钢纤维混凝土技术在公路桥梁施工中的应用分析

钢纤维混凝土技术在公路桥梁施工中的
应用分析
摘要：在如今公路桥梁工程施工中，钢纤维混凝土作为一种优质的新型水泥
复合材料，具备强度高、耐冲击、耐拉伸、耐热性高等特点，应用实践价值较好，特别是针对公路桥梁基体裂缝的防治等方面意义重大。

及时了解掌握钢纤维混凝
土技术，根据实际公路桥梁情况加以科学应用，有利于提高公路桥梁的整体性能。

关键词：钢纤维混凝土技术；公路桥梁施工；应用
1钢纤维混凝土技术性能概述
钢纤维混凝土主要是由钢带或钢丝等材料形成的复合型纤维结构与混凝土结
合构成的一类性能优越的工业钢纤维产品。

根据钢纤维混凝土构成材质类型的差异，可将其划分为常规碳钢型和不锈钢型。

根据制作工艺不同，可将常规碳钢型
钢纤维混凝土划分成切断式、剪切式及铣削式。

根据应用模式的不同，可将其划
分成并列式、扭曲式及直长式等。

根据应用范围不同，又可细分为喷射式钢纤维
混凝土和浇筑式钢纤维混凝土。

钢纤维混凝土制作过程主要通过在原有混凝土的石、砂、水泥等配料的合理配比结构中，加入非定向分布的钢纤维配料，制作成
更具复合性能的施工材料。

相较于常规混凝土，在原有结构中掺入的不规则分布
钢纤维，有效预防了路桥中常见结构裂缝的产生和蔓延，优化了混凝土材质路桥
工程的抗挤压、抗拉伸、抗裂缝及抗弯曲的性能，使公路桥梁的稳定性得到显著
改善。

其在影响因素错综复杂的路桥施工中具备更高的强度比，相较于常规混凝土，在抗弯强度方面提升超过50%，在强度方面提升超过40%。

其抗冲击性能同
样表现出色，超过常规配比冲击韧性指标的10倍。

而抗形变属性中的变形和收
缩参数指标，则可降低三成。

2钢纤维混凝土特点
钢纤维混凝土作为一种新型材料，主要具备以下特点：（1）强度及重量比
值较大。

由于在混凝土中加入了钢纤维，使基体混凝土可以更好地抵御外力作用，其强度及重量比值得到明显增加。

（2）抗剪性能、抗拉性能、抗弯性能及抗扭
强度较好。

相关研究证明，在混凝土材料中加入约2%的钢纤维，虽然其抗压性能
仅能提升约15%，但是其抗拉强度最高可以提升50%，抗弯强度最高可提升80%，
抗剪强度最高可提升100%。

（3）抗冲击性能良好。

抗冲击性能指的是材料抵抗
荷载或者冲击作用的能力，钢纤维混凝土相较于普通混凝土抗冲击性能可以提升
大约5倍，冲击抗拉、抗弯等性能也能得到大幅提升。

（4）收缩性能显著改善。

在常规钢纤维掺量条件下，相较于普通混凝土钢纤维混凝土材料的收缩值可以下
降约8%。

（5）钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能相比普通混凝土有较大改善。

当掺有1.5%钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时，应力比为0.68，而普通混凝土
仅为0.51。

当掺有2%钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106次时，应力比为0.92，而普通混凝土仅为0.56。

3钢纤维混凝土技术在公路桥梁施工中的应用
3.1在提升桥梁框架稳定性施工的应用
利用钢纤维混凝土实施桥梁受力点及主体框架位置的铺设，因其铺设体积小、质量轻，可有效减少桥梁框架自身负荷，所以可承受除桥体外更多的负重，避免
因长时间外力导致的结构失稳现象。

