巖土工程師專業知識考前精講6
發布時間：2014-02-25 共1頁
1 前 言
隨著我國西部的大開發，溝通東部與西部的交通走廊必須暢通，這樣，廣東省所處的中部地區的交通建設，必將大規模的發展，所以該省的高等級公路建設也將迎來一個快速發展的時期，隨著中西部地區的開放與發展，經濟的增長，公路運輸大型集裝箱載重車的日益增多。這樣，就對高等級公路的橋面鋪裝的抗裂、耐磨性、韌性等指標提出更高的要求，延長橋面鋪裝的修補周期。目前，從高速公路相對發達的地區的經驗來看，越來越多的鋼纖維混凝土被用于橋面鋪裝。
2 概況
綱纖維增強鋼筋網混凝土是由鋼筋、鋼纖混凝土復合而成的高性能混凝土材料，簡稱為SFRC，具有比鋼筋混凝土更為優良的抗拉性能、抗裂度、韌性和承載力。七十年代以來，國內外都在積極研究開發，并在公路、機場、橋梁、建筑等工程領域得到廣泛的應用。從國內現有公路來看，瀝青混凝土橋面往往最先破壞，維修最頻。實踐證明，鋼纖維增強鋼筋混凝土將大大提高橋面的抗裂度、耐磨耐久性，延長橋梁的使用壽命，減少維修次數，而其造價并不比瀝青混凝土橋面高。因此，從長遠來看，鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝有著良好的經濟效益。京珠高速公路廣珠段工程中，橋面鋪裝采用了鋼纖維增強鋼筋混凝土（SFRC），筆者有幸參加了其中的橫瀝特大橋的現場施工監理工作，親歷了鋼纖維施工的前前后后，對SFRC施工已有了詳細的了解，現將其施工設計、施工工藝等作詳細的介紹，以供我省同行共同探討。橫瀝特大橋為大跨徑連續剛構橋，引橋為預應利50米和30米T梁，全長2862米。采用雙幅分離式結構，雙向6車道，每幅橋面凈寬為14.75米，設計橋面鋪裝厚度為8厘米，鋼纖維增強混凝土面積為42214.5平方米，為確保橋面鋪裝的施工質量，業主、總監辦在SFRC的施工過程中，就其配合比設計、投料、攪拌工藝、保證平整度工藝、刻槽等方面，作了研究和試驗。
3 SFRC的設計
設計文件規定橋面鋪裝的控制標準內，抗折強度為5Mpa，抗壓強度大于35 Mpa，借鑒廣東省其他項目鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝的經驗，業主、總監辦、施工單位做了以下幾方面的工作：
3.1 材料來
4.2 鋼纖維投料及拌和為了使鋼纖維在混凝土中分布均勻，施工中不潔團塊，必須掌握方法，這是有別于普通混凝土的關鍵，也是保證施工質量的重要的環節，經反復實踐認為：
① 宜采用強制式攪拌機，以采用先干拌，后濕拌的方法為宜。
② 投放順序：碎石→綱纖維干拌→砂→水泥干拌1 mm，再加水和減水劑水溶液濕拌1.5mm左右為宜。
③ 鋼纖維在使用前開袋抖散開，切不可成堆倒入，并用手折5—6次成90°角，不斷裂判斷質量。
④ 嚴格控制拌和時間，攪拌好的SFRC應該是鋼纖維均勻分散在整個混凝土拌和物中，無粘團集結現象。
4.3 澆注
4.3.1 運輸 現場施工采取兩個工作面，從兩橋頭向中間推進，右橋頭設一攪拌站，用農用車運輸。左橋頭工作面離攪拌站距離有5公里長，使用拌和車運輸，現場坍落度控制為6—9cm。
