的工程質量。 

    2、抗拉、抗彎、抗壓性、抗沖擊能力顯著提高

    鋼纖維在混凝土中的分布是短的、不連續且亂向分散的,這樣的分布情況可以有效提高鋼纖維的抗拉、抗彎、抗壓及抗沖擊性能。根據實際測驗結果顯示,鋼纖維混凝土的單軸抗拉極限強度是普通混凝土的1.25~1.5倍,抗彎極限強度是普通混凝土的1.5~2.5倍,抗沖擊韌性指標是普通混凝土的50~100倍。而鋼纖維在混凝土中所含的比例大約在 0.8~2.0%,鋼纖維的消耗量非常小。

    3、路橋的日常損耗明顯降小,使用壽命將增長路橋的日常損耗及使用壽命主要受到其耐磨性、抗剪性、抗裂性和抗疲勞性的影響。應用鋼纖維混凝土技術建造的路橋,在這些方面具有比較明顯的優勢。

    (1)伸縮性方面,鋼纖維的抗拉性明顯比普通沙石水泥要搞,因而其混凝土的收縮率相較降低了10~30%; 

    (2)剪切性能方面,在剪切實驗中,實驗數據表明鋼纖維混凝土在基體錯動后,其承載強度仍在400~800mpa; 

    (3)抗凍和耐磨性方面,由于鋼纖維本身隨著溫度變化具有較強的伸縮能力,因此鋼纖維混凝土能良好的阻止和抑制因溫度變化而造成路橋橋面裂縫出現或擴張的現象。

    二、鋼纖維混凝土在路橋施工中的應用要領

    1、鋼纖維與混凝土的配合比 

    鋼纖維與混凝土的配合比主要是根據路面厚度、抗彎強度設計值、鋼纖維混凝土抗折強度設計值來確定的,在實踐應用中我們通常使用下列公式進行計算: 

    鋼纖維與混凝土的配合比=素混凝土抗折強度設計值×(1+鋼纖維對著強度系數x鋼纖維體積率×鋼纖維長徑比),簡化成計算公式則為fftm=ftm×(1+atm×pf×lf/df)。從上述公式可以看出,鋼纖維混凝土的配合比與素混凝土的水灰比、鋼纖維的體積率、澆筑范圍以及鋼纖維的強度系數有關。其比率需要通過強度試驗和拌合物性能試驗來最終確定。

    2、鋼纖維的投放與鋼纖維混凝土的攪拌 

    鋼纖維的投放應采用先干后濕的分散式投放以防在攪拌中出現結團現象,在投放前,鋼纖維應先與細骨料定量攪拌均勻后再通過振動篩分散式投入素混凝土中。鋼筋混凝土攪拌時一般按照先投放砂石料再放鋼纖維,攪拌均勻后投放碎石和水泥,這樣的投放工藝是一種分級投料,也就是每一級投料時都應做到攪拌均勻,以防出現鋼纖維結團的現象。此外,對攪拌機的選擇也有一定的要求,為了達到最佳的攪拌效果在進行鋼纖維攪拌時要選擇雙錐反轉出料式強制型攪拌機,以確保鋼纖維摻量較高貨坍落度較小時攪拌機的利用率達到最大化。

    3、鋼纖維混凝土的鋪裝

    (1)橋面部分 

    橋面和路面部分的鋼纖維在鋼纖維混凝土中的摻量為0.8~1.2%,這個比例的橋面鋪裝層能夠較好地保證橋面和路面的抗裂性,耐久性以及舒適性,同時對提高橋梁強度也有一定的幫助,在實際應用中,我們有時根據路面耐磨性能要求會將橡膠瀝青混凝土與鋼纖維混凝土復合使用,這也是增加橋梁彎折強度的有效措施之一。

    (2)橋梁部分 

     橋梁部分的鋼纖維混凝土的應用可以分為橋梁上部和橋梁墩臺兩部分。①橋梁上部一般采用鋼纖維混凝土作主拱圈(主梁)或在應力集中區局部加強,這樣可以有效改善橋梁的受力性能,控制結構變形,減輕自重,由于橋梁結構的跨度增大,同時也滿足了城市發展進程中對路橋結構需結構美觀大方的要求。②橋梁上部應用鋼纖維混凝土后減少了材料的用量和重量,進而也使下部橋梁墩臺數量相應減少,這在很大程度上降低了路橋的造價。與此同時,鋼纖維混凝土可以有效防止橋梁墩臺裂縫、表面剝落的問題,當摻用的鋼纖維類型為 110%的剪切鋼纖維時,采用硫鋁酸鹽快硬水泥和ts型速凝劑提高早期抗裂性能。

    (3)土樁部分 

    實際應用中,土樁部分的樁頂和樁尖部位一般采用鋼纖維混凝土,而整體很少使用鋼纖維混凝土進行全斷面澆筑,這主要是從經濟效益的角度出發。土樁頂部和樁尖部位使用鋼纖維混凝土,可以增強樁頂的抗沖擊韌性,避免樁頂在打入設計深度以前出現破裂,并增加樁尖入土能力,提高打擊速度,樁身部分仍用預應力或非預應力鋼筋混凝土。不過,如果經濟預算允許的情況下,提倡使用全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土樁。    

    鋼纖維混凝土技術的應用不但降低了道路基建項目的成本,提高了建設項目的質量,同時也促進了我國的路橋、隧道建設向大跨度、輕型化發展。相信在未來的城市建設中,鋼纖維混凝土技術可以得到更為廣泛的應用,并且在應用中不斷創新,發展成為更具現代化、科學化的建筑技術。

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