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产品知识

钢纤维混凝土桥面铺装施工

发布时间:2021-04-07 10:02 人气:

  摘  要:介绍横沥大桥钢纤维混凝土桥面铺装概况及具体施工过程。

  关键词:横沥大桥;钢纤维砼桥面铺装;概况;施工

  1、前  言

  随着我国西部的大开发,沟通东部与西部的交通走廊必须畅通,这样,广东省所处的中部地区的交通建设,必将大规模的发展,所以该省的高等级公路建设也将迎来一个快速发展的时期,随着中西部地区的开放与发展,经济的增长,公路运输大型集装箱载重车的日益增多。这样,就对高等级公路的桥面铺装的抗裂、耐磨性、韧性等指标提出更高的要求,延长桥面铺装的修补周期。目前,从高速公路相对发达的地区的经验来看,越来越多的钢纤维混凝土被用于桥面铺装。

  2、概况

  纲纤维增强钢筋网混凝土是由钢筋、钢纤混凝土复合而成的高性能混凝土材料,简称为SFRC,具有比钢筋混凝土更为优良的抗拉性能、抗裂度、韧性和承载力。七十年代以来,国内外都在积极研究开发,并在公路、机场、桥梁、建筑等工程领域得到广泛的应用。从国内现有公路来看,沥青混凝土桥面往往最先破坏,维修最频。实践证明,钢纤维增强钢筋混凝土将大大提高桥面的抗裂度、耐磨耐久性,延长桥梁的使用寿命,减少维修次数,而其造价并不比沥青混凝土桥面高。因此,从长远来看,钢纤维增强钢筋混凝土桥面铺装有着良好的经济效益。京珠高速公路广珠段工程中,桥面铺装采用了钢纤维增强钢筋混凝土(SFRC),笔者有幸参加了其中的横沥特大桥的现场施工监理工作,亲历了钢纤维施工的前前后后,对SFRC施工已有了详细的了解,现将其施工设计、施工工艺等作详细的介绍,以供我省同行共同探讨。横沥特大桥为大跨径连续刚构桥,引桥为预应利50米和30米T梁,全长2862米。采用双幅分离式结构,双向6车道,每幅桥面净宽为14.75米,设计桥面铺装厚度为8厘米,钢纤维增强混凝土面积为42214.5平方米,为确保桥面铺装的施工质量,业主、总监办在SFRC的施工过程中,就其配合比设计、投料、搅拌工艺、保证平整度工艺、刻槽等方面,作了研究和试验。

  3、SFRC的设计

  设计文件规定桥面铺装的控制标准内,抗折强度为5Mpa,抗压强度大于35Mpa,借鉴广东省其他项目钢纤维增强钢筋混凝土桥面铺装的经验,业主、总监办、施工单位做了以下几方面的工作:

  3.1 材料

  3.1.1 钢纤维  选用重庆凌豪工贸有限公司生产的30毫米的强抗构钢扭曲型钢纤维LHF32类型,通过施工实践表明,该类型钢纤维刚度略大一些(现场判别,用手折90°,反复5~6次才断裂),散落性好,利于施工,搅拌时较均匀。水泥:选用粤秀牌525普通硅酸盐水泥。

  3.1.2 粗集料  粗集料粒径以纤维长度的一半为宜,采用10~20mm石料,针片状颗粒含量不大于7%,含泥量不大于0.2%.

  3.1.3 细集料  选用优质中砂,砂的细度模数2.3~2.8,含泥量不大于0.5%.水:自来水或干净的河水。

  3.1.4 外加剂  为了提高混凝土的和易性,提高密实度和早期强度,采用湛家江产的FDN-2H减水剂。

  3.2 SFRC的配合比设计

  3.2.1 桥面铺装层,纲纤维混凝土配合比设计,应满足设计要求的抗压强度,抗折强度和施工和易性,按照《钢纤维混凝土试验方法》进行试配,并考虑以下原则:

  (1)钢纤维体积率:Vf=1.0%

  (2)砂率:较普通混凝土有所增大,本工程取值为46%,也可按以下公式估算:Sfr=Scr 10Vf,式中:SFR为SFRC的砂率(%),Scr为普通混凝土的砂率,Vf为钢纤维的体积。

  (3)水灰比:W/C=0.43,一般为0.40~0.45范围。

  (4)用水量:用水量是决定施工和易性的关键,在考虑钢纤维混凝土和易性时,不能象普通混凝土一样,只考虑坍落度,因为钢纤维混凝土在振捣前后工作性能相差很大,应以维勃指数VC(秒)来评价其工作性能。

  (5)水泥用量:在钢纤维混凝土中,水泥用量要比普通混凝土大采用每立方米混凝土水泥用量大于400kg.

