隧道橋梁加固工程范文
時間:2023-12-07 17:49:27
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篇1
關鍵詞:公路橋梁;隧道施工;灌漿法;加固技術
中圖分類號:U457 文獻標識碼:A
隨著我國經濟的高速發展,公路橋梁是一項重要的交通運輸載體,對我國經濟的發展起到重要的作用。隨著公路橋梁工程規模的擴大,各類工程在施工中也展現出局限性,為了提高公路橋梁的質量,為人們提供更加安全的出行環境,應該對公路橋梁隧道的加固技術進行研究。
1.公路橋梁隧道工程中的問題分析
公路橋梁工程使用時間比較長以后,很容易發生工程的裂縫等,而且鋼筋材料使用的時間過長容易出現銹蝕等問題,這些問題都會導致交通運輸不能正常的進行,給人們的安全帶來很大的隱患。而且很多公路橋梁隧道是建立在丘陵地帶,丘陵地帶的地形起伏非常大,通過對丘陵地區的地質分析,可以看出其地質結構一般是砂巖和石英砂巖,而且巖體不是特別的完整,巖體的透水性不好。所以,公路橋梁隧道在這一類地形上修建,如果使用非常頻繁,會產生很大的交通壓力。隧道會出現裂縫的情況,而且隧道的砌石會出現松動的情況,在橋梁使用的過程中,橋臺容易產生凹凸不平的情況,對公路的形勢安全產生很大的隱患。
2.利用灌漿法對公路橋梁隧道進行加固的原理
在進行公路橋梁隧道施工的過程中,常常要對各類病害問題進行處理,從而可以完善工程的質量,節省成本。在公路橋梁隧道完善的過程中,主要的方法有添加鋼筋進行加固,或者采用碳纖維復合材料進行加固。也能使道路拓寬或者延長,通過增加預應力的方法起到加固的效果,也可以采用灌漿的方法。這些方法在工程加固中非常的常見,但是這些方法會導致施工成本的上升,而且性能并不穩定,如果在交通壓力比較大的公路上實施,不能獲得較好的效果。灌漿法在此類問題的處理中最具有優勢,而且具有經濟性特征。
灌漿法是采用水泥、砂子和黏土等按照規定的比例混合,然后通過壓力的方式將漿液直接注入地基中,從而對斷裂的部分起到修復的效果。通過灌漿的方式,可以對結構的性能進行改善,改變結構的物理性能和化學性能。漿液在隧道的裂縫中會發生凝固現象,從而使公路橋梁的強度提升,可以完善公路橋梁的承載能力,防止橋梁發生不均勻的沉降問題。
3.利用灌漿法對公路橋梁隧道進行加固的技術
在進行公路橋梁隧道加固維修中采用灌漿法是非常明智的選擇。在進行灌漿的過程中,如果不能完善施工的工序,就會導致很多問題的產生,如果灌漿不均勻,就會導致地面發生抬動的問題,如果不能進行連續的灌漿,就會導致冒漿和串漿情況的產生。灌漿法示意圖如圖1所示。
3.1 灌漿施工前的準備
在進行灌漿之前,首先要將材料調配好,灌漿的漿液中主要有水泥、黏土和混合的砂子構成,結合高分子化學溶液,在灌漿材料的配置中也可以選擇水泥灰,因為水泥灰的成本比較低,可以使灌漿的成本降低,而且其可塑性比較好。水泥和煤灰的比例控制在4∶1,水泥的類型為硅酸鹽水泥,水泥選擇C32。
在灌漿的材料配置好以后,可以對施工的地段進行選擇,在道路橋梁隧道進行灌漿前,應該選擇合適的施工地段,按照地段發生沉降的問題,合理地選擇灌漿的位置,在一些裂縫嚴重的地區,應該增加灌漿的用料。
最后要完善施工隊伍的建立,并且確保材料已經準備齊全,組建一支專業能力比較強的施工隊伍,確保工程可以順利地完成,在施工中需要的設備要提前準備好,并且確保設備可以正常的運行,在施工前,要對攪拌車和電機設備進行試驗。在施工前,要準確的測量施工的半徑,確定好半徑,對灌漿的深度進行確定。
