道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用获奖科研报告

道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用获奖科研报告摘要：钢纤维（Steelfiber）是指以切断细钢丝法、冷轧带钢剪切、钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比（纤维长度与其直径比值）为40～80的纤维。以钢纤维替代传统钢材支撑的混凝土，被称为钢纤维砼。与普通混凝土相比，钢纤维砼的强度、适用性、耐腐蚀性等性能更理想，这也为其广泛应用提供了基础。就钢纤维砼在路桥施工中的运用进行分析，有助于该材料积极作用的进一步发挥。

关键词：公路桥梁;钢纤维;混凝土;技术应用

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引言

随着科学技术的不断发展，建筑施工材料正不断日益更新，其综合性能不断得以优化，以最大限度满足当前建筑工程的需要。作为一种全新的水泥基复合材料，钢纤维混凝土一直受到建筑行业的青睐。其是一种具有科学配比的混凝土，在其中添加一定量的钢纤维来提升水泥的整体效果。钢纤维混凝土具有较高的强度，其抗压能力也非常明显。在使用过程中，钢纤维混凝土浇筑的道路桥梁使用寿命远远大于普通混凝土浇筑的桥梁。钢纤维混凝土能大大提高道路桥梁的抗压能力，提高桥梁工程质量。

1钢纤维砼技术在路桥施工中的运用条件和价值

1.1运用条件

与普通钢筋混凝土相似，钢纤维砼能够满足大部分路桥工程建设要求，其优势则在于能够在常规应用的情况下，适应一些特殊环境。如我国北方寒冷地区，存在冻土、低温特点，普通混凝土道路、桥梁结构面临冻裂风险。应用钢纤维砼技术则能够应对这一问题，加强道路抗冻方面的能力。同时，钢纤维均匀排布的态势，也能维稳路面结构的热平衡，进一步提升路桥的性能。在早期从事钢纤维砼研究的德国，应用截面钢纤维混凝土的道路，有助于发挥其优势。总体来看，由于截面钢纤维混凝土增加了道路路面厚度，即便交通压力较大的路、桥设施，也能长期保证工作性能，免去反复维护的麻烦，目前德国、美国等国家均在尝试将截面钢纤维混凝土运用于一些压力较大的路段。

1.2运用价值

钢纤维砼的主要运用价值体现在两个方面，一是提升了混凝土的基本性能，二是保证了砼结构的总体质量。钢纤维砼的抗压强度、拉伸强度、抗弯强度、冲击强度、韧性、冲击韧性等指标较普通混凝土均有所提升。抗压强度提升约在2%-20%之间，拉伸强度提升在3%-14%之间，抗弯强度的提升在6%-13%之间，其他性能也存在不同程度的改善，这一变化主要受到钢纤维用量、排布等方面的影响。砼结构质量的优化，影响路桥的使用寿命和运维工作。德国学者发现，应用钢纤维砼，路面使用寿命可提升15%-20%、运维周期延长4.6个月，这也是其最初得到重视和运用的基本原因。

2钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用要点

2.1施工准备

（1）正式施工之前。对施工时所需的所有相关设备机器进行测试检查，确保所有相关设备机器都能够用于施工，如果发现有机器存在问题，要及时的进行检修。

（2）对钢纤维混凝土材料的各项性能进行全面测试，确保钢纤维混凝土材料的质量，不能出现在施工过程中，钢纤维混凝土材料质量出现问题的状况。

（3）因地制宜，选择合适的施工方式，使得工程的质量更高，更加符合各方面的要求。

2.2铺设钢筋

（1）以相关的设计图纸为依据，对存在问题的钢筋进行标记，进行的标记的人员一定要具备过硬的专业素质，确保标记不会出现差错。

（2）在铺设钢筋的交汇位置要使用不超过桥梁标高尺寸的短筋进行嵌入，确保工钢筋的稳定度和整个工程的质量。

（3）根据已有的标识进行钢筋的铺设工作，同时做好后续的相关绑扎等工作。

2.3模板安装

进行完钢筋网的所有工作后，接下来进行安装钢模的工作，这项工作对于钢模安装的高度和水平位置都有相当高的要求，需要相关的安装工作人员特别注意，除了钢模板暗转的水平位置和高度外，对于其安装时所使用的支架的稳定性要求也是非常高的。在安装时要确保相关的所接触位置不会出现漏浆的情况，确保混凝土铺设时的质量。对于钢模板也要进行相关的隔离剂涂抹处理，确保其不会影响钢纤维混凝土的质量。

2.4切缝处理

在铺装桥面的时候需要根据相关的设计和实际的施工来设置一些横向的缩缝。通常情况下在距离桥墩30m的地方就需要设置一个横缝。设置横缝的过程中时刻注意施工现场的温度等情况，确保在合适的情况下进行相关的工作，确保工程的质量。同时对于进行灌缝的材料也要进行严格的检查，确保其质量符合灌缝的要求。灌缝材料对于工程质量的影响是非常大的，所以一定要对灌缝材料进行严格的检查，如果发现有劣质产品的存在，要马上停用，同时进行大规模的检查和更换填缝材料。

2.5桥墩以及其他部位中钢纤维砼技术运用

桥墩中钢纤维砼技术的运用与灌注桩类似，其应用的一般过程也与普通混凝土相同。由于桥墩属于承重结构，长时间应用的情况下，会产生桥面、桥梁墩台表层剥落的问题，或是发生板裂缝的损害。合理的利用钢纤维混凝土技术，能有效确保桥梁结构的整体性，并促使其满足抗震性方面的标准。要求首先通过BIM技术进行模拟，了解桥墩的基本承重需要，之后利用弯拉强度计算公式和抗压强度计算公式，获取标准值。建设过程中，混凝土工件制备方式与传统钢筋混凝土无差别，但要求保证钢纤维的均匀排布，并严格避免钢纤维外漏、重叠等问题以免出现混凝土构件空洞、蜂窝和腐蚀问题。

路桥工程中，钢纤维砼的应用并不是完全模式化的，很多需要加强刚度的部位，都可以应用钢纤维砼。如常见的软土基过渡段，应用垫板进行不均匀沉降的控制时，可借助钢纤维砼技术提升垫板的抗压强度。垫板的规格保持不变，但内部钢筋材料均以钢纤维替代，可提升垫板的抗压强度约10%。此外，部分建设条件较为特殊的路桥工程，如存在水流侵蚀的桥梁，也可以利用钢纤维砼进行强化，钢纤维砼的耐腐蚀性较普通混凝土更理想，且基本不存在金属结构外漏问题，能够应对水流和空气的氧化破坏，提升桥梁的使用价值。

2.6混凝土密封固化剂施工工序

1）清洁地面，保持洁净和表面干燥。2）将混凝土密封固化剂直接均匀地洒于地坪表面，用长毛推刷来回推动，使固化剂均匀渗透30～45min（具体视当时气温等情况而定）。3）当地坪表面的固化剂变得滑稠时，在地面洒少量清水，并用长毛推刷均匀推开，促使地面二次渗透，渗透时间同上。4）当表面再度变得滑稠时，用清水彻底清洗整个地面，随后用吸尘器将污水及残留的混凝土密封固化剂彻底吸干净。5）固化剂施工完毕2h后方可上人行走。

2.7混凝土养护

养护工作在整个的工程施工中也是比较重要的，所有的施工工作都结束之后，需要对钢纤维混凝土进行一定的养护，防止其出现裂缝等情况，主要的养护工作就是对钢纤维混凝土的表面进行覆盖或者浇水，这样既能确保混凝土的质量又能增强其美观性。

结