基于鋼纖維混凝土技術(shù)的道路橋梁施工方法_第1頁
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文檔簡介

引言:從道路橋梁項(xiàng)目的現(xiàn)代化技術(shù)層面來看,鋼纖維混凝土技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值,基于對此技術(shù)的合理應(yīng)用,不僅能夠提高工程施工質(zhì)量,而且符合綠色施工理念。此技術(shù)主要應(yīng)用的是水泥復(fù)合材料,以此來取代傳統(tǒng)的混凝土材料,更加綠色環(huán)保,而且建設(shè)的工程質(zhì)量更為可靠。不論是從經(jīng)濟(jì)角度分析,開始出于社會(huì)效益的角度,施工單位都應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用,并且持續(xù)進(jìn)行技術(shù)革新與優(yōu)化,推動(dòng)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)更加良好的發(fā)展。1.鋼纖維混凝土的性能分析(1)鋼纖維的加入能夠顯著提高混凝土的物理強(qiáng)度。相比于普通混凝土,鋼纖維混凝土在受力時(shí)更難發(fā)生破壞,可以承受更大的壓力,這使得鋼纖維混凝土在需要高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的工程中具有很大的應(yīng)用潛力。然而,鋼纖維的加入也會(huì)增加混凝土的重量,在工程設(shè)計(jì)中需要額外考慮,尤其是對于需要輕負(fù)荷或要求減輕結(jié)構(gòu)自重的設(shè)計(jì)。(2)具有較強(qiáng)的抗壓、抗彎折和抗拉性能。在受到外部力量的作用后,如地震等自然災(zāi)害或機(jī)械沖擊,普通混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生斷裂和破壞,而鋼纖維混凝土具有更好的韌性和抵抗力,能夠吸收和分散應(yīng)力,減緩結(jié)構(gòu)的受損程度,保護(hù)了工程的安全性和可靠性[1]。(3)通過摻入適量的鋼纖維,砼的沖擊韌性可以提升50-100倍,這使得鋼纖維混凝土在需要抵抗撞擊或爆炸沖擊的工程中具有更廣的應(yīng)用空間,如護(hù)坡、地下結(jié)構(gòu)和防護(hù)墻等。(4)鋼纖維混凝土具有更好的彈性特性,能夠更好地承受荷載并減少變形,從而更有效的保持混凝土道路的形狀穩(wěn)定性和減少收縮程度。在同等使用年限下,鋼纖維混凝土道路相比普通混凝土道路更具有更強(qiáng)的耐久性。2.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用的意義2.1節(jié)約成本在目前社會(huì)需求快速增長的背景下,道路橋梁工程面臨著越來越大的施工難度。而鋼纖維混凝土作為一種新型材料,為道路橋梁項(xiàng)目的施工提供了有效的解決方案。首先,通過鋼纖維的添加能增加混凝土的強(qiáng)度、韌性與抗裂能力,使橋墩與路基能夠更好地承受重載和外部沖擊,降低了其由于溫度變化、荷載變化等原因引起的開裂和損壞風(fēng)險(xiǎn),減少了維修和更換的需求,從而節(jié)約了維護(hù)成本。其次,采用鋼纖維混凝土作為橋面與路面的使用材料,可以顯著減輕結(jié)構(gòu)的自重,減輕了對支撐結(jié)構(gòu)的要求。而且鋼纖維混凝土的輕量化特性使得道路橋梁的施工更為便捷,減少了原材料的使用量和運(yùn)輸成本[2]。2.2加強(qiáng)鋼筋混凝土樁以及路面、橋面的性能傳統(tǒng)的鋼筋混凝土樁在承受沖擊力時(shí)容易發(fā)生破壞,而鋼纖維混凝土通過增強(qiáng)樁頂和樁尖的抗沖擊韌性可以顯著提升樁的穿透能力。這意味著在施工過程中,鋼纖維混凝土樁能夠更好地抵抗外力的沖擊,確保樁的穩(wěn)固性和可靠性。而且,相比傳統(tǒng)施工方法中需要重復(fù)錘擊的步驟,鋼纖維混凝土可以直接使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工,節(jié)省了大量的時(shí)間和人力資源,還能大幅提升樁頂和樁尖的力學(xué)性能,使其具有更強(qiáng)的抗沖擊韌性,進(jìn)而規(guī)避了傳統(tǒng)作業(yè)方式下可能出現(xiàn)打入樁頂時(shí)產(chǎn)生裂縫的情況,大幅提升了工程施工質(zhì)量與效率。