3.2 根據實際情況確定施工標準
在進行灌漿施工的過程中,要完善施工標準的執行,在對道路橋梁隧道進行灌漿技術中,要結合工程的質量標準進行,在進行基礎部分加固的過程中,要通過對工程的實際情況進行分析,如果工程要承受很大的車流量,那么應該進行科學地分析,從而制定合理的質量控制方案。
在進行道路橋梁隧道進行灌漿的過程中,應該確定好灌漿的壓力,在工程進行加固之前,要先對工程的抗壓能力進行模擬實驗,確定好灌漿的壓力。在工程實施的過程中,如果遇到突發的狀況,應該通過對地質情況進行科學地分析,從而可以從容地調整灌漿的壓力。一般情況下,道路橋梁隧道的灌漿壓力控制在0.3MPa~0.5MPa。
在灌漿技術采用的過程中,要根據道路橋梁隧道破損的程度,確定好灌漿的用量,而且還要分析工程量,在進行灌漿修復之前,應該準備好充足的配料,確保在灌漿的過程中,進入到空隙中的漿液是飽滿和密實的,使漿液可以完全地填補縫隙。通常情況下,在進行將液量的準備中,要多準備20%。
在灌漿的過程中,要確保工程完成后,其承載力可以達到標準,在復合地基中,其承載力應該更大,在淤泥地段,地基的承載力一般在90kPa,在復合地基地段,承載力應該達到135kPa以上。
在工程實施的階段,要根據工程的實際情況,確定好灌漿口的大小和深度,一般深度控制在3.5m~5.5m之間。
在灌漿工程完成后,再灌漿孔吸收完成后,結束灌漿。
3.3 灌漿法施工工藝分析
在灌漿的過程中,在工作人員都到場后,要對道路橋梁隧道的工作流程進行分析,其一要完成鉆孔工作,其二要將漿液注入縫隙中,并且封堵,其三是將灌漿進行攪拌,其四是灌漿,其五是等待漿液的凝固,最后將灌漿口封堵。
在施工的過程中,要注意各個環節的施工,而且要采取措施做好|量控制的措施,從而確保整個施工流程有條不紊地進行。
在鉆孔的過程中,采用90mm的鉆頭進行,防止鉆孔出現偏移的情況,在鉆頭進入到粉性土層后,應該先將導管導入,然后注意孔壁的保護工作,確保黏性土可以發揮作用。在漿管的安放和封堵孔口的過程中,在這個環節中,應該采用軟橡皮質地的包裹,防止由于外力導致漿液出現外流的情況。在灌漿過程中,要實現充分的攪拌工作,確保攪拌的均勻和充分,而且在攪拌中要注意泥沙、煤灰和水的混合比例。在灌漿環節中,要按照一定的順序進行,一般采用自上而下的順序進行,而且把漿液從灌漿口緩慢的注入,直到漿液比較飽滿,確保漿液可以完全地填充在漿口,停止灌漿的操作。然后在漿液完全的凝固后,將灌漿口封堵,一般在漿液灌注結束后的半個小時,漿液可以完全凝固。在封孔的過程中,要確定好密封性,確保整個施工流程的完成,這時在封孔一個小時后,要對封孔處進行觀察,如果發現漿液出現下沉的情況,應該進行二次灌漿,這時要將封堵的孔打開重新灌漿。
結語
要完善對公路橋梁隧道的定期維護,通過灌漿操作,可以提高隧道的抗壓能力,提高公路橋梁隧道的強度,解決各類工程缺陷,防止工程重新建設導致成本的提高,使工程的使用年限延長,在確保道路交通安全的前提下,節約了大量的用于基礎設施建設的成本。本文對公路橋梁隧道工程出現的問題進行了簡略地分析,然后提出了有效的解決方案,在施工的前期應該提高施工的材料的質量和施工的質量,在后期要完善施工的保養工作,從而為人們提供更好的出行環境。
參考文獻
[1]陳榮勝,方華坤.公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用[J].福建質量管理,2016(4):152.