4.3.2 攤鋪 將混凝土倒在指定位置，用鐵鏟將混凝土大致鋪平，攤鋪高于設計標高2—3cm，嚴禁拋擲和摟耙，防止混凝土離析，在攤鋪過程中，發現有SFRC結團現象，須及時用人工撕開，抖散或剔除，拌和料從卸出到澆注不宜超過40分鐘。
4.3.3 搗實 每幅沿模板四周用插入式振搗器振實，然后大面積混凝土先用插入式振搗器跳躍式振搗一下，再用平板式振搗器振實，用鋼滾自振動梁，依次滾壓，振搗著平，尤其要將豎起和外露的鋼纖維及石子壓下去，然后用4—6米直尺縱橫刮平。
4.3.4 抹面 待混凝土表面無泌水時，用圓盤式抹光機抹面，經抹平修整的表面不得裸露鋼纖維或留有浮漿，轉角或小面積地方可用抹子收漿。為確保橋面鋪裝平整度，收漿時，須用3米直尺檢驗，檢驗放尺應連續，前后兩尺間應重疊一半，要求3米直尺平整度差小于3mm，發現有超過規范要求的地方，立即采用補救措施。
4.4 切縫
橋面鋪裝由于縱向分幅施工，不設縱向施工縫，橫向在每個墩頂部設一道橫向假縫，其它以15—20米間距設橫向假縫，并與防撞欄的假縫對齊，縫寬3—5mm，縫深2.5cm，切縫時間根據氣溫和SFRC強度確定，一般強度控制在混凝土強度為8Mpa—15Mpa之間，切縫完成后用聚氨脂焦油灌縫。
4.5 抗滑處理
由于普通混凝土橋面施工常用的壓紋法、抗紋法難以達到高速公路抗滑構造深度要求，易將鋼纖維帶出，并在壓紋、抗紋過程中，容易擾動表面混凝土漿，降低強度。在以后的行車過程中，很快磨光，達不到抗滑要求。故強調橋面必須采用鋸槽法施工，具體做法是在鋼纖維混凝土初硬后（強度為8Mpa—15Mpa），用刻槽機橫向刻槽，槽距25mm，槽寬3mm，槽深3mm，外觀很漂亮。
4.6 保養、養護
由于鋼纖維混凝土早期強度較高，故應加強早期濕潤養護。使用養護劑或覆蓋草袋澆水養生，養生至少七天后方可通行車輛。
5 施工質量
為了確保施工質量，在大面積開工之前，施工單位先做試驗段，取得經驗后再全面鋪開，如刻槽法代替壓紋和抗紋法。養護時全面使用養護劑代替草袋覆蓋。在施工過程中重點控制鋼纖維混凝土拌和質量，鋼纖維的投入與振搗三大環節，嚴格控制橋面鋪裝的平整度，高程，橫坡，刻槽深度，整齊等技術指標。確保鋼纖維混凝土施工質量。由于措施得力，各項技術指標優良。
6 結 語
6.1 橋面施工是整個橋梁建設中的重要環節。由于橋面厚度較薄，只有8cm，對其抗磨、抗壓性能及其與調平層之間的粘結能力有較高的要求。橋面施工要求對調平層進行地毯式清鑿，清鑿完后，必須用水把它沖洗干凈，以增強橋面混凝土與調平層混凝土之間的粘結力，而另外在調平層施工時設置環型預埋鋼筋，即可起到架立橋面層鋼筋作用，又能提高混凝土層間的抗剪能力。
6.2 通過本橋實例和大量應用實例表明，鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝比普通混凝土抗拉、抗剪等力學性能有較大幅度提高，其中抗折強度提高了30%—40%，抗疲勞強度提高50%—80%，抗裂強度提高10%—20%，抗沖擊韌性提高2—4倍，對后期營運、養護有利。
6.3 只要有一套科學的施工方法，并認真操作，鋼纖維混凝土橋面的平整度完全可以達到較高水平，大大提高行車舒適性。