主体框架质量减轻也减轻了桥梁墩台承担的
质量，因此可减少桥梁整体墩台的设计数量，这样既可以满足工程需要，还可有
效降低工程费用，提升经济性。

同时，简化了桥梁整体结构，突破了常规桥梁繁
琐结构的厚重效果，美观效果也得到相应提升。

3.2纤维混凝土浇筑、振捣
项目中，钢纤维混凝土浇筑施工采用三辊轴机组铺筑工艺，施工流程为：布料—密集排振—拉杆安装—补料—三辊轴整平。

摊铺系数约控制在1.2，摊铺过
程中严禁耧耙或抛掷，避免拌和物出现离析情况。

摊铺过程中如发现有结团情况，须人工将其撕开抖散，也可以直接将其剔除，避免出现蜂窝。

需要注意的是，钢
纤维混凝土从运输至施工现场到浇筑施工完成，整个过程应控制在40min以内。

项目中钢纤维混凝土振捣采用的是平板振动器与插入式振动器配合的振捣方式，
振捣过程中施工人员配合振捣作业对混凝土再次进行整平。

需要注意的是，由于
钢纤维混凝土相较于普通混凝土流动性较差，边角位置容易出现蜂窝，因此，振
捣时可以先从边角位置开始。

钢纤维混凝土振捣时间以其停止下沉、不冒气泡、
泛出水泥浆为准，应避免过振。

3.3在路桥表面铺设的应用
在路桥表面铺设施工时采用钢纤维混凝土，相较常规混凝土可降低50%的路
桥铺设厚度，既增加了路桥表面的抗裂、抗折性能，还有效减轻了路桥表面的自重，提高了路桥表面的刚度、耐久性能和承重能力。

应用钢纤维混凝土与常规橡
胶沥青混凝土配合使用的分层路面结构使，得路面铺设更加科学合理。

在铺设下
层进行橡胶沥青的铺设，并在上层铺设钢纤维混凝土，有利于优化路桥面刚度，
使路桥表面施工质量得到有效提升。

3.4抗滑处理
路面抗滑处理一般多采用拉槽法、压纹法以及刻纹法，考虑到本项目采用的
是钢纤维混凝土，采用拉槽法或者压纹法无法达到桥面抗滑构造的深度要求，并
且可能会带出混凝土中的钢纤维，因此，决定使用刻纹法。

待钢纤维混凝土达到
设计强度的50%后，采用刻纹机沿横向进行刻纹，刻纹深度为3mm，刻纹间距为
25mm。

对桥面进行刻纹后，能够提升桥面摩阻系数，同时对于桥面干扰程度较小，并且可以防止混凝土中的钢纤维被带出，综合施工效果良好。

3.5在加固路桥边坡施工的应用
边坡施工是路桥施工比较关键的环节，施工中经常会遇到不同类型路基边坡
地质，如土质松软、突出岩石等。

此时可利用钢纤维混凝土喷射设备对边坡地基
部位进行土质加固，科学实施边坡的衬砌工艺，将钢纤维混凝土衬砌在边坡覆盖面，提高边坡框架稳定性和防水效果，降低因长时间外力及内应力作用导致路桥
失稳、变形发生的概率，延长使用年限。

3.6桥面切缝
本项目采用的是纵向分幅的施工方式，因此，桥面可以不设纵向切缝，仅设
横向切缝即可。

切缝间距为20m，切缝宽度为5mm，切缝深度为3mm，要求切缝与
护栏基础位置的假缝保持对齐。

切缝施工在钢纤维混凝土强度达到15MPa后进行，完成切缝施工后需要进行灌缝处理，灌缝材料选择聚氨酯焦油。

3.7在加固桥梁墩台施工的应用
桥梁墩台是桥梁的重要组成部分，主要用于承载桥身自重和通行车辆质量，
为避免因常年使用导致的墩台表面材料掉落，可使用喷射设备对桥梁墩台表面进
行钢纤维混凝土喷射。

根据情况合理选择10～20cm的喷射厚度，则能起到提升
桥体负载能力和抗震效果。

添加硫铝酸盐快或速凝剂，则可进一步提高墩台防裂
效果。

通过凿毛、喷砂操作，则可有效提高混凝土喷射的贴合度。

3.8钢纤维混凝土养护
在钢纤维混凝土终凝后，以土工布覆盖混凝土面，同时间断性地进行洒水作业，使钢纤维混凝土表面保持一定湿度。

本项目中钢纤维混凝土养护周期为7d，
在养护期间该路段交通完全封闭，严禁车辆行人通过，待养护完成检测桥面各项
性能达到设计标准后方可开放交通。

4结论
作为一种优质的新型水泥复合材料，钢纤维混凝土有强度高、耐拉伸、耐冲击、耐热性高等性能特点，将其应用在公路桥梁工程施工中质量提升效果显著，
施工单位应科学掌握钢纤维混凝土应用技术，则可有效提高公路桥梁工程整体性能。

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