篇2
關鍵詞:公路隧道橋梁;常見問題;施工要點
公路隧道橋梁的建設對加強地區間的聯系,方便人們出行有重要的作用,但是在工程建設過程中由于受到多方面因素的影響,導致隧道橋梁存在很多的問題,這些問題的存在對公路隧道橋梁工程質量產生較大的負面影響。為了提升公路隧道橋梁的質量,必須立足于實踐,根據實際要求,制定相應的策略,加強質量控制,保證工程質量,進而提升整體經濟效益。
一、當前公路隧道橋梁中存在的問題
受到多種因素的影響,當前公路隧道橋梁應用中存在各種問題,對整體質量構成威脅。以下將對當前公路隧道橋梁中存在的問題進行分析。
1.裂縫問題
裂縫是公路隧道橋梁中常見的問題之一,導致出現裂縫的原因有很多,其中最主要的原因是材料。混凝土是公路隧道橋梁施工中應用的主要材料,但是由于在施工過程中受到其他因素的影響,導致混凝土結構設置不合理,材料本身存在嚴重的質量問題,其次施工人員沒有對材料進行充分合理的應用。其次在施工現場,相關工作人員忽視了材料進行質量檢測,導致材料等級劃分不一,進而導致長期暴露在外的混凝土存在嚴重的質量隱患[1]。
2.鋼筋腐蝕
鋼筋腐蝕是公路隧道橋梁的主要問題,導致該原因主要和工作人員的工作能力有一定的聯系。在施工過程中,相關施工人員自身防護意識不強,沒有按照既定額操作程序對鋼筋進行涂層,導致鋼筋和外界腐蝕物接觸較多,達不到既定的防腐要求。其次很多工作人員對其進行精細化的處理,包括涂層及防護等,但是忽視了后期保護作用,在儲存、運輸及使用過程中對涂層表面造成嚴重的破壞,對原有的結構造成威脅,進而出現鋼筋腐蝕的現象[2]。
3.鋪裝層質量問題
鋪裝層是近些年來在公路隧道橋梁施工過程中出現次數較多的質量問題,導致該原因的因素有很多,其中多和鋪裝層的施工質量有一定的聯系,如果在實踐中沒有嚴格控制控制程序,相關工作人員沒有按照既定的操作方式規范施工,相關執行人員過于重視公路隧道橋梁的外觀,導致橋面鋪裝層存在很多松散物質,長此以往導致橋梁表面脫落,甚至出現嚴重的裂縫問題。
4.監督管理不到位
除了技術性問題之外,在公路隧道橋梁實際施工過程中,很多問題的存在都是和現場監督管理有一定的聯系。安全問題尤為嚴重,施工人員安全施工意識和管理意識比較差,忽視了對施工現場的管理,對機械設備、施工材料沒有進行相應的監督和檢查,其次沒有按照規定的程序對其進行管理,進而為公路隧道橋梁留下嚴重的安全隱患[3]。
二、公路隧道橋梁問題控制措施分析
針對當前公路隧道橋梁存在的種種問題,為了減少干擾性因素,需要在施工過程中對其引起重視,從多個方面入手,找到問題所在,探究正確的控制措施。以下將對公路隧道橋梁問題控制措施進行詳細的分析。
1.裂縫問題控制措施
為了有效的控制公路隧道橋梁的裂縫問題,在實踐中必須按照原有的設計標準進行施工,為了減少其他因素的影響,需要相關工作人員了解設計標準,根據標磚要求設計配合比。例如在混凝土結構設計過程中,不同類型的混凝土強度存在一定的差異,在實踐中有不同的作用,因此要對不同強度的混凝土有明確的劃分,采用科學合理的計算方式對其進行計算。最后要保證施工工藝的準確性,水泥及水灰的配合比要控制合理,其次在鼓搗過程中,保證鼓搗的均勻性,必要時加入適量的摻合料,達到提升材料配合比的作用[4]。
2.鋼筋腐蝕控制措施分析
為了減少公路橋梁隧道橋梁存在電費鋼筋腐蝕問題,必須在設計初期對其進行有效的控制。首先要對鋼筋進行涂層,在涂層過程中要考慮到其他因素的影響,對涂層進行有效的保護,其次如果出現嚴重的腐蝕情況,無法對其進行重修或者改進,可以使用電化學防護法對其進行保護,將表面的腐蝕物清除干凈。由于電化學防護技術自身技術含量比較高,在應用過程中能使鋼筋具有足夠量的電子,無論在什么情況下,都能將表面的腐蝕物清除干凈,進而使其處在穩定的狀態下。如果能對腐蝕表面進行修復,則可以將腐蝕區域的混凝土清除干凈,必要時采用噴砂法進行處理,如果腐蝕情況比較嚴重,而且對現有的橋梁結構構成威脅,則要適當的增加鋼筋數量。根據工程區域的地理條件和其他影響因素,確定增減的數量,進而滿足實踐要求[5]。
3.進行安全檢查工作