6.4 隨著我國高等級公路建設的發展，鋼纖維混凝土必將越來越多地應用到橋面鋪裝中。
隨著我國西部的大開發，溝通東部與西部的交通走廊必須暢通，這樣，廣東省所處的中部地區的交通建設，必將大規模的發展，所以該省的高等級公路建設也將迎來一個快速發展的時期，隨著中西部地區的開放與發展，經濟的增長，公路運輸大型集裝箱載重車的日益增多。這樣，就對高等級公路的橋面鋪裝的抗裂、耐磨性、韌性等指標提出更高的要求，延長橋面鋪裝的修補周期。目前，從高速公路相對發達的地區的經驗來看，越來越多的鋼纖維混凝土被用于橋面鋪裝。
2 概況
綱纖維增強鋼筋網混凝土是由鋼筋、鋼纖混凝土復合而成的高性能混凝土材料，簡稱為SFRC，具有比鋼筋混凝土更為優良的抗拉性能、抗裂度、韌性和承載力。七十年代以來，國內外都在積極研究開發，并在公路、機場、橋梁、建筑等工程領域得到廣泛的應用。從國內現有公路來看，瀝青混凝土橋面往往最先破壞，維修最頻。實踐證明，鋼纖維增強鋼筋混凝土將大大提高橋面的抗裂度、耐磨耐久性，延長橋梁的使用壽命，減少維修次數，而其造價并不比瀝青混凝土橋面高。因此，從長遠來看，鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝有著良好的經濟效益。京珠高速公路廣珠段工程中，橋面鋪裝采用了鋼纖維增強鋼筋混凝土（SFRC），筆者有幸參加了其中的橫瀝特大橋的現場施工監理工作，親歷了鋼纖維施工的前前后后，對SFRC施工已有了詳細的了解，現將其施工設計、施工工藝等作詳細的介紹，以供我省同行共同探討。橫瀝特大橋為大跨徑連續剛構橋，引橋為預應利50米和30米T梁，全長2862米。采用雙幅分離式結構，雙向6車道，每幅橋面凈寬為14.75米，設計橋面鋪裝厚度為8厘米，鋼纖維增強混凝土面積為42214.5平方米，為確保橋面鋪裝的施工質量，業主、總監辦在SFRC的施工過程中，就其配合比設計、投料、攪拌工藝、保證平整度工藝、刻槽等方面，作了研究和試驗。
3 SFRC的設計
設計文件規定橋面鋪裝的控制標準內，抗折強度為5Mpa，抗壓強度大于35 Mpa，借鑒廣東省其他項目鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝的經驗，業主、總監辦、施工單位做了以下幾方面的工作：
3.1 材料來
4.2 鋼纖維投料及拌和為了使鋼纖維在混凝土中分布均勻，施工中不潔團塊，必須掌握方法，這是有別于普通混凝土的關鍵，也是保證施工質量的重要的環節，經反復實踐認為：
① 宜采用強制式攪拌機，以采用先干拌，后濕拌的方法為宜。
② 投放順序：碎石→綱纖維干拌→砂→水泥干拌1 mm，再加水和減水劑水溶液濕拌1.5mm左右為宜。
③ 鋼纖維在使用前開袋抖散開，切不可成堆倒入，并用手折5—6次成90°角，不斷裂判斷質量。
④ 嚴格控制拌和時間，攪拌好的SFRC應該是鋼纖維均勻分散在整個混凝土拌和物中，無粘團集結現象。
4.3 澆注
4.3.1 運輸 現場施工采取兩個工作面，從兩橋頭向中間推進，右橋頭設一攪拌站，用農用車運輸。左橋頭工作面離攪拌站距離有5公里長，使用拌和車運輸，現場坍落度控制為6—9cm。
