钢纤维混凝土桥面铺装施工

钢纤维混凝土桥面铺装施工
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摘要：介绍横沥大桥钢纤维混凝土桥面铺装概况及具体施工过程。

1、前言
随着我国西部的大开发，沟通东部与西部的交通走廊必须畅通，这样，广东省所处的中部地区的交通建设，必将大规模的发展，所以该省的高等级公路建设也将迎来一个快速发展的时期，随着中西部地区的开放与发展，经济的增长，公路运输大型集装箱载重车的日益增多。

这样，就对高等级公路的桥面铺装的抗裂、耐磨性、韧性等指标提出更高的要求，延长桥面铺装的修补周期。

目前，从高速公路相对发达的地区的经验来看，越来越多的钢纤维混凝土被用于桥面铺装。

2、概况
纲纤维增强钢筋网混凝土是由钢筋、钢纤混凝土复合而成的高性能混凝土材料，简称为SFRC，具有比钢筋混凝土更为优良的抗拉性能、抗裂度、韧性和承载力。

七十年代以来，国内外都在积极研究开发，并在公路、机场、桥梁、建筑等工程领域得到广泛的应用。

从国内现有公路来看，沥青混凝土桥面往往最先破坏，维修最频。

实践证明，钢纤维增强钢筋混凝土将大大提高桥面的抗裂度、耐磨耐久性，延长桥梁的使用寿命，减少维修次数，而其造价并不比沥青混凝土桥面高。

因此，从长远来看，钢纤维增强钢筋混凝土桥面铺装有着良好的经济效益。

京珠高速公路广珠段工程中，桥面铺装采用了钢纤维增强钢筋混凝土（SFRC），笔者有幸参加了其中的横沥特大桥的现场施工监理工作，亲历了钢纤维施工的前前后后，对SFRC施工已有了详细的了解，现将其施工设计、施工工艺等作详细的介绍，以供我省同行共同探讨。

横沥特大桥为大跨径连续刚构桥，引桥为预应利50米和30米T梁，全长2862米。

采用双幅分离式结构，双向6车道，每幅桥面净宽为14.75米，设计桥面铺装厚度为8厘米，钢纤维增强混凝土面积为42214.5平方米，为确保桥面铺装的施工质量，业主、总监办在SFRC的施工过程中，就其配合比设计、投料、搅拌工艺、保证平整度工艺、刻槽等方面，作了研究和试验。

3、SFRC的设计
设计文件规定桥面铺装的控制标准内，抗折强度为5Mpa，抗压强度大于35Mpa，借鉴广东省其他项目钢纤维增强钢筋混凝土桥面铺装的经验，业主、总监办、施工单位做了以下几方面的工作：
3.1 材料
3.1.1 钢纤维选用重庆凌豪工贸有限公司生产的30毫米的强抗构钢扭曲型钢纤维LHF32类型，通过施工实践表明，该类型钢纤维刚度略大一些（现场判别，用手折90°，反复5～6次才断裂），散落性好，利于施工，搅拌时较均匀。

水泥：选用粤秀牌525普通硅酸盐水泥。

3.1.2 粗集料粗集料粒径以纤维长度的一半为宜，采用10～20mm石料，针片状颗粒含量不大于7%，含泥量不大于0.2%.
3.1.3 细集料选用优质中砂，砂的细度模数2.3～2.8，含泥量不大于0.5%.水：自来
水或干净的河水。

3.1.4 外加剂为了提高混凝土的和易性，提高密实度和早期强度，采用湛家江产的FDN-2H减水剂。

3.2 SFRC的配合比设计
3.2.1 桥面铺装层，纲纤维混凝土配合比设计，应满足设计要求的抗压强度，抗折强度和施工和易性，按照《钢纤维混凝土试验方法》进行试配，并考虑以下原则：（1）钢纤维体积率：Vf＝1.0%
（2）砂率：较普通混凝土有所增大，本工程取值为46%，也可按以下公式估算：Sfr ＝Scr+10Vf，式中：SFR为SFRC的砂率（%），Scr为普通混凝土的砂率，Vf为钢纤维的体积。

（3）水灰比：W/C=0.43，一般为0.40～0.45范围。

（4）用水量：用水量是决定施工和易性的关键，在考虑钢纤维混凝土和易性时，不能象普通混凝土一样，只考虑坍落度，因为钢纤维混凝土在振捣前后工作性能相差很大，应以维勃指数VC（秒）来评价其工作性能。

（5）水泥用量：在钢纤维混凝土中，水泥用量要比普通混凝土大采用每立方米混凝土水泥用量大于400kg.
沥特大桥使用的设计配合比
4、SFRC施工工艺
4.1 浇注前准备
在桥面现浇层施工时，同步预埋竖向剪力筋η（形状）间距σ×σ厘米分布，直径φPm 插入砼。

再对桥面调平层进行地毯式清凿，冲洗干净，全幅浇筑的接缝设在车道企划线上，避开轮压密集区域，桥面铺装钢筋网规格为φ10mm，间距为15×15cm，为保证钢筋网安装位置的准确，砼施工时不沉底，采用焊接撑筋代替垫块固定钢筋网，而且每平方米不少于6个点，用角钢纵向沿车道分划线和内外侧路缘带分成五幅浇筑带，并测好标高，放好样。

