钢纤维混凝土在桥梁加固施工中的应用

钢纤维混凝土在桥梁加固施工中的应用

钢纤维混凝土作为一种新型建筑材料，在桥梁加固施工中展现出独特的优势。本文将详细介绍钢纤维混凝土材料的选择、配合比设计以及施工工艺，为桥梁加固工程提供技术参考。

改革开放以来，我国交通建设行业发展迅速，交通量日益增加。在国民经济高速发展的今天，公路交通设施建设已无法满足当前社会经济发展需求，存在严重滞后性。当前大量早期修筑的桥梁工程，因设计问题、承载力问题、宽度问题等存在不同程度的损坏，不但影响车辆正常通行，还极易引发安全事故。为此，必须根据当前桥梁工程建设实际情况，充分选用先进的技术及材料，缓解交通压力。本文以钢纤维混凝土材料用于桥梁加固施工，不仅能够提高桥面铺装的平整性，还能增强桥面质量，防止出现大量病害问题，具有良好加固效果。

桥梁加固中钢纤维混凝土材料选择及配合比设计

材料选择

混凝土：根据工程实际情况，选取普通硅酸盐水泥作为桥梁加固钢纤维混凝土材料，以425号普通硅酸盐水泥为准，7.2MPa为其抗折强度，每立方米密度为3.1g。

粗骨料：作为混凝土材料的主要构成成分，粗骨料对混凝土强度影响较大。在相应条件下，粗骨料最大粒径的增加，极易出现微裂缝，进而降低钢纤维混凝土强度。为此，必须在5~20mm之间控制粗骨料粒径，每立方米密度为2.7g。

细骨料：根据工程所需，以天然砂、机制砂为准。于钢纤维混凝土而言，掺加适量砂粉于材料内，可对其工作性能加以改善。一般需在15%控制其含粉率，中砂的细度模数则可控制在2.4到3之间，本工程以2.5作为其细度模数。

钢纤维：根据制造工艺划分，钢纤维可分为4类，即切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维及熔抽钢纤维。于混凝土强度而言，钢纤维类型不同其影响程度也不尽相同，具体如表1所示。

表1 钢纤维类型对混凝土强度的影响

由此可见，剪切钢纤维增强效果最佳，标准养护28d可提升抗弯强度44%，提升剪切强度60%，提升劈拉强度31%，同样可提升抗压强度。相比剪切钢纤维，熔抽钢纤维增强效果不佳，而平直圆纤维和基材之间具有较小粘结性能，进而无法充分反映其增强效果，因此可选用剪切型钢纤维。根据施工要求，需在0.40.7mm之间控制钢纤维直径，以60作为长径比。钢纤维掺量的多少对混凝土力学强度起决定作用。在不断增加钢纤维掺加量的同时，拌合物坍落度将迅速降低。为此，必须合理控制钢纤维掺加量，通常情况下。可在混凝土体积的12%之间控制纤维掺量。

配合比试验

根据设计要求，规定在40MPa左右控制混凝土设计强度，在6.4MPa以上控制抗折强度。因95%为试验保证率，以1.64作为保证率系数，0.15为偏差系数，为此可得出其抗折强度为8.48MPa。最终获取配合比为，水泥:水:钢纤维:砂:石子=400:188:94:871:871，1.21%为钢纤维掺加量。

桥梁加固中钢纤维混凝土施工工艺

钢纤维分散

通常选取箱装或袋装钢纤维材料，其具有较为密实的体积，在向搅拌机内投放前，应通过专门设备予以分散，避免成团情况下用于施工，对施工质量造成严重影响。钢纤维掺加到拌合料时，应具有良好均匀性，只有这样才能提高其增强效果。要求严格按照设计配合比，准确配置所有材料用量，通过强制式搅拌机按照“干拌—湿拌”的顺序进行施工。为防止出现超载问题，需在搅拌机额定搅拌量80%以内控制一次搅拌量。