當前公路隧道橋梁中存在的問題趨于多樣性,為了保證檢查程序的有效性,必須從多個入手,掌握安全管理應注意的問題,并在實踐中對其引起重視。 必要時要成立安全管理小組,小組成員要明確自身任務,對各個施工程序進行嚴格的審核,必須按照審核標準進行。其次要提升技術操作人員的技術能力,公路隧道橋梁中存在的很多問題都是和技術操作人員的失誤有一定的聯系,為了減少操作失誤情況的出現,要求提升大家的安全防范意識,嚴格按照相關規范進行施工。以安全管理制度為依據,加強施工現場的管理,進而保證施工的整體安全性。必要時要對施工周圍環境進行勘察檢測,及時了解公路隧道的實際施工情況,對于不利于公路隧道建設的地質條件,采取必要的加固措施,減少其干擾性。
4.保證材料的質量
材料質量是影響公路隧道橋梁安全的關鍵性因素,為了達到保證施工質量的目的,要求在實踐中做好各方面的管理工作,尤其是材料選購。首先要和供應商建立良好的合作關系,保證采購的材料質量符合相關檢查標準。不合格的材料禁止進入施工場地,在材料質量檢測過程中,為了避免出現單一檢測的情況,要隨機抽取材料樣本,確保材料質量符合應用標準。此外要做好材料保存工作,由于隧道橋梁施工中涉及到多種材料,需要了解不同材料的性質,按照規定的防止條件,對材料進行合理的保存,減少外在因素的影響,進而對材料安全構成威脅。
結束語
針對當前公路隧道橋梁中存在的問題,為了減少問題存在幾率,要求相關工作人員對其引起重視,在原有的管理基礎上深化管理體制,及時調整施工技術和應用標準,如果出現嚴重的質量問題,要及時對其進行控制。由于隧道施工需要的條件環境和地面施工環境存在一定的差異,受到地質、地形等因素的影響,對整體施工程序也帶來一定的考驗,為了提升施工質量,必須明確問題所在,在實踐中不斷完成施工程序,仔細查看公路隧道操作中出現的一系列問題,且能想出切實可行的處理辦法,進而達到提升隧道橋梁質量的目的。
參考文獻
[1]唐守華.淺談公路隧道施工監測設計的幾個問題[J].科技資訊,2010(10):90-93.
[2]王運金.基于監測數據的Ⅳ級圍巖條件下隧道襯砌結構變形和受力特性分析研究[J]. 公路交通科技( 應用技術版) ,2011(19):890-893.
[3]王文廣,李泳伸. 鄧婷. 公路隧道建設中的工程變更管理[J].現代隧道技術,2012( 15) : 30-33.
篇3
1.FRP材料在橋梁中的應用在舊橋梁改造中的應用
傳統上加固橋梁的一般方法有增加截面面積、粘鋼法等,但這些方法都存在一定缺陷。如果在橋梁結構改造及加固中使用FRP材料,不僅便于施工,而且能明顯改善橋梁的承載力,增加橋梁的抗腐蝕性。加固橋梁可以采用FRP布或FRP板等,利用率高,能夠受彎提高橋梁強度,但在對鋼橋梁加固施工中,需要特別注意,由于結構中鋼、碳等容易發生電反應,因此要事先采用預防措施,且FRP材料的選用要滿足彈性模量與設計要求。
2.替代普通鋼筋
由于FRP材料具有良好的抗腐蝕性,因此在侵蝕性環境中,可以用FRP材料替代普通鋼筋作為結構中的增強筋,以實現提高結構耐腐蝕性的目的。在實際施工中,應當注意FRP與混凝土間的粘結性,在FRP拉擠成型后要對其表面進行粗糙處理,這是為了提高FRP材料與混凝土間的粘結力,具體處理方法有壓痕、纏繞纖維呈螺紋狀等。
3.用于預應力混凝土結構的預應力筋
對FRP材料施加預應力不僅能夠充分調動FRP材料特性,而且可以改善FRP混凝土梁的抗裂度及剛度。在實際橋梁施工應用中存在體內、體外兩種預應力梁筋,如果混凝土結構截面布置體內預應力筋不易或者需要使用FRP筋進行加固時,應當可以采取體外預應力施工技術,在實際應用中仍要以體內預應力筋為主。
4.FRP在隧道中的應用
在隧道工程中應用FRP材料需要注意以下幾個方面。
5.FRP格柵
FRP格柵與傳統格柵相比具有很強的耐久性,而且此類格柵的質量小、強度高、因此便于施工效果展現。在隧道加固工程、新建結構中使用FRP格柵的范圍較廣。在使用中配合錨桿使用,可以很好地控制四周圍巖變形,
6.FRP受力筋
