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【摘要】 混凝土在公路桥梁施工中的作用至关重要,尤其是混凝土施工过程的拌合、浇筑、养护方面的施工技术,更需要严格控制,否则就不会生产出合格的道路桥梁结构物。本文主要对道路桥梁混凝土施工技术进行分析,以促进混凝土施工技术在路桥施工中更好的应用。
【关键词】 道路桥梁;混凝土;施工技术
引言
在道路桥梁工程的实际施工中,混凝土路面施工技术具有自身的一系列特点,它的运用也对工程的成败具有十分重要的作用,混凝土路面施工技术要讲究科学的施工方法,注意各方面不利因素对其造成的影响,只有做到科学施工,合理建设,才能保证道路桥梁建设的质量。
一、普通混凝土在施工中的问题
近些年,中国一直处于经济迅速发展期,各地都在大量兴建公道路桥梁项目。在公道路桥梁梁的施工建设和运营过程中,因此裂缝病害使工程质量受到影响的问题十分突出,甚至还有导致桥梁垮塌的事故发生。普通混凝土是有水泥、石子、砂石和水搅拌,经硬化而成的人造材料。但水泥。碎石和砂砾材料的脆性较大,抗拉力十分有限。如果混凝土易热胀冷缩,而且极易收缩,收缩就容易导致变形,如果变形收到约束,一旦应力超过抗拉强度,就会产生温度裂缝。普通混凝土的抗冻性相当弱,在气温低于零摄氏度时,混凝土膨胀加大,强度就会降低,导致出现裂缝。二是抗侵蚀性差,抗侵蚀性指混凝土对水泥石的侵蚀的免疫力。
二、混凝土桥梁常见的问题及成分分析
温度变化引起的裂缝。众所周知,混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时,混凝土会发生变形。引起混凝土温度变化的主要因素有:年温差,一年四季温度不断变化,由于变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移产生;桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳暴晒后,溫度会大大高于其他部位,导致温度梯度呈明显的非线形分布,由于受到自身约束力的作用,导致局部的拉应力较大,出现裂缝;有时候突降大雨、冷空气侵袭、日落等乐意导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降,而内部的温度变化相对较慢而产生温度梯度,由此造成应力变化而出现裂缝。
收缩引起的裂缝。在大量的桥梁工程施工过程中,混凝土因收缩而引起的裂缝是最普遍的。在混凝土收缩的中类中,塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩两种情形。塑性收缩。混凝土浇筑施工后的4~5h左右,此时水泥的水化反应开始剧烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发现象,混凝土发生失水收缩,同时骨料因自重下沉,形成收缩。在构件的竖向变截面处如T梁、箱梁的腹板与顶板、底板的交接处,因硬化前尘事的不均匀多会产生表面的顺腹板方向的裂缝。缩水收缩。混凝土结硬以后,随着表层水分的不断蒸发,湿度逐步降低,导致混凝土的体积减小,称为缩水收缩。由于混凝土表层的水分损失快,而内部损失慢,因此产生表面收缩大。内部的收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,即会产生收缩裂缝。
三、钢纤维和钢纤维混凝土的性能分析
3.1 钢纤维基本性能
钢纤维按其制造方式分为切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维和熔抽钢纤维四种。钢纤维在混凝土中的主要作用,在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷初期,水泥基料与钢纤维共同承受外力,而前者是外力的主要承受着:当基料发生开裂后,横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值,整个复合材料可继续承受较高的荷载,并产生较大的变形,直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拔出,以至复合材料破坏。钢纤维混凝土是在普通混凝土中,均匀地乱向分布一定量的钢纤维,经硬化而得,与普通混凝土相比,有较高的抗拉、抗压和抗弯的极限强度。在混凝土中掺入适量的钢纤维,其极限抗压强度可以提高,单轴抗拉极强度可提高40~50%,抗弯极限强度可提高50~150%,有良好的抗冲击性能。钢纤维混凝土在纤维掺量为0.8~2.0%时,其冲击韧性指标可提高50~100倍,甚至更高;钢纤维对混凝土抗压弹性模量影响不显著,但对抗拉弹性模量提高较多,钢纤维对混凝土长期收缩变形的影响也较明显,钢纤维可使混凝土的收缩率降低10~30%。
3.2 道路桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
3.2.1 道路施工中钢纤维混凝土的应用