另外,把鋼纖維混凝土技術(shù)運(yùn)用于路橋工程中,可以有效提升路面與橋面的抗裂性能與抗凍性能,為民眾提供更為舒適、安全的使用體驗(yàn)。3.鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用措施3.1材料的選擇在進(jìn)行鋼纖維混凝土施工時(shí),選擇適合的材料是至關(guān)重要的。首先,需要挑選強(qiáng)度和基礎(chǔ)材料接近的鋼纖維材料,以確?;炷恋恼w強(qiáng)度和性能。其次,鋼纖維的含量需要控制在0.46%-1.96%范圍內(nèi),以保證鋼纖維在混凝土中發(fā)揮出最佳的增強(qiáng)效果。再者,鋼纖維的長度與寬度也需要符合一定的要求,過長或過短的鋼纖維都會(huì)影響混凝土的均勻性和強(qiáng)度,需要結(jié)合現(xiàn)場的具體要求挑選合適的鋼纖維材料,以保證纖維的分散特性有效發(fā)揮。3.2材料的分配和分散裝置需要嚴(yán)格依照原設(shè)計(jì)方案確定配合比,并參照現(xiàn)場的實(shí)際情況開展排水試驗(yàn),確定最為合理的排水比例,以確?;炷恋牧鲃?dòng)性和性能,以滿足工程項(xiàng)目施工的需求。通常,機(jī)械設(shè)備的功率需要設(shè)置在0.75-1.0kW范圍內(nèi),分散速度為每分鐘20-60千克,這樣可以確保鋼纖維在混凝土中充分分散,避免纖維團(tuán)塊的形成,從而提高混凝土的均勻性和強(qiáng)度[3]。3.3鋼纖維混凝土攪拌在開始攪拌之前,必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定好混凝土的配合比,并且為了確?;炷僚浜媳鹊臏?zhǔn)確性,需要采用電子秤對原材料加以精確稱重。在原材料的攪拌過程中,應(yīng)當(dāng)按照砂、鋼纖維、碎石與水泥的順序逐步添加原材料。在正式進(jìn)行混凝土攪拌前,應(yīng)當(dāng)實(shí)行試拌操作。通過試拌可以確定混凝土所需的合理水量與拌和時(shí)間。在鋼纖維混凝土攪拌過程中,常常使用強(qiáng)制式拌和機(jī)進(jìn)行攪拌,如此可以更好地實(shí)現(xiàn)原材料的混合,并確保鋼纖維均勻分散于混凝土中。一般情況下,攪拌1min的時(shí)間是比較合適的。除了基本的原材料外,根據(jù)需要還可以添加一些外加劑來改善混凝土的性能。在添加外加劑之后,需要進(jìn)行兩分鐘的水濕拌,以確保外加劑充分溶解和混合。3.4鋼纖維混凝土澆筑在開展混凝土澆筑前,必須確?;旌狭弦呀?jīng)充分拌和均勻。這樣可以避免出現(xiàn)原材料分層或均勻性不足的問題,從而影響到混凝土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在倒料過程中,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控每次倒料的距離,通常應(yīng)在15-20厘米范圍內(nèi)。鋼纖維混凝土的澆筑操作應(yīng)該做到緩慢、均勻、連續(xù),這樣可以確?;炷猎谀0逯芯鶆蚍植?,有利于混凝土的流動(dòng)性和排氣性,避免出現(xiàn)空洞或者夾層現(xiàn)象。在整個(gè)澆筑過程中不得停頓,停頓會(huì)導(dǎo)致混凝土的凝固和不均勻,從而影響到施工質(zhì)量和混凝土的強(qiáng)度[4]。3.5鋼纖維混凝土振搗平板振搗器是一種常用的振搗設(shè)備,通過產(chǎn)生高頻振動(dòng)來讓混凝土內(nèi)部顆粒緊密排列和沉降,從而提高混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。但是要注意,過度的振搗力度也會(huì)造成反效果,導(dǎo)致混凝土的分層和空鼓現(xiàn)象。因此,在進(jìn)行振搗時(shí),應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)恼駬v力度,以達(dá)到最佳的振搗效果。3.6鋼纖維混凝土成型若想防止產(chǎn)生質(zhì)量問題,混凝土的成型環(huán)節(jié)十分重要,必須要掌握施工要點(diǎn),對于纖維分布不均、粗骨料粒徑不合格與含砂比例高的問題,可采取真空吸水法。