在隧道工程中,不管采取何種設計方式,隧道主體都處于非常惡劣的圍巖環境中,如何解決構件的腐蝕問題迫在眉睫。如果在隧道環境中采取FRP材料為主結構的受力筋,由于FRP材料具有較強的抗腐蝕性,將能很好的解決腐蝕性問題。不過在實際應用中也存在一定問題,由于FRP材料的彈性模量普遍較低,因此,FRP混凝土構件存在變形或裂縫的風險;此外,由于施工現場地質條件復雜,很難實現施工現場制作FRP筋彎鉤及成型,這都是FRP受力筋隧道施工中需要面對的實際問題。
7.FRP感知性能的應用
FRP不僅是一種具有良好力學性能的材料,而且是一種具備相應感知性能的功能材料,因此,在隧道施工中不僅可以作為結構的受力筋,而且還能作為一種傳感器來使用。比如,CFRP筋在受力變形過程中,電阻也會隨變形而發生變化,體現特殊感知性。在應用中將隧道結構功能檢測、監測等內容與FRP材料的特性充分結合,便能夠將結構實際受力情況真實、準確的反映出來,避免后期人為控制,節約成本,便于操作。
二、對FRP材料未來應用的建議
從上文可知,FRP材料在混凝土橋梁橋面及橋梁隧道工程中已經得到具體應用。近年來隨著經濟的快速發展,區域政府對道路的重視程度不斷加大,目前,我國在建、待建、完工隧道橋梁的工程量巨大,雖然FRP材料在我國橋梁工程應用上已經取得了初步成果,但同發達國家相比,差距仍然很大,在FRP品種開發上也存在一定缺陷。因此,在今后FRP材料開發及應用上應當做以下幾方面努力。
1.改變思想、勇于創新
由于我國材料技術人員普遍在工作中過分重視工作經驗、且受傳統模式影響較大,對采用新技術、新材料、新方法等有一定心理抵觸,當前FRP材料的價格比鋼材料高出許多,很多技術人員看到這點,便不愿進行研究、應用,很大程度上制約了我國FRP材料的應用于發展。
2.注重應用、實踐
在踴躍學習國外關于FRP材料的先進技術與實踐經驗的同時,也要注重聯系實際工程項目,在實踐中不斷積累經驗,在總結經驗教訓過程中不斷發展技術,在技術創新過程中提高應用能力,在良性循環的過程中發展、創新、應用。
3.改變工程應用中的盲目、不規范應用現象
FRP材料雖然優點頗多,但是在應用中仍存在一定的不足之處,因此,在工程應用中,我們提倡科學、合理的應用新材料,一方面,隨著FRP材料種類的越來越多,我們要選擇最合適的材料,另一方面,要避免出現為使用FRP而應用FRP情況的發生,在傳統建材、傳統技術方法能夠解決問題的情況下,就盡量避免FRP材料的使用,畢竟FRP材料的價格要高出傳統建材很多,建筑的經濟性也是工程師應當考慮的因素之一。
三、結束語
篇4
Abstract: With the continuous development of China's economic construction level, the national road network construction is more and more perfect. Construction projects includes bridges and tunnels at the same time, and along with the improvement of the engineering quality requirements, the difficulty of bridge and tunnel construction is increasing. In the face of many difficulties of bridge and tunnel construction, China's road scientific research personnel after a lot of research and analysis, find out some corresponding measures to solve problems, which has improved the quality of the project, and achieved maximum economic benefits and social benefits. This paper makes a summary of the relevant content for reference.
