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1、工程概况漳龙高速公路龙岩段三期工程3.9km高架桥有石崆山I号、号桥，建安关桥，九沙溪桥和如山头桥组成。桥梁顺山沟峡谷布线，沿线两岸地形险峻，最大纵坡4.7%，最大横坡7%；全线均为弯道桥，最小平曲线半径250m，桥墩均为高墩，最高达80.5m。桥梁上部结构分别为连续钢构组合体系箱梁、预应力T梁和空心板梁结构。桥面铺装层原设计箱梁段为6cm厚C50普通混凝土，T梁与空心板梁段为8cm厚C40普通混凝土。由于该段高架桥路弯、坡陡、墩高、跨经大，车辆在其上行驶，对桥面铺装层所形成的振动及剪切力特别大，为了抵抗振动及剪切力的影响、提高混凝土铺装层的质量、保证铺装层的使用寿命，要求桥面铺装层具有良好的
2、抗剪、抗拉强度和抗裂、抗振等性能。根据近年来国内外使用的新型材料钢纤维混凝土具有显著提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折强度和抗裂、抗冲击、抗疲劳、抗振及裂后延性等性能，决定将3.9km桥面铺装层C50与C40普通混凝土变更设计为CF50与CF40钢纤维混凝土。2 钢纤维混凝土原材料的选择钢纤维：采用上海青浦钢纤维厂生产的平直剪切型钢纤维，长32mm，长径比为4550，抗卡强度380N/mm，弯折性能与散落性较好。水泥：选用三德牌42.5R普通硅酸盐水泥。经中心实验室近期抽检13批次试验结果，其28d抗压强度最低值44.4MPa，抗折强度最低值6.7 Mpa，最高值11.1 Mpa，平均值8.6 Mp
3、a。与工地所用的其它牌号水泥相比，富余系数较大。粗集料：钢纤维混凝土采用的粗集料粒经不宜大于20mm或钢纤维长度的2/3，本工程选用520mm花岗岩碎石，压碎值在6.5%9.6%之间，针片状颗粒含量控制在8%以内。细骨料：采用南靖河洁净中、粗河砂，细度模数在3.03.2之间。外加剂：几种减水剂经室内试验对比，选用山西万荣信力化工厂生产的ZG-N1高效减水剂，该减水剂的使用能满足钢纤维混凝土泵送和易性及混凝土强度要求。3 钢纤维混凝土配合比设计因受地形限制，桥面铺装层混凝土拌和料的运输只能采用混凝土输送泵泵送，最大泵送高度90m，水平距离300m，因而配合比设计既要满足设计的抗压、抗折强度要求，
4、又要满足泵送施工的和易性要求。混凝土配制抗压强度（=6.0Mpa）。C40为：fcu, fcu, K+1.645=40+1.6456.0=49.9MpaC50为：fcu, fcu, K+1.645=50+1.6456.0=59.9Mpa钢纤维混凝土抗弯拉强度比基准混凝土（未掺钢纤维）要求提高25%以上。拌和料的稠度：为满足泵送施工要求，拌和料坍落度要求控制在1619cm之间。钢纤维掺量：按设计要求钢纤维混凝土弯拉强度比未掺钢纤维混凝土提高25%以上，根据有关资料钢纤维掺量应控制在5070kg之间，为确定钢纤维具体用量，针对不同钢纤维用量进行早期抗折、抗压强度对比试验，试验结果见表1。表1 不同
5、钢纤维掺量混凝土弯拉、抗压强度及增长幅度混凝土等级 钢纤维掺量（kg/m） 水灰比 砂率（%） 3d弯拉强度（Mpa） 弯拉强度增长（%） 3d抗压强度（Mpa） 抗压强度增长（%）C40 0 0.44 46 4.29 36.2 50 0.44 46 5.06 17.9 37.4 3.365 0.44 46 5.69 32.6 39.6 9.4C50 0 0.39 45 4.77 39.9 50 0.39 45 5.52 14.6 43.0 7.860 0.39 45 5.76 20.8 40.8 2.3据表1试验结果可以看出，钢纤维混凝土的早期抗压强度比普通混凝土略有提高，但幅度不大且没有明
6、显关系和规律。钢纤维混凝土的早期弯拉强度比普通混凝土有较大的提高，且与钢纤维的掺量相关，当钢纤维掺量为65kg/m3时，其弯拉强度C40混凝土增长32.6%，C50混凝土增长20.8%。据此试验对比结果，取钢纤维掺量65kg/m3进行28d强度的配合比试验。砂率的选定：钢纤维混凝土比普通混凝土要用较高的砂率，参考有关的配合比及泵送施工效果，选用砂率为45%46%。根据选定的配合比参数，进行掺钢纤维混凝土与基准混凝土的配合比对比试验，试验结果如表2所示。表2 钢纤维混凝土与基准混凝土对比试验结果强度等级 类型 水灰比 砂率（%） 混凝土材料用量（kg/m3） 坍落度(cm) 28d抗压强度(Mp
