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钢纤维混凝土在桥面铺装中的应用

来源:233网校 2010-02-16 00:00:00

    摘要:钢纤维混凝土是一种性能优良的新型复合材料。与普通混凝土相比,其抗拉、抗弯、抗裂及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性等性能都有显著提高,它不仅可使面层减薄,缩缝间距加大,改善路面的使用性能,延长路面使用寿命,而且还可节省工程造价,缩短施工工期。文中结合湖北省宜昌市秭归县青干河大桥工程实际,主要介绍了桥面铺装钢纤维砼的施工工艺及质量控制要点,值得借鉴。
    1 前言
    随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展,公路桥梁上的车辆荷载及密度越来越大,行驶速度也越来越快,致使公路桥梁的路面损害日趋严重,严重影响交通畅通及行车安全。 70年代以来,美国、日本等国家采用钢纤维混凝土铺修桥面,对于提高桥面层的抗裂性,耐磨性和减少维修工作量都有很大好处。据国外专家预言,对混凝土工艺而言,钢纤维的出现是可以与钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的影响相提并论的一场混凝土技术革命,它的出现使传统的建筑材料工艺产生深刻的变化。我国从 80年代开始陆续用钢纤维混凝土修筑桥面,也取得了很好的效果。
    2 钢纤维混凝土的特点
    钢纤维混凝土就是将适量的碳钢纤维均匀的掺入到普通混凝土中形成的。主要特点是:⑴、较高的抗弯拉、抗剪切和抗渗性能;⑵、较高的抗裂强度,较低的收缩率,可有效阻止裂缝的产生;⑶、能明显的提高韧性指标;⑷、能明显的提高抗冲击、抗疲劳强度;⑸、耐磨强度高;⑹、钢钎维能够在混凝土中均匀分布,容易达到不结团、不裸露;
    3 工程应用
    3.1 工程概况
    青干河大桥位于秭归县长江南岸沙镇溪镇,跨越长江支流青干河。该桥桥型采用中承式钢管砼桁架拱,全桥孔跨布置为20+256+20+16=312m.桥面宽度为净一 9m+2×1.0m人行道,其中主跨为256m的中承式钢管砼拱,边跨为2孔20m和1孔16m的钢筋混凝土简支T梁,全桥桥面连续,在桥台接缝处设置伸缩缝。桥面纵坡设计为1%,横坡设计为1.5%。根据设计变更要求,在纵梁连续区,将后浇层与三角垫层砼一次浇筑成型,混凝土强度为40MPa.桥面铺装采用钢纤维混凝土。[1]
    3.2 施工材料
    3.2.1 原材料
    ⑴水 泥:选用425#普通硅酸盐水泥,保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。
    ⑵细集料:用中粗砂,平均粒径0.35mm-0.45mm,含泥量<2%.
    ⑶粗集料:碎石粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的2/3,含泥量<1%,质地坚硬,采用5mm-20mm.
    ⑷钢纤维:选用武汉汉森钢纤维有限责任公司0.5×0.5×2mmSF一32型剪切形钢纤维,长径比为57,材质为Q235.
    ⑸外加剂:湖北沙市UNF有效减水剂。
    3.2.2配合比
    钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先是使桥面铺装厚度减薄,其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度,以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度和抗折强度以及施工的和易性。根据试配结果,确定每立方米砼的材料用量如下:
    ⑴钢纤维:60kg;⑵水泥:460kg;⑶碎石:1112.1kg;⑷砂:653.1kg;⑸外加剂:3.2kg;⑹水:74.8kg.其坍落度控制在7cm内。
    3.3 施工工艺
    3.3.1施工准备
    为了使梁体新旧砼结合良好,确保梁体新旧砼及三角垫层砼共同工作,需完成以下施工准备工作:
    1、先对T梁翼板顶面砼进行全面凿毛处理,直至露出新鲜砼面,然后对整个梁体顶面利用高压水泵进行清洗,并除去梁面的油污及其它的杂物;
    2、对纵梁中的预留钢筋利用钢刷进行表面除锈处理,并将其复位至设计图纸要求的位置;对安装后续各类型钢筋,其在桥面上的结构尺寸定位必须准确,并且在桥面上设置架空施工过道,以防止钢筋被踩踏或受压变形;其绑扎或焊接长度均应满足施工规范要求;另桥面钢筋制安前,现场技术员要会同监理对纵梁凿毛情况进行检查,合格后方可进行钢筋的绑扎安装工序。
    3、立模及标高控制。所有模板必须光滑、顺直,模板定位应用仪器进行严格控制,定位后必须对模板进行重新加固,以保证浇筑前后砼面的线条顺直,另施工过程中,在桥中线及横坡末端的钢纤维砼顶面安放一根Φ20圆钢,形成一个三角框架,以保证桥面砼的设计厚度及三角垫层的成形;
    4、砼浇筑前的检查。在砼浇筑前,现场技术员要会同监理及项目部有关负责人作钢纤维砼浇筑前的全面检查工作,在确认合格并经监理同意后方允许进行下一道工序即钢纤维砼的浇筑施工。
    5、由于钢纤维砼的早期强度较高,故在砼终凝后,要立即在其表面周围铺上具有一定强度的泥土形成一个养护池,然后在池内灌水,并派专人对其定时进行保水养生,其前后浇水养生时间间隔以保证砼面一直保持有水覆盖为度,整个养生时间不少于12天。

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