還可通過抹平表面來防止鋼纖維暴露在外,如此不僅能夠確保道橋工程外形美觀,還可提升施工質(zhì)量。3.7鋼纖維混凝土接縫在接縫處理時(shí),需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行施工。為了達(dá)到?jīng)]有接縫或采用整幅式接縫的效果,可以使用攤鋪機(jī)進(jìn)行操作。在進(jìn)行伸縮切割時(shí),要根據(jù)混凝土的強(qiáng)度和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來確定切割時(shí)間和頻率。同時(shí),在施工過程中,需要注意現(xiàn)場的封閉操作,避免灰塵和雜物進(jìn)入混凝土縫隙中,從而影響接縫的質(zhì)量。4.鋼纖維混凝土技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用4.1做好橋面鋪裝作業(yè)橋面結(jié)構(gòu)層一般分為兩層或三層,通過合理安排各層材料的特性和功能,可以增強(qiáng)橋面對承載荷載、抗裂、耐磨和抗變形等方面的能力。在兩層結(jié)構(gòu)中,上層采用鋼纖維砼材料,可以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗裂性能。而下層則使用普通砼,以提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)支撐。三層結(jié)構(gòu)則更進(jìn)一步,對上層與下層都使用鋼纖維砼,以增加整體的強(qiáng)度和耐久性。而中層則使用普通混凝土,起到連接上下層的作用,使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固穩(wěn)定。在此方面的應(yīng)用中,需保證鋼纖維砼的鋪筑厚度為普通砼的1/2或者是3/5,該比例可以保持合適的層次結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮鋼纖維混凝土的優(yōu)勢。在進(jìn)行橋面鋪設(shè)之前,首先需要鋪筑一層優(yōu)質(zhì)砂漿,這一步驟可以在橋面與鋪裝層之間形成良好的粘結(jié)層,提高橋面的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然后,按照水平分層的原則進(jìn)行澆筑,確保每一層的厚度均勻,并且不超過四十厘米。澆筑完成后,工作人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行均勻的振搗處理,排除混凝土內(nèi)部空隙和氣泡,提高混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。此外,還需要對砼結(jié)構(gòu)層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理,如覆蓋養(yǎng)護(hù)膜、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等,以確?;炷林饾u水化和固化,達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度和穩(wěn)定性[5]。4.2優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)體型通過優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)體型,可以保證整體結(jié)構(gòu)受力均勻,防止出現(xiàn)局部應(yīng)力集中的問題。在鋼纖維混凝土施工中,操作人員需要合理控制鋼纖維的添加量,以及攪拌時(shí)間和攪拌強(qiáng)度等參數(shù),以保證鋼纖維在混凝土中均勻分布,并與混凝土牢固地結(jié)合,以增加混凝土的韌性和抗裂性能,提高整體結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。另外,還要加強(qiáng)坐漿厚度的控制。坐漿層的厚度太薄會(huì)使得結(jié)合面形成空隙,降低結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性;而太厚則容易引起墊塊偏移等問題。