7、a) 抗压强度增长(%) 28d抗折强度(Mpa) 抗折强度增长(%)水 水泥 砂 碎石 钢纤维 ZG-N1减水剂 C40 基准砼 0.436 0.46 203 465 784 921 0 4.2 16 51.1 5.60 CF40 掺钢纤维 砼 0.436 0.46 218 500 761 894 65 5.5 16 64.9 27.0 7.49 33.8C50 基准砼 0.39 0.45 195 500 749 916 0 5.0 18 60.5 6.80 CF50 掺钢纤维 砼 0.39 0.45 210 538 725 887 65 6.4 19 68.3 12.9 8.52 25.3
8、由表2试验结果，相同水灰比与砂里的拌和料要保持相同的坍落度，钢纤维混凝土与基准混凝土对比，要用较大的用水量与水泥用量。掺钢纤维混凝土与基准（未掺钢纤维）混凝土的弯拉强度（抗折强度）比较，CF40比C40增长33.8%，CF50比C50增长25.7%，试验结果满足弯拉强度增加25%以上的要求。4桥面铺装层施工及质量控制 铺装前对桥面进行全面的清凿，采用风镐及短钢钎人工凿毛，并用高压水冲洗干净。 铺装层钢筋网按设计要求布设，为确保钢筋网位置准确不沉底，钢筋网下面纵横向每隔60cm左右要垫混凝土垫块，钢筋网要点焊固定，并控制好标高，保证纵横坡顺直。 铺装层混凝土分全幅或半幅施工，为保证铺装层面标高准
9、确、表面平整，在幅款两侧预先焊一角钢轨道（半幅施工在幅中间设一道），轨道按铺装层面标高准确定位，定位方法为：在桥面钻孔，用膨胀螺栓或短钢筋焊接固定。浇筑铺装层混凝土时，振动梁、钢滚筒沿轨道行走，以准确控制铺装层的标高与平整度。全幅施工幅距较大，振动梁、钢滚筒过长容易变形，铺装层表面平整度比较难于控制，因此根据现场条件应采用半幅施工。 钢纤维混凝土的搅拌。钢纤维在拌和料中应充分分散均匀，使其在混凝土中起到增强作用，如果加入的钢纤维分散不均匀，则会使混凝土缺少钢纤维处或钢纤维结团处的局部强度削弱，钢纤维结团，在泵送过程还容易发生堵管。据此，必须控制好投料的顺序、搅拌方法和时间，以保证钢纤维混凝土的
10、质量。首先，钢县委混凝土宜采用强制式搅拌机。搅拌机一次搅拌量不大于其额定搅拌量的80%，每盘材料用量根据施工配合比和一次搅拌量计算确定。本工程采用500L强制式混凝土搅拌机，每盘拌3包水泥，实际搅拌量占额定搅拌量的60%，砂石材料采用混凝土配料机自动计量，以保证配料准确。其次，钢纤维混凝土搅拌的投料次序和方法应以搅拌过程中钢纤维不产生结团和搅拌均匀为原则，通过现场搅拌分析比较，确定搅拌方式如下： 砂水泥粗集料减水剂钢纤维，干拌1.5min加水，湿搬1.5min； 砂粗集料水泥减水剂钢纤维，干拌1.5min加水，湿搬1.5min； （第一次上料）粗集料钢纤维，拌1min（第二次上料）砂水泥减水剂
11、，干拌0.5min加水，湿搬1.5min；从搅拌效果观察分析，方式效果最好，但拌和料要分两次提升上料，工序较繁；方式钢纤维是直接投入到水泥中，水泥粉与钢纤维比较容易粘裹成团；方式可避免钢纤维与水泥粉直接混合，且只需一次提升上料。钢纤维下料一定要抖散分开，如未分散应在料斗上用工具进一步耙散，如成团的钢纤维进入拌和机内就不易搅散。搅拌过程，干拌工序一定要做充分，否则钢纤维容易结团。 钢纤维混凝土的泵送。因泵送高度大，距离长，要求拌和料有较大的坍落度。根据泵送效果，高度达6070m时，坍落度要达到1618cm时才易泵送，一般高度坍落度可控制在1216cm。为了避免结团的钢纤维堵塞输送泵管道，在输送泵
12、进料口可适当加密过滤网栅将结团的钢纤维分离出来。 钢纤维混凝土的浇筑。拌和料由输送泵泵送到浇筑地点，经人工摊铺后即可用梁式振动器振平捣实，再用钢滚筒在表面来回滚压平整。因采用泵送施工，拌和料流动度比较大，可不用平扳振捣器，梁式振动器也不能过振，否则钢纤维会下沉，使其结构上层与下层钢纤维分布不均匀，表面浮浆而影响铺装层质量。当混凝土表面无沁水时，用金属抹刀抹平，在混凝土初凝前再用尼龙扫进行表面拉毛处理。 养护。因施工面积较大，为保证养护效果，采用无纺土工布全面覆盖浇水养护。5结语钢纤维下料要尽量分散撒开，如钢纤维混凝土数量较大，应采用钢纤维分散机布料。铺装层施工尽量控制较低的坍落度，以减少用水量，降低水泥用量。如用水量，水泥用量偏大，铺装层表面易出现干缩裂纹。为控制较低坍落度采取的措施：一是选用优质高效减水剂；二是当泵送高度较大距离较长时，采用二级泵送；三是拌和料采用运输车运输，可配制较低坍落度的拌和料。
