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1、钢纤维在广州增埗大桥桥面铺装项目中的应用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
2、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。广州增埗大桥项目桥面铺装工程中，桥面铺装采用了钢纤维增强钢 筋混凝土（SFRC） ，增埗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
3、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 35 Mpa，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 选用武汉新途工程纤维制造有限公司生产的 32 毫米的强抗构钢波浪型钢纤 维，通过施工实践表
4、明，该类型钢纤维刚度略大一些（现场判别，用手折 90，反复 56 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 1020mm 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 2.32.8，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
5、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：Vf1.0% （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： SfrScr+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 0.400.45 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。 （
6、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。 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 （形状）间距 厘米分布，直径 Pm 插入 砼不小于深。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 10mm，间距为 1515cm，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
7、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： 宜采用强制式搅拌机，以采用先干拌，后湿拌的方法为宜。 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。 钢纤维在使用前开袋抖散开，切不可成堆倒入，并用手折 56 次成 90角，不断裂判 断质量。 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
8、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 69cm。 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 46 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
9、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 1520 米间距设横向假缝，并与防撞栏的假缝对齐，缝宽 35mm，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 8Mpa15Mpa 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
10、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 8Mpa15Mpa） ，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
11、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 24 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。