為了確保坐漿質(zhì)量符合要求,施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理控制坐漿層的厚度,并對坐漿材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選和摻配,以確保其黏結(jié)度和可塑性。施工人員必須要盡可能避免在高溫的夏季實(shí)行澆筑,高溫環(huán)境會(huì)使混凝土迅速凝固,增加溫度裂縫的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。因此,在澆筑環(huán)節(jié),應(yīng)當(dāng)使用降溫劑、覆蓋遮陽網(wǎng)等方式來有效降低混凝土的溫度,從而保證混凝土結(jié)構(gòu)具備良好的穩(wěn)定性與剛度,減輕溫度荷載對結(jié)構(gòu)的不利影響,提升道路橋梁的整體性能。4.3加固橋梁墩臺在加固橋梁墩臺時(shí),可選擇使用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)進(jìn)行鋼纖維混凝土噴射施工。這種施工方法可以將鋼纖維混凝土均勻地噴射到橋梁墩臺表面上,形成一層厚度為5-20厘米的保護(hù)層,有效地增強(qiáng)橋梁墩臺的抗震性能,提高結(jié)構(gòu)的承載能力。為了進(jìn)一步提高橋梁墩臺的抗裂性能,還可以在施工中加入適量的快硬硫鋁酸鹽水泥和S型速凝劑,以此增強(qiáng)混凝土的早期強(qiáng)度和硬化速度,有效防止裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展。對于已經(jīng)建成的橋梁墩臺,定期檢測其抗震端的強(qiáng)度是至關(guān)重要的。若察覺到部分抗震端存在質(zhì)量缺陷,如裂縫、破損或強(qiáng)度下降等,就應(yīng)當(dāng)及時(shí)加以修補(bǔ)。在修補(bǔ)過程中,選擇優(yōu)質(zhì)的混凝土作為修補(bǔ)材料,確保修復(fù)部位與原有結(jié)構(gòu)的牢固連接,可以防止抗震端的缺陷引起橋墩結(jié)構(gòu)的抗震性能下降,保障橋梁的安全運(yùn)行。除了對抗震端進(jìn)行修復(fù)外,還應(yīng)特別關(guān)注橋梁墩臺彎度區(qū)域。這些區(qū)域往往承受較大的力和變形,容易出現(xiàn)缺陷和損傷。因此,在施工過程中需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和加固處理。針對存在缺陷的部位,可以采用加厚的方式,即增加混凝土的厚度,提升這些特殊部位的抗震能力,以此延長橋墩結(jié)構(gòu)的使用壽命。最后,在橋墩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,相關(guān)人員應(yīng)該按照施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際施工條件,選擇最優(yōu)的框架結(jié)構(gòu),合理設(shè)計(jì)縱面梁的強(qiáng)度,控制好連梁跨度,把墩臺結(jié)構(gòu)分成多個(gè)均勻的小段。此種設(shè)計(jì)能夠增強(qiáng)橋梁墩臺的整體穩(wěn)定性和承載能力,提高道路橋梁工程的伸展性和安全質(zhì)量,有效減少結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力集中,提升橋梁墩臺結(jié)構(gòu)的抗震性能和整體質(zhì)量。4.4增強(qiáng)樁頂與樁尖結(jié)構(gòu)鋼纖維混凝土技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用可以顯著提高施工質(zhì)量和保證工程的安全性。對于樁頂和樁尖結(jié)構(gòu)的施工作業(yè),合理運(yùn)用該技術(shù),能夠有效增加樁頂?shù)目箾_擊能力和韌性,從而防止樁尖由于設(shè)計(jì)深度提升而發(fā)生破裂的情況,同時(shí)還能加快施工的速度和改善施工效果。為了增強(qiáng)樁頂與樁尖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,對于樁身部分,可以選用預(yù)應(yīng)力鋼筋砼或整體澆筑性鋼纖維砼。