4.3.2 攤鋪 將混凝土倒在指定位置，用鐵鏟將混凝土大致鋪平，攤鋪高于設計標高2—3cm，嚴禁拋擲和摟耙，防止混凝土離析，在攤鋪過程中，發現有SFRC結團現象，須及時用人工撕開，抖散或剔除，拌和料從卸出到澆注不宜超過40分鐘。
4.3.3 搗實 每幅沿模板四周用插入式振搗器振實，然后大面積混凝土先用插入式振搗器跳躍式振搗一下，再用平板式振搗器振實，用鋼滾自振動梁，依次滾壓，振搗著平，尤其要將豎起和外露的鋼纖維及石子壓下去，然后用4—6米直尺縱橫刮平。
4.3.4 抹面 待混凝土表面無泌水時，用圓盤式抹光機抹面，經抹平修整的表面不得裸露鋼纖維或留有浮漿，轉角或小面積地方可用抹子收漿。為確保橋面鋪裝平整度，收漿時，須用3米直尺檢驗，檢驗放尺應連續，前后兩尺間應重疊一半，要求3米直尺平整度差小于3mm，發現有超過規范要求的地方，立即采用補救措施。
4.4 切縫
橋面鋪裝由于縱向分幅施工，不設縱向施工縫，橫向在每個墩頂部設一道橫向假縫，其它以15—20米間距設橫向假縫，并與防撞欄的假縫對齊，縫寬3—5mm，縫深2.5cm，切縫時間根據氣溫和SFRC強度確定，一般強度控制在混凝土強度為8Mpa—15Mpa之間，切縫完成后用聚氨脂焦油灌縫。
4.5 抗滑處理
由于普通混凝土橋面施工常用的壓紋法、抗紋法難以達到高速公路抗滑構造深度要求，易將鋼纖維帶出，并在壓紋、抗紋過程中，容易擾動表面混凝土漿，降低強度。在以后的行車過程中，很快磨光，達不到抗滑要求。故強調橋面必須采用鋸槽法施工，具體做法是在鋼纖維混凝土初硬后（強度為8Mpa—15Mpa），用刻槽機橫向刻槽，槽距25mm，槽寬3mm，槽深3mm，外觀很漂亮。
4.6 保養、養護
由于鋼纖維混凝土早期強度較高，故應加強早期濕潤養護。使用養護劑或覆蓋草袋澆水養生，養生至少七天后方可通行車輛。
5 施工質量
為了確保施工質量，在大面積開工之前，施工單位先做試驗段，取得經驗后再全面鋪開，如刻槽法代替壓紋和抗紋法。養護時全面使用養護劑代替草袋覆蓋。在施工過程中重點控制鋼纖維混凝土拌和質量，鋼纖維的投入與振搗三大環節，嚴格控制橋面鋪裝的平整度，高程，橫坡，刻槽深度，整齊等技術指標。確保鋼纖維混凝土施工質量。由于措施得力，各項技術指標優良。
6 結 語
6.1 橋面施工是整個橋梁建設中的重要環節。由于橋面厚度較薄，只有8cm，對其抗磨、抗壓性能及其與調平層之間的粘結能力有較高的要求。橋面施工要求對調平層進行地毯式清鑿，清鑿完后，必須用水把它沖洗干凈，以增強橋面混凝土與調平層混凝土之間的粘結力，而另外在調平層施工時設置環型預埋鋼筋，即可起到架立橋面層鋼筋作用，又能提高混凝土層間的抗剪能力。
6.2 通過本橋實例和大量應用實例表明，鋼纖維增強鋼筋混凝土橋面鋪裝比普通混凝土抗拉、抗剪等力學性能有較大幅度提高，其中抗折強度提高了30%—40%，抗疲勞強度提高50%—80%，抗裂強度提高10%—20%，抗沖擊韌性提高2—4倍，對后期營運、養護有利。
6.3 只要有一套科學的施工方法，并認真操作，鋼纖維混凝土橋面的平整度完全可以達到較高水平，大大提高行車舒適性。
6.4 隨著我國高等級公路建設的發展，鋼纖維混凝土必將越來越多地應用到橋面鋪裝中。