由于钢纤维混凝土路面具有减薄铺装厚度、纵缝不设或少设、横向缩缝少、良好的耐磨性及冻融性等优点,延长路面使用寿命,从而在路面工程中获得广泛应用。界面采用钢纤维混凝土的路面厚度为普通混凝土路面厚度的50~60%,钢纤维掺量为0.8~1.2%。双车道路面一般不设纵缝,横缝间距20~30m,最长可取50m。复合式路面可以做成双层式或三层式。双层式路面的构造是在全路面版厚的上层约为全厚40~60%铺设钢纤维混凝土。结构上比较合理,但施工复杂。根据经验,三层式复合路面宜在机械化铺设条件较高的地区使用。此外,还可以采用钢纤维一钢丝网混凝土复合式路面。将钢纤维置于碾压混凝土中,从而使路面的强度和韧性增强,改善碾压混凝土的力学性能。在多年冻土地区的用于抗冻在多年冻土地区选用钢纤维混凝土路面以减少吸热,并维持冻土热平衡和提高抗冻性。
3.2.2 桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
采用钢纤维混凝土桥面铺装层不仅可以增强桥面的抗裂性、耐久性和提高舒适性能,还可以增强桥梁抗拆强度,增加桥梁本身刚度,减少铺装厚度,降低结构自重,改善桥梁受力状况。采用钢纤维混凝土作为主拱圈或在应力集中区局部加强,改善结构受力性能,有效控制结构变形,减轻自重,推动其阿亮结构向大跨度、轻型化方向发展。结构性能良好,造型美观,而且可减少上部材料用量,使下部墩台数量也相应减少,从而降低造价,提高经济效益。通过修建钢纤维混凝土桥梁降低梁高,满足使用上的特殊要求。
3.2.3 采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道和边坡防护加固
采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道是一种有效的技术措施。具有加强结构整体性和防止隧道渗漏水的作用。在边坡岩石节理裂痕发育的地质不良地段,采用普通混凝土支护并用喷射钢纤维混凝土加强或全截面采用喷射纤维混凝土支护加固。
3.3 钢纤维混凝土道路桥梁工程质量的优劣,取决于道路桥梁工程的施工质量,很大程度上依赖混凝土施工技术的质量。所以,在钢纤维混凝土的道路桥梁施工要求,而且还有格外重视钢纤维给施工带来的技术问题,一定要确保钢纤维均匀分布在基体中。
结束语
道路桥梁混凝土施工技术虽然在我国已经相当成熟,但还是出现了许多问题,比如施工后对混凝土路面没有及时养护,导致路面出现裂缝,影响交通运输。所以在不断探索路桥混凝土施工技术发展的道路时,还应对其中出现的问题进行仔细研究,以促进混凝土施工技术在路桥施工中更好的应用。
参考文献
【1】段青萍.试论道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑的施工技术{J}中国城市经济,2011,02:158+160.
【2】曾斌.深度探讨桥梁混凝土施工技术{J}.科技资讯,2011,16:69-70.
【关键词】 道路桥梁;混凝土;施工技术
引言
在道路桥梁工程的实际施工中,混凝土路面施工技术具有自身的一系列特点,它的运用也对工程的成败具有十分重要的作用,混凝土路面施工技术要讲究科学的施工方法,注意各方面不利因素对其造成的影响,只有做到科学施工,合理建设,才能保证道路桥梁建设的质量。
一、普通混凝土在施工中的问题
近些年,中国一直处于经济迅速发展期,各地都在大量兴建公道路桥梁项目。在公道路桥梁梁的施工建设和运营过程中,因此裂缝病害使工程质量受到影响的问题十分突出,甚至还有导致桥梁垮塌的事故发生。普通混凝土是有水泥、石子、砂石和水搅拌,经硬化而成的人造材料。但水泥。碎石和砂砾材料的脆性较大,抗拉力十分有限。如果混凝土易热胀冷缩,而且极易收缩,收缩就容易导致变形,如果变形收到约束,一旦应力超过抗拉强度,就会产生温度裂缝。普通混凝土的抗冻性相当弱,在气温低于零摄氏度时,混凝土膨胀加大,强度就会降低,导致出现裂缝。二是抗侵蚀性差,抗侵蚀性指混凝土对水泥石的侵蚀的免疫力。
二、混凝土桥梁常见的问题及成分分析
温度变化引起的裂缝。众所周知,混凝土具有热胀冷缩的特性。当环境或结构内部温度发生变化时,混凝土会发生变形。引起混凝土温度变化的主要因素有:年温差,一年四季温度不断变化,由于变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移产生;桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳暴晒后,溫度会大大高于其他部位,导致温度梯度呈明显的非线形分布,由于受到自身约束力的作用,导致局部的拉应力较大,出现裂缝;有时候突降大雨、冷空气侵袭、日落等乐意导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降,而内部的温度变化相对较慢而产生温度梯度,由此造成应力变化而出现裂缝。