這些材料具有較高的強(qiáng)度和耐久性,能夠有效提升樁的穿透力和承載能力,確保建筑的牢固性。若是道路橋梁工程需要穿越隧道,就需要將鋼纖維砼技術(shù)與襯砌工藝、噴射鋼纖維技術(shù)聯(lián)合起來綜合應(yīng)用,利用鋼纖維混凝土技術(shù)對隧道加以支護(hù),可以提高側(cè)壁的穩(wěn)固性,提高整體隧道的安全水平,同時(shí)運(yùn)用普通混凝土施工技術(shù)對隧道進(jìn)行襯砌,進(jìn)一步加固和保護(hù)隧道結(jié)構(gòu)。另外,還需要注意對路橋面層進(jìn)行必要的防水處理,在路橋面層上修建保護(hù)層,能夠有效地防止地下水的侵蝕,保持路橋結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。4.5發(fā)揮鋼纖維混凝土技術(shù)在邊坡施工中的作用通過使用噴射機(jī)械來噴射鋼纖維混凝土集料,可以確保鋼纖維混凝土充分填充邊坡的空隙和裂縫,并形成一個(gè)堅(jiān)固且連續(xù)的混凝土結(jié)構(gòu),提高邊坡的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。不僅如此,鋼纖維混凝土技術(shù)還能夠提高邊坡的防滲能力。在實(shí)施施工之前,施工技術(shù)人員需要對道路橋梁工程周邊地質(zhì)條件進(jìn)行深入分析,以精準(zhǔn)評估邊坡當(dāng)前的滲漏情況。一旦發(fā)現(xiàn)滲漏問題,就可選擇適當(dāng)?shù)幕炷僚浜媳壤齺硇迯?fù)裂縫,有效阻止水分滲透到邊坡內(nèi)部,并防止裂縫擴(kuò)大,從而保護(hù)邊坡的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)完整性。對于那些滲漏較為輕微的邊坡,施工人員可選擇使用高壓單管鋼纖維混凝土旋噴施工方法。這種施工方法是利用高壓力將鋼纖維混凝土材料噴射到邊坡表層,形成一個(gè)致密的保護(hù)層,有效防止水分滲透和表層開裂和脫落問題的發(fā)生。這種方法操作簡便,施工速度快,并且能夠在保證邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)提供良好的防滲效果。此外,翻砌技術(shù)也是處理邊坡結(jié)構(gòu)中對接縫的一種常用方法。施工技術(shù)人員可以利用翻砌技術(shù)在縫隙中填入優(yōu)質(zhì)的鋼纖維砼材料,以實(shí)現(xiàn)對接縫的修復(fù)和加固。5.鋼纖維混凝土技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用5.1混凝土路面碾壓鋼纖維作為一種增強(qiáng)材料,能夠增加路面的強(qiáng)度與韌性,從而提高其抗裂性和耐久性。常見的鋼纖維比例為0.6%的B型與0.53%的F型鋼纖維,這些鋼纖維具有良好的拉伸強(qiáng)度和抗彎能力,能夠在混凝土中形成三維分布網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有效地抵抗裂縫的擴(kuò)展。在施工作業(yè)中,工作人員需要對路面的壓實(shí)進(jìn)行監(jiān)督和控制,確保路面的緊實(shí)程度和平整性。只有通過適當(dāng)?shù)膲簩?shí),鋼纖維混凝土才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢,使其性能得到最大程度的提升。同時(shí),還需要注意施工過程中的溫度和濕度控制,避免因溫度變化引起的開裂問題。使用鋼纖維混凝土技術(shù)實(shí)行路面碾壓處理,不僅能夠減少建材的使用,而且還能提高路面性能,并且鋼纖維砼路面結(jié)構(gòu)厚度通常僅有普通砼結(jié)構(gòu)的大約55%,實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較高。5.2混凝土罩面混凝土罩面施工是一種通過覆蓋鋼纖維混凝土層來修復(fù)混凝土路面,從而解決路面質(zhì)量問題的有效方法。混凝土路面在長期使用和受到各種載荷的作用下,會(huì)發(fā)生開裂、剝落、變形等問題,

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