拌和施工

以干拌法上料，对钢纤维质量进行详细检查，一般在1~2min控制干拌时间，如存在成团问题，需在转盘投料过程中，进行钢纤维分散程度地适当调整，并多次进行钢纤维投放，避免成团问题产生，随后进行投料时间、方法的准确确定。干拌施工后需通过掺水方法进行湿拌施工，以2.5min作为搅拌施工。同时混凝土坍落度加以严控，提高钢纤维混凝土拌和均匀度。

运输施工

因钢纤维混凝土坍落度不高，往往选取自卸汽车进行运输，不得选取混凝土搅拌车，施工过程中必须确定运输时间。要求在30min以内控制拌合料“卸料—浇筑”时间，运输环节应尽可能防止材料离析问题。

摊铺及振捣压实

浇筑钢纤维混凝土时，应尽可能避免产生浇筑接头。为保证钢纤维混凝土连续性，倒料时需每次都需重叠1~20cm。在桥梁伸缩缝间为一个连续施工段，该部位的钢纤维混凝土浇筑时也应具有连续性。与普通混凝土相比，稠度一致的钢纤维混凝土含水量较低，通过振捣施工，其和易性良好，因此浇筑环节严禁将水添加到拌和料。

（1）摊铺。材料向施工场地运送后，卸料时严禁损坏钢筋网，尽可能不在相同位置大量堆积，避免对摊铺的均匀性、平整度造成严重影响。通过人工方式拌和混凝土，并做好粗平作业。在桥面布料时应保证其均匀性。如以人工方式施工，钢筋孔隙可选取铁锹反扣法填充，随后将其他位置铺平，避免出现混合料离析问题。

（2）振捣压实。与普通水泥混凝土相比，钢纤维混凝土振捣时间更长，但必须合理控制振捣时间，防止过振，出现钢纤维下沉问题。为保证上下结构层钢纤维均匀分布，可选取功率相对较大的平板振动器施工。施工时需及时处理混凝土堆积或漏料区域，如出现结团现象，需及时分撒钢纤维，并向混凝土内均匀洒布。如钢纤维等材料凸出，则可通过滚筒碾压、整平，保证其压实密度符合设计要求。

（3）刮板整平表面。完成上述作业后，可通过刮板进行精平施工，要求在混凝土及时压入被刮起的钢纤维材料，避免钢纤维外露。

切缝施工

桥面铺装施工，无需纵向施工缝设置。要求每个20m横向设缝，且对齐防撞栏夹缝，3~5mm为缝宽，2.5cm为缝深。根据施工当天温度及混凝土强度进行切缝时间的准确确定，一般在8到15MPa以内控制强度。完成切缝作业后，需及时选取沥青填缝材料填满缝隙，做好封闭工作。

抗滑处理

如选取压槽、拉槽施工方式进行桥梁抗滑处理，不仅无法满足抗滑结构深度规定，还会将钢纤维带出，为此应根据施工要求，选取刻槽法作业。当钢纤维混凝土强度范围在8~15MPa之间时，即可横向选取刻槽机施工，要求在25mm控制槽距，3mm控制槽宽与槽深。

养护施工

因此类桥面厚度小、面积较大，且水泥使用量多，将导致干缩裂缝大量出现，为避免表面干缩裂缝对其美观性、使用功能造成严重影响，必须做好初期养护工作。浇筑完钢纤维混凝土，待其初凝后，需及时进行挡风遮阳设施设置，并做好交通封闭工作。要求加大养护力度，合理控制混凝土强度，防止出现干缩裂缝。终凝后，必须在14天以上控制洒水养生，也可覆盖塑料薄膜。

结束语

目前，我国交通建设正处于全面发展阶段，桥梁是公路建设的主要构成部分，随着国民经济的不断发展，其建设规模越来越大。但上世纪80年代修筑的桥梁逐步迈入加固维修阶段，为减少桥梁病害，提高行车舒适性及安全性，必须重视桥梁加固施工。钢纤维混凝土作为桥梁加固施工最常见的材料，选取该材料施工，可有效提升桥梁工程承载力，提高桥梁施工质量，是推动我国桥梁建设事业持续、健康发展的重要保障。

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