收缩引起的裂缝。在大量的桥梁工程施工过程中,混凝土因收缩而引起的裂缝是最普遍的。在混凝土收缩的中类中,塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩两种情形。塑性收缩。混凝土浇筑施工后的4~5h左右,此时水泥的水化反应开始剧烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发现象,混凝土发生失水收缩,同时骨料因自重下沉,形成收缩。在构件的竖向变截面处如T梁、箱梁的腹板与顶板、底板的交接处,因硬化前尘事的不均匀多会产生表面的顺腹板方向的裂缝。缩水收缩。混凝土结硬以后,随着表层水分的不断蒸发,湿度逐步降低,导致混凝土的体积减小,称为缩水收缩。由于混凝土表层的水分损失快,而内部损失慢,因此产生表面收缩大。内部的收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,即会产生收缩裂缝。
三、钢纤维和钢纤维混凝土的性能分析
3.1 钢纤维基本性能
钢纤维按其制造方式分为切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维和熔抽钢纤维四种。钢纤维在混凝土中的主要作用,在于限制外力作用下基体中裂缝的扩展。在受荷初期,水泥基料与钢纤维共同承受外力,而前者是外力的主要承受着:当基料发生开裂后,横跨裂缝的钢纤维成为外力的主要承受者。若钢纤维体积掺量超过某一临界值,整个复合材料可继续承受较高的荷载,并产生较大的变形,直到钢纤维被拉断或钢纤维从基料中被拔出,以至复合材料破坏。钢纤维混凝土是在普通混凝土中,均匀地乱向分布一定量的钢纤维,经硬化而得,与普通混凝土相比,有较高的抗拉、抗压和抗弯的极限强度。在混凝土中掺入适量的钢纤维,其极限抗压强度可以提高,单轴抗拉极强度可提高40~50%,抗弯极限强度可提高50~150%,有良好的抗冲击性能。钢纤维混凝土在纤维掺量为0.8~2.0%时,其冲击韧性指标可提高50~100倍,甚至更高;钢纤维对混凝土抗压弹性模量影响不显著,但对抗拉弹性模量提高较多,钢纤维对混凝土长期收缩变形的影响也较明显,钢纤维可使混凝土的收缩率降低10~30%。
3.2 道路桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
3.2.1 道路施工中钢纤维混凝土的应用
由于钢纤维混凝土路面具有减薄铺装厚度、纵缝不设或少设、横向缩缝少、良好的耐磨性及冻融性等优点,延长路面使用寿命,从而在路面工程中获得广泛应用。界面采用钢纤维混凝土的路面厚度为普通混凝土路面厚度的50~60%,钢纤维掺量为0.8~1.2%。双车道路面一般不设纵缝,横缝间距20~30m,最长可取50m。复合式路面可以做成双层式或三层式。双层式路面的构造是在全路面版厚的上层约为全厚40~60%铺设钢纤维混凝土。结构上比较合理,但施工复杂。根据经验,三层式复合路面宜在机械化铺设条件较高的地区使用。此外,还可以采用钢纤维一钢丝网混凝土复合式路面。将钢纤维置于碾压混凝土中,从而使路面的强度和韧性增强,改善碾压混凝土的力学性能。在多年冻土地区的用于抗冻在多年冻土地区选用钢纤维混凝土路面以减少吸热,并维持冻土热平衡和提高抗冻性。
3.2.2 桥梁施工中钢纤维混凝土的应用
采用钢纤维混凝土桥面铺装层不仅可以增强桥面的抗裂性、耐久性和提高舒适性能,还可以增强桥梁抗拆强度,增加桥梁本身刚度,减少铺装厚度,降低结构自重,改善桥梁受力状况。采用钢纤维混凝土作为主拱圈或在应力集中区局部加强,改善结构受力性能,有效控制结构变形,减轻自重,推动其阿亮结构向大跨度、轻型化方向发展。结构性能良好,造型美观,而且可减少上部材料用量,使下部墩台数量也相应减少,从而降低造价,提高经济效益。通过修建钢纤维混凝土桥梁降低梁高,满足使用上的特殊要求。
3.2.3 采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道和边坡防护加固
采用喷射钢纤维混凝土衬砌隧道是一种有效的技术措施。具有加强结构整体性和防止隧道渗漏水的作用。在边坡岩石节理裂痕发育的地质不良地段,采用普通混凝土支护并用喷射钢纤维混凝土加强或全截面采用喷射纤维混凝土支护加固。
3.3 钢纤维混凝土道路桥梁工程质量的优劣,取决于道路桥梁工程的施工质量,很大程度上依赖混凝土施工技术的质量。所以,在钢纤维混凝土的道路桥梁施工要求,而且还有格外重视钢纤维给施工带来的技术问题,一定要确保钢纤维均匀分布在基体中。
结束语
道路桥梁混凝土施工技术虽然在我国已经相当成熟,但还是出现了许多问题,比如施工后对混凝土路面没有及时养护,导致路面出现裂缝,影响交通运输。所以在不断探索路桥混凝土施工技术发展的道路时,还应对其中出现的问题进行仔细研究,以促进混凝土施工技术在路桥施工中更好的应用。
参考文献
【1】段青萍.试论道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑的施工技术{J}中国城市经济,2011,02:158+160.
【2】曾斌.深度探讨桥梁混凝土施工技术{J}.科技资讯,2011,16:69-70.