  沥特大桥使用的设计配合比

  4、SFRC施工工艺

  4.1 浇注前准备

  在桥面现浇层施工时,同步预埋竖向剪力筋η(形状)间距σ×σ厘米分布,直径φPm插入砼。再对桥面调平层进行地毯式清凿,冲洗干净,全幅浇筑的接缝设在车道企划线上,避开轮压密集区域,桥面铺装钢筋网规格为φ10mm,间距为15×15cm,为保证钢筋网安装位置的准确,砼施工时不沉底,采用焊接撑筋代替垫块固定钢筋网,而且每平方米不少于6个点,用角钢纵向沿车道分划线和内外侧路缘带分成五幅浇筑带,并测好标高,放好样。

  4.2 钢纤维投料及拌和为了使钢纤维在混凝土中分布均匀,施工中不洁团块,必须掌握方法,这是有别于普通混凝土的关键,也是保证施工质量的重要的环节,经反复实践认为:

  ① 宜采用强制式搅拌机,以采用先干拌,后湿拌的方法为宜。

  ② 投放顺序:碎石→纲纤维干拌→砂→水泥干拌1 mm,再加水和减水剂水溶液湿拌1.5mm左右为宜。

  ③ 钢纤维在使用前开袋抖散开,切不可成堆倒入,并用手折5-6次成90°角,不断裂判断质量。

  ④ 严格控制拌和时间,搅拌好的SFRC应该是钢纤维均匀分散在整个混凝土拌和物中,无粘团集结现象。

  4.3 浇注

  4.3.1 运输  现场施工采取两个工作面,从两桥头向中间推进,右桥头设一搅拌站,用农用车运输。左桥头工作面离搅拌站距离有5公里长,使用拌和车运输,现场坍落度控制为6―9cm.

  4.3.2 摊铺  将混凝土倒在指定位置,用铁铲将混凝土大致铺平,摊铺高于设计标高2―3cm,严禁抛掷和搂耙,防止混凝土离析,在摊铺过程中,发现有SFRC结团现象,须及时用人工撕开,抖散或剔除,拌和料从卸出到浇注不宜超过40分钟。

  4.3.3 捣实  每幅沿模板四周用插入式振捣器振实,然后大面积混凝土先用插入式振捣器跳跃式振捣一下,再用平板式振捣器振实,用钢滚自振动梁,依次滚压,振捣着平,尤其要将竖起和外露的钢纤维及石子压下去,然后用4―6米直尺纵横刮平。

  4.3.4 抹面  待混凝土表面无泌水时,用圆盘式抹光机抹面,经抹平修整的表面不得裸露钢纤维或留有浮浆,转角或小面积地方可用抹子收浆。为确保桥面铺装平整度,收浆时,须用3米直尺检验,检验放尺应连续,前后两尺间应重叠一半,要求3米直尺平整度差小于3mm,发现有超过规范要求的地方,立即采用补救措施。

  4.4 切缝

  桥面铺装由于纵向分幅施工,不设纵向施工缝,横向在每个墩顶部设一道横向假缝,其它以15-20米间距设横向假缝,并与防撞栏的假缝对齐,缝宽3-5mm,缝深2.5cm,切缝时间根据气温和SFRC强度确定,一般强度控制在混凝土强度为8Mpa-15Mpa之间,切缝完成后用聚氨脂焦油灌缝。

  4.5 抗滑处理

  由于普通混凝土桥面施工常用的压纹法、抗纹法难以达到高速公路抗滑构造深度要求,易将钢纤维带出,并在压纹、抗纹过程中,容易扰动表面混凝土浆,降低强度。在以后的行车过程中,很快磨光,达不到抗滑要求。故强调桥面必须采用锯槽法施工,具体做法是在钢纤维混凝土初硬后(强度为8Mpa-15Mpa),用刻槽机横向刻槽,槽距25mm,槽宽3mm,槽深3mm,外观很漂亮。

  4.6 保养、养护

  由于钢纤维混凝土早期强度较高,故应加强早期湿润养护。使用养护剂或覆盖草袋浇水养生,养生至少七天后方可通行车辆。

  5、施工质量

  为了确保施工质量,在大面积开工之前,施工单位先做试验段,取得经验后再全面铺开,如刻槽法代替压纹和抗纹法。养护时全面使用养护剂代替草袋覆盖。在施工过程中重点控制钢纤维混凝土拌和质量,钢纤维的投入与振捣三大环节,严格控制桥面铺装的平整度,高程,横坡,刻槽深度,整齐等技术指标。确保钢纤维混凝土施工质量。由于措施得力,各项技术指标优良。

  6、结  语

  6.1 桥面施工是整个桥梁建设中的重要环节。由于桥面厚度较薄,只有8cm,对其抗磨、抗压性能及其与调平层之间的粘结能力有较高的要求。桥面施工要求对调平层进行地毯式清凿,清凿完后,必须用水把它冲洗干净,以增强桥面混凝土与调平层混凝土之间的粘结力,而另外在调平层施工时设置环型预埋钢筋,即可起到架立桥面层钢筋作用,又能提高混凝土层间的抗剪能力。

  6.2 通过本桥实例和大量应用实例表明,钢纤维增强钢筋混凝土桥面铺装比普通混凝土抗拉、抗剪等力学性能有较大幅度提高,其中抗折强度提高了30%―40%,抗疲劳强度提高50%―80%,抗裂强度提高10%―20%,抗冲击韧性提高2―4倍,对后期营运、养护有利。

  6.3 只要有一套科学的施工方法,并认真操作,钢纤维混凝土桥面的平整度完全可以达到较高水平,大大提高行车舒适性。

  6.4 随着我国高等级公路建设的发展,钢纤维混凝土必将越来越多地应用到桥面铺装中。

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