公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用探析

江真杰

(贵州科达公路工程咨询监理有限公司)

1 钢纤维与钢纤维混凝土的性能分析

1.1 钢纤维的基本性能

按照不同的制造方式，钢纤维一般可以分为以下4 种。剪切钢纤维、切断钢纤维、熔抽钢纤维和切削钢纤维。切断钢纤维具有很高的抗拉强度，但与水泥砂浆的粘结性较差。钢纤维力学性能的改善可以通过对其表面的变形处理(比如刻痕等)而获得。如果该窃电钢纤维是用废钢丝绳切断制成的，则还需要进行除锈、除油污处理。剪切钢纤维是通过剪切冷轧薄板而制成的，宽度在0.25～0.9 mm 的范围内，厚度在0.2～0.5 mm 的范围，抗拉强度范围为450～800 MPa，它和水泥砂浆的粘结性好于切断钢纤维的。切削钢纤维是由旋转的铣刀切削软厚钢板或钢锭而制成，截面呈三角形，强度也得到很大的提高，与水泥的粘结性较好。熔抽钢纤维的制作原料是熔融的钢水，其强度随热处理条件和熔钢成分的不同而不同，其表面不规则且覆盖有一层氧化层，该氧化层的强度很低，因此降低了熔抽钢纤维和水泥的粘结强度。

钢纤维的抗拉强度和弹性模量比普通水泥基础高出5倍以上，而且其还可以制成不同的变截面性质，来提高与水泥基材的与握裹力。

1.2 钢纤维有效提高混凝土强度的机理

钢纤维在水泥混凝土中起到在外力影响下，限制基体裂缝扩展的作用。在受荷(弯、拉)的初期，水泥基料是承受外力的主力，而基料开裂以后，外力的主要承受者变成横跨裂缝的钢纤维。如果掺加的钢纤维量大于某临界值，则该复合材料能够持续承受荷载，并发生变形，直到钢纤维被拔出或被拉断，使得复合材料被破坏。

1.3 钢纤维混凝土的基本性能

钢纤维混凝土的形成是在把一定量乱向分布的钢纤维均匀加入到普通混凝土中，经过硬化而形成，其物理力学性质优越于普通混凝土，具体表现在:一是强度和重量比值有效增大;二是抗弯、抗压、抗拉的极限强度增大。三是抗冲击性能良好;四是变形性能得到显著的改善。五是抗疲劳和抗裂性能明显提高。六是抗剪性能优越。七是能够有效抑制和防止由于温度应力导致的裂缝的产生及扩展。八是耐磨性能和抗冻性优良。

1.4 影响钢纤维混凝土性能的主要因素

钢纤维混凝土性能一般会受到钢纤维的掺量、类型、长径比、粗骨料的最大粒径、砂率、掺和料、减水剂等因素的影响。而钢纤维的掺量、长径比、类型是最主要的三种影响因素。如果钢纤维混凝土是作用路面材料应用于公路桥梁的施工中，因为面层板较薄的缘故，施工现场的地下排水状况也对其性能产生较大的影响作用。

2 公路桥梁施工中钢纤维混凝土的应用

2.1 道路施工中钢纤维混凝土的应用

(1)新建全截面钢纤维混凝土路面。这种路面的钢纤维掺量控制在0.8%～1.2%的范围内，其厚度仅为普通混凝土路面的50%左右。双车道路面通常不需要设置纵缝，横缝间距最长为50 cm，一般取20～30 cm。

(2)新建复合式钢纤维混凝土路面。一般分双层式复合路面、三层式复合路面两种，其中三层式路面的结构较为合理，不过施工十分复杂，上、下两层均要做成钢纤维混凝土层，中间夹着普通混凝土层，适合在机械化铺设条件好的地区推广运用。

(3)碾压钢纤维混凝土路面。在碾压混凝土中加入适量的钢筋混凝土，改善其力学性能，以增强路面的韧性和强度。

2.2 桥梁施工中钢纤维混凝土的应用

(1)钢纤维混凝土在桥面铺装方面的应用

钢纤维混凝土桥面铺装层不但能够有效提高桥面的耐久性、抗裂性及舒适性，而且能够科学增强桥梁本身的刚度和抗折强度，减少铺装厚度，减轻结构的自重，明显改善桥梁的实际受力状况。另外，还可以采用橡胶沥青混凝土与钢纤维混凝土复合的双层桥面措施。

(2)钢筋混凝土在桥梁上部承受荷载部位的应用

钢纤维混凝土主梁，不仅造型美观，而且能够有效改善桥梁上部结构的受力性能，减少和抑制结构发生变形，能降低自重，促进桥梁结构朝轻型化、大跨度方向发展，而且大大减少了桥梁上部材料的使用量，无形中也减少了下部墩台数量，有效降低桥梁工程的造价，科学提高工程的经济效益。因此，建设钢纤维混凝土桥梁，可以适当降低梁高，以满足一些特殊使用要求。

(3)钢筋混凝土在混凝土桥梁上的应用

受长期的高负荷作用的影响，桥梁的墩台和桥面表层很容易出现剥落或裂缝等病害，面对这种情况，可以采用转子Ⅱ型喷射机向桥梁的这些部位喷射厚度为5～20 cn 的钢纤维混凝土，以提高结构的抗震性和整体性，其中剪切钢纤维的掺量为1.0%;采用TS 型速凝剂和硫铝酸盐快硬水泥能够增强结构的早期抗裂性能;通过在旧混凝土表面凿毛或者喷砂，能够提高整体性。

(4)钢纤维在钢筋混凝土桩的应用

钢纤维混凝土桩能够大大提高桩的穿透力，减少锤击次数，并有效提高打击速度。事实上，确保经济效益，通常钢筋混凝土通常只浇筑在桩顶及桩尖部位，目的是提高桩顶的抗冲击韧性，防止桩顶在打入设计深度前破裂，而在桩身部分采用预应力钢筋混凝土。

3 结 语

综上所述，钢筋混凝土由于其各项物理力学性能十分优越，在现代化公路桥梁工程施工中得到了越来越广泛的应用。作为路桥施工企业，必须紧密结合工程实际，在公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用，才能更好地促进工程质量的提升。

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［2］孟玉梅.公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用探究［J］.黑龙江交通科技，2011，(8):154.

［3］周俊兴.公路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用［J］.广东科技，2010，(2):183－184.