4.2 钢纤维投料及拌和为了使钢纤维在混凝土中分布均匀，施工中不洁团块，必须掌握方法，这是有别于普通混凝土的关键，也是保证施工质量的重要的环节，经反复实践认为：
①宜采用强制式搅拌机，以采用先干拌，后湿拌的方法为宜。

②投放顺序：碎石→纲纤维干拌→砂→水泥干拌1 mm，再加水和减水剂水溶液湿拌
1.5mm左右为宜。

③钢纤维在使用前开袋抖散开，切不可成堆倒入，并用手折5-6次成90°角，不断裂判断质量。

④严格控制拌和时间，搅拌好的SFRC应该是钢纤维均匀分散在整个混凝土拌和物中，无粘团集结现象。

4.3 浇注
4.3.1 运输现场施工采取两个工作面，从两桥头向中间推进，右桥头设一搅拌站，用农用车运输。

左桥头工作面离搅拌站距离有5公里长，使用拌和车运输，现场坍落度控制为6—9cm.
4.3.2 摊铺将混凝土倒在指定位置，用铁铲将混凝土大致铺平，摊铺高于设计标高2—3cm，严禁抛掷和搂耙，防止混凝土离析，在摊铺过程中，发现有SFRC结团现象，须及时用人工撕开，抖散或剔除，拌和料从卸出到浇注不宜超过40分钟。

4.3.3 捣实每幅沿模板四周用插入式振捣器振实，然后大面积混凝土先用插入式振捣器跳跃式振捣一下，再用平板式振捣器振实，用钢滚自振动梁，依次滚压，振捣着平，尤其
要将竖起和外露的钢纤维及石子压下去，然后用4—6米直尺纵横刮平。

4.3.4 抹面待混凝土表面无泌水时，用圆盘式抹光机抹面，经抹平修整的表面不得裸露钢纤维或留有浮浆，转角或小面积地方可用抹子收浆。

为确保桥面铺装平整度，收浆时，须用3米直尺检验，检验放尺应连续，前后两尺间应重叠一半，要求3米直尺平整度差小于3mm，发现有超过规范要求的地方，立即采用补救措施。

4.4 切缝
桥面铺装由于纵向分幅施工，不设纵向施工缝，横向在每个墩顶部设一道横向假缝，其它以15-20米间距设横向假缝，并与防撞栏的假缝对齐，缝宽3-5mm，缝深2.5cm，切缝时间根据气温和SFRC强度确定，一般强度控制在混凝土强度为8Mpa-15Mpa之间，切缝完成后用聚氨脂焦油灌缝。

4.5 抗滑处理
由于普通混凝土桥面施工常用的压纹法、抗纹法难以达到高速公路抗滑构造深度要求，易将钢纤维带出，并在压纹、抗纹过程中，容易扰动表面混凝土浆，降低强度。

在以后的行车过程中，很快磨光，达不到抗滑要求。

故强调桥面必须采用锯槽法施工，具体做法是在钢纤维混凝土初硬后（强度为8Mpa-15Mpa），用刻槽机横向刻槽，槽距25mm，槽宽3mm，槽深3mm，外观很漂亮。

4.6 保养、养护
由于钢纤维混凝土早期强度较高，故应加强早期湿润养护。

使用养护剂或覆盖草袋浇水养生，养生至少七天后方可通行车辆。

5、施工质量
为了确保施工质量，在大面积开工之前，施工单位先做试验段，取得经验后再全面铺开，如刻槽法代替压纹和抗纹法。

养护时全面使用养护剂代替草袋覆盖。

在施工过程中重点控制钢纤维混凝土拌和质量，钢纤维的投入与振捣三大环节，严格控制桥面铺装的平整度，高程，横坡，刻槽深度，整齐等技术指标。

确保钢纤维混凝土施工质量。

由于措施得力，各项技术指标优良。

6、结语
6.1 桥面施工是整个桥梁建设中的重要环节。

由于桥面厚度较薄，只有8cm，对其抗磨、抗压性能及其与调平层之间的粘结能力有较高的要求。

桥面施工要求对调平层进行地毯式清凿，清凿完后，必须用水把它冲洗干净，以增强桥面混凝土与调平层混凝土之间的粘结力，而另外在调平层施工时设置环型预埋钢筋，即可起到架立桥面层钢筋作用，又能提高混凝土层间的抗剪能力。

6.2 通过本桥实例和大量应用实例表明，钢纤维增强钢筋混凝土桥面铺装比普通混凝土抗拉、抗剪等力学性能有较大幅度提高，其中抗折强度提高了30%—40%，抗疲劳强度提高50%—80%，抗裂强度提高10%—20%，抗冲击韧性提高2—4倍，对后期营运、养护有利。

6.3 只要有一套科学的施工方法，并认真操作，钢纤维混凝土桥面的平整度完全可以达到较高水平，大大提高行车舒适性。

6.4 随着我国高等级公路建设的发展，钢纤维混凝土必将越来越多地应用到桥面铺装中。