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          案例分享

          路桥施工中钢纤维混凝土施工技术要点

          发布日期:2017-10-17     浏览数:     分享到:

          一、钢纤维混凝土在施工中的几个优点

          1、钢纤维混凝土的强度与重量比值明显提高
                 采用钢纤维混凝土技术建造路桥,路桥的路面厚度与普通混凝土路面厚度相比约为1:2,并且路面只设横缝不设纵缝,横缝的间距一般为20~30m,可以最大程度上提高路面的拉伸力和抗冲击力,提高路桥设施的工程质量。 

          2、抗拉、抗弯、抗压性、抗冲击能力显著提高

          钢纤维在混凝土中的分布是短的、不连续且乱向分散的,这样的分布情况可以有效提高钢纤维的抗拉、抗弯、抗压及抗冲击性能。根据实际测验结果显示,钢纤维混凝土的单轴抗拉极限强度是普通混凝土的1.25~1.5倍,抗弯极限强度是普通混凝土的1.5~2.5倍,抗冲击韧性指标是普通混凝土的50~100倍。而钢纤维在混凝土中所含的比例大约在 0.8~2.0%,钢纤维的消耗量非常小。

          3、路桥的日常损耗明显降小,使用寿命将增长路桥的日常损耗及使用寿命主要受到其耐磨性、抗剪性、抗裂性和抗疲劳性的影响。应用钢纤维混凝土技术建造的路桥,在这些方面具有比较明显的优势。

          (1)伸缩性方面,钢纤维的抗拉性明显比普通沙石水泥要搞,因而其混凝土的收缩率相较降低了10~30%; 

          (2)剪切性能方面,在剪切实验中,实验数据表明钢纤维混凝土在基体错动后,其承载强度仍在400~800mpa; 

          (3)抗冻和耐磨性方面,由于钢纤维本身随着温度变化具有较强的伸缩能力,因此钢纤维混凝土能良好的阻止和抑制因温度变化而造成路桥桥面裂缝出现或扩张的现象。

          二、钢纤维混凝土在路桥施工中的应用要领

          1、钢纤维与混凝土的配合比 

          钢纤维与混凝土的配合比主要是根据路面厚度、抗弯强度设计值、钢纤维混凝土抗折强度设计值来确定的,在实践应用中我们通常使用下列公式进行计算: 

          钢纤维与混凝土的配合比=素混凝土抗折强度设计值×(1+钢纤维对着强度系数x钢纤维体积率×钢纤维长径比),简化成计算公式则为fftm=ftm×(1+atm×pf×lf/df)。从上述公式可以看出,钢纤维混凝土的配合比与素混凝土的水灰比、钢纤维的体积率、浇筑范围以及钢纤维的强度系数有关。其比率需要通过强度试验和拌合物性能试验来最终确定。

          2、钢纤维的投放与钢纤维混凝土的搅拌 

          钢纤维的投放应采用先干后湿的分散式投放以防在搅拌中出现结团现象,在投放前,钢纤维应先与细骨料定量搅拌均匀后再通过振动筛分散式投入素混凝土中。钢筋混凝土搅拌时一般按照先投放砂石料再放钢纤维,搅拌均匀后投放碎石和水泥,这样的投放工艺是一种分级投料,也就是每一级投料时都应做到搅拌均匀,以防出现钢纤维结团的现象。此外,对搅拌机的选择也有一定的要求,为了达到最佳的搅拌效果在进行钢纤维搅拌时要选择双锥反转出料式强制型搅拌机,以确保钢纤维掺量较高货坍落度较小时搅拌机的利用率达到最大化。

          3、钢纤维混凝土的铺装

          (1)桥面部分 

          桥面和路面部分的钢纤维在钢纤维混凝土中的掺量为0.8~1.2%,这个比例的桥面铺装层能够较好地保证桥面和路面的抗裂性,耐久性以及舒适性,同时对提高桥梁强度也有一定的帮助,在实际应用中,我们有时根据路面耐磨性能要求会将橡胶沥青混凝土与钢纤维混凝土复合使用,这也是增加桥梁弯折强度的有效措施之一。

          (2)桥梁部分 

           桥梁部分的钢纤维混凝土的应用可以分为桥梁上部和桥梁墩台两部分。①桥梁上部一般采用钢纤维混凝土作主拱圈(主梁)或在应力集中区局部加强,这样可以有效改善桥梁的受力性能,控制结构变形,减轻自重,由于桥梁结构的跨度增大,同时也满足了城市发展进程中对路桥结构需结构美观大方的要求。②桥梁上部应用钢纤维混凝土后减少了材料的用量和重量,进而也使下部桥梁墩台数量相应减少,这在很大程度上降低了路桥的造价。与此同时,钢纤维混凝土可以有效防止桥梁墩台裂缝、表面剥落的问题,当掺用的钢纤维类型为 110%的剪切钢纤维时,采用硫铝酸盐快硬水泥和ts型速凝剂提高早期抗裂性能。

          (3)土桩部分 

          实际应用中,土桩部分的桩顶和桩尖部位一般采用钢纤维混凝土,而整体很少使用钢纤维混凝土进行全断面浇筑,这主要是从经济效益的角度出发。土桩顶部和桩尖部位使用钢纤维混凝土,可以增强桩顶的抗冲击韧性,避免桩顶在打入设计深度以前出现破裂,并增加桩尖入土能力,提高打击速度,桩身部分仍用预应力或非预应力钢筋混凝土。不过,如果经济预算允许的情况下,提倡使用全断面整体浇筑钢纤维混凝土桩。    

          钢纤维混凝土技术的应用不但降低了道路基建项目的成本,提高了建设项目的质量,同时也促进了我国的路桥、隧道建设向大跨度、轻型化发展。相信在未来的城市建设中,钢纤维混凝土技术可以得到更为广泛的应用,并且在应用中不断创新,发展成为更具现代化、科学化的建筑技术。

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