關鍵詞: 道路橋隧工程;施工難點;改進措施
Key words: road bridge and tunnel engineering;construction difficulties;improvement measures
中圖分類號:U455 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)21-0007-02
0 引言
在我國經濟發展飛速成長的時代背景下,拓展道路交通設施建設對于我國的經濟發展具有重要作用。但是,在建設道路的同時會遇到各種各樣的施工難點,如果不能妥善解決,則會嚴重影響我國道路建設的質量,嚴重的還會造成大量的經濟損失。例如道路建設中的橋隧工程,目前還存在較大施工問題,為了能夠全面提升我國道路建設質量,必須要對橋隧工程的施工難點展開討論,并研究其改善措施。
1 道路橋隧工程施工特點
在進行道路橋隧工程施工的過程很是復雜,其中會出現較多的不可預見因素,特別是地質因素的不可預見性。在施工之前往往會對其內部情況進行相應的勘查,以做好應對措施。不過要想全面掌握其地質情況還是較為困難的,因為無法預見地下水、泥石流、圍巖變化、溶洞以及瓦斯地層等不良的地質情況,這在一定程度上增加了隧道施工的難度。并且太多的不可預見因素也會給橋隧工程的施工帶來較大的安全[患問題,在摸不清楚前方情況時,很可能由于施工不當而出現塌方事故等,這就給隧道工程施工安全埋下了隱患。
2 道路橋梁隧道工程施工中常見問題
2.1 鋪裝層脫落 在施工的過程中,導致鋪裝層脫落的原因有很多。部分施工員只注重外工程外觀的質量,導致對鋪裝層施工質量的忽視,進而在進行鋪裝層施工時敷衍了事,最終導致鋪裝層出現脫落的情況。
2.2 鋼筋銹蝕 在完工之后,鋼筋由于銹蝕而破壞。造成這個現象的主要原因是缺乏對于鋼筋的保護意識,沒有給鋼筋涂抹相應的防腐涂料,或者是在進行防護施工時操作不當。要及時對鋼筋做好防護措施,但是由于儲存,運輸或者安裝時存在碰撞等情況,導致其防護層被破壞,同樣會造成鋼筋的銹蝕。
2.3 安全風險 工程的相關工作人員缺乏安全保護意識,在施工時沒有完全遵守施工規范,缺乏嚴格的管理措施,使其在施工時比較松散。動作人員不能意識到自己的松懈會給工程帶來什么樣的危害,由此類工作人員施工會給工程的安全質量帶來較大隱患。
3 道路橋隧施工常見問題改進措施
3.1 采取有效措施避免發生鋪裝層脫落現象 施工人員必須對鋪裝層的厚度進行明確,盡量選擇優質材料,防止鋪裝層發生斷裂。對鋪裝層進行施工的過程中必須合理應用防水材料,從而有效避免路面滲水現象的發生,不但能夠完善鋪裝層質量而且能夠使鋪床層的使用年限獲得有效延長。除此之外,地理位置也會對鋪裝層的質量造成影響,在進行施工時必須根據地理位置進行處理,有效降低鋪裝層裂縫等問題的發生率。
3.2 采取有效的鋼筋銹蝕防御措施 對鋼筋進行科學有效的涂層能夠有效避免鋼筋銹蝕,完成涂層后還需要采取相應的保護措施,避免涂層在鋼筋儲存、運輸以及應用過程中遭到破壞。應用電化學防護法可使鋼筋產生充足數量的電子并使其穩定狀態獲得保持,也能夠有效預防鋼筋銹蝕。若鋼筋已經出現銹蝕現象需要立即采取有效的修復措施,及時清除掉銹蝕部位的混凝土,采用噴砂法也能夠取得理想的防腐效果。
3.3 確保原材料質量 在進行工程施工時,如果都不能保證原材料的質量,那么如何保證工程質量,可見確保原材料質量是工程質量的重要影響因素之一。施工企業要成立相關的材料質量管理部門,專門負責材料的購買,質量審核以及儲存保管。在進行購買時要加大對材料的質量審核力度,嚴格調查供應商的信用度。在將材料運輸到現場保管時,要對其尺寸和質量進行嚴查,并將審查合格的材料分類標號,分開儲存,并認真進行報告單填寫工作。在儲存階段,還要定期進行材料質量抽查,以確保其質量。
3.4 加大安全管理力度 工作人員的安全意識較差則會給工程的質量帶來較大的影響,為了提高施工人員的施工安全意識,企業要對施工人員進行相關的培訓,使員工具有足夠的安全上意識,從而保證工程的質量。
3.5 確保勘查設計工作合理有序進行
在進行橋隧施工時,有時為了提高工程速度,而不按照規定的施工流程進行施工,則會給工程質量帶來較大影響。如果要想提高施工速率,可以從降低施工意外事故的發生率入手。在展開施工之前,要對施工現場進行完整的勘查工作,盡量規劃出合理的施工路線,有意避開復雜的地形路段,保證隧道的穩定性。如果施工路段地基的穩定性較差,則要采取相應的技術來進行加固。
3.6 對施工檢驗工作進行強化和完善 在一項工程任務完成之后,要成立相應的檢查部門,對其質量進行全面的核查,而且在完工后的一段時間內不定期的進行核查。如果檢查結果滿足要求,向相關部門匯報檢查結果,如果檢查出現問題,則應及時解決,并且分析原因,及時排查是否還存在同樣原因的隱藏問題。相關的監管部門要與施工同時進行工作,即監管員工的施工是否規范,全面控制現場的施工節奏。除此之外,還需要進行質量評定和抽檢工作,使道路橋梁隧道工程的施工質量獲得有效保證。
4 道路橋隧施工混凝土裂縫的成因以及改進措施
4.1 形成原因
4.1.1 原材料質量低劣導致混凝土出現裂縫 混凝土是一種混合物,其原材料包括水泥和骨料,以及一些外加劑與摻合料。假如在配置混凝土時,選用的一種或幾種原材料質量低劣,未達到國家相關質量標準,那么最終使用的混凝土定型后就會出現裂縫現象。比如,骨料是混凝土中關系到成品混凝土強度大小的一種原材料。如果配置混凝土時,選用的是以質量未能達到國家標準的不合格的骨料作為配置的原材料之一的話,那么成品混凝土必將在強度上效果極差,甚至造成成品混凝土在攪拌時的含水量都會遠遠地超出預期。這樣做的嚴重后果便是,將會使得成品混凝土在收縮性能上遭到很大的破壞,最終迫使道路橋梁或者隧道這些工程建設因混凝土的強度問題而在形式上出現裂縫現象。我們還應注意到的是,外加劑與摻合料也是成品混凝土的重要原材料的兩個組成部分。當選擇不同種類和不同檔次的外加劑和摻合料時,要注意的是,堅決杜絕它們和攪拌水或者骨料產生化學反應的現象發生。否則,同樣會造成道路橋梁隧道工程中的混凝土形成裂縫,進而給工程建設帶來巨大的麻煩。
4.1.2 溫度應力原因導致混凝土出現裂縫 澆筑后的混凝土,其結構內部會因為水化熱的作用而造成本身溫度隨之升高,在20h混凝土的內部,其最低溫度也可達到50攝氏度,最高溫度甚至可高達80攝氏度。接下來,由于澆筑后的混凝土,其溫度在結構的內部與外表面上差異過大便形成了溫差裂縫。從橋梁結構的角度來講,特別是那種大跨徑橋梁,其溫差裂縫問題最為明顯。因此,導致混凝土的非結構受力裂縫得以產生的主要原因便是澆筑混凝土時的水化熱造成的溫度應力。所以若想要實現對混凝土的裂縫控制,其著眼點就是要從混凝土因溫差收縮等原因所引起的非結構裂縫上加以著手切入。特別是大跨徑橋梁,在進行大體積的混凝土工程時,要尤為注意溫差裂縫。在這方面要做的具體工作包括,在承臺與零號塊的澆筑過程中必須要采取專門的進行溫度控制的措施,在工程內部要設置有冷卻用的降溫水管與通風設施,確保混凝土的內外溫差降到最小。
4.2 改進措施
4.2.1 嚴把原材料質量關和攪拌的科學關 要想從基礎上防治混凝土出現裂縫的施工難題,我們最先應當要做的工作便是嚴把混凝土的原材料|量關。因為只有我們切實把好、把牢、把嚴混凝土的原材料準入的大門,才可以真正實現預算荷載的規范要求與保障標準。僅僅做到這樣,還是遠遠不夠的。混凝土在進行攪拌的時候,工作人員必須要認真遵照攪拌的正確順序與科學配比,把好混凝土攪拌時的科學關。因為只有遵照原材料的科學配比標準,合理地進行對混凝土的攪拌工作,才能夠使得最終的成品混凝土的質量可以達到國家的規范標準。尤其是在攪拌時對于加水量的控制工作要做到高度地重視。這是因為加水量對于混凝土在體積變形上的影響是很大的,適當的水量能夠切實有效地提高混凝土的抗裂能力。
4.2.2 及時調節混凝土的內外溫差,減少溫差裂縫的產生 混凝土進行攪拌時,添加水量的多少一定要多加注意。這樣便可以在混凝土制作的初期便降低其自身的內外溫差。特別是在氣溫較高的天氣條件下,進行工程建設時,一定要把混凝土的內外溫度控制好。例如,如果在夏天進行工程建設的話,我們在進行混凝土的澆筑工作時,可以減少其澆筑的厚度。這樣做的目的是可以更加有利于混凝土的良好散熱。在必要的時候,我們可以及時地給混凝土的內部進行輔助降溫的工作,通過增設降溫裝置等進一步地增強混凝土自身的抗裂能力。因為混凝土自身質量越好,它的抗裂能力就越高。因此,進行道路橋梁或者隧道的工程建設時,對于混凝土的堆放工作、攪拌工作、澆筑工作都不能掉以輕心。混凝土溫度較高時,要及時采取加水等措施進行混凝土的降溫工作;混凝土的溫度過低時,要及時地做好混凝土表面的保溫工作。只有我們能真正做到以上幾點,便可有效地提高混凝土的抗裂能力,大大降低混凝土出現裂縫的風險。
5 結束語
道橋隧道工程的質量直接關系到我國人民的生產和生活,因此,在進行道橋隧道工程的施工過程中,只有保證了工程的質量,施工企業的經濟效益才可以得以實現,同時人民群眾的生活和生產可以順利進行。所以,工程質量的提升是目前急需解決的一個問題。本文提出的一系列解決措施,都是對目前道橋隧道工程存在的問題的客觀分析,同時提出的措施希望可以有效解決工程中存在的問題,強化工程質量。
參考文獻:
[1]郭魯.公路橋梁隧道工程施工中灌漿法加固技術的應用[J].交通建設與管理,2014(12).
[2]羅富強.道路橋梁隧道工程施工技術研究[J].科技資訊,2014(16).
篇5
【關鍵詞】公路橋梁 加固技術
國家經濟的飛速發展,我國的交通事業蒸蒸日上,對交通設施的寄出需求迅猛增長,但時間久的橋梁到目前都發生了不同程度的病害:如橋面破損、伸縮縫損壞、橋頭跳車、梁板或拱體裂縫、混凝土剝落、鋼筋鋼索銹蝕、鋼結構裂紋銹爛、擋墻傾斜錯位、錐坡下挫坍塌、墩臺基底沖空、橋頭路基沖塌、河床護底沖翻以及河道被沖刷嚴重變遷而危及橋頭路基等。因此開發公路橋梁加固新技術,加大橋梁承載力,提高橋梁安全性,不僅能滿足新時期公路交通運輸的需要,而且還可以為國家帶來巨大的經濟效益和社會效益。
一、 體外預應力加固技術
體外預應力加固技術的實質是以粗鋼筋、鋼絞線或高強鋼絲等鋼材作為施力工具,對橋梁上部結構施加體外預應力,以預加產生的反彎矩抵消部分外荷載產生的內力,從而達到改善舊橋使用性能并提高其極限承載能力的目的。
1、技術原理
體外預應力加固原理是在梁的下緣受拉區設置預應力材料,通過張拉對梁體產生偏心預應力,在此偏心壓力作用下,使梁體發生上拱,抵消部分自重應力,減小了結構變形和裂縫寬度、改善了結構受力,能夠較大幅度地提高結構承載力。與通常的預應力混凝土結構相比,預應力筋與原結構只在錨固點與粱連接,類似于無粘結預應力結構。目前體外預應力加固是采用較多的加固方法之一,特別是在大跨徑預應力混凝土連續橋梁和連續剛構橋梁的加固方面。體外預應力筋錨固在梁端或中間橫隔梁上,跨間用轉向塊調整預應力筋的角度,以適應橋梁的線形變化及受力要求。
2、 技術特點
體外預應力加固技術與普通預應力混凝土結構相比,其結構具有以下幾個特點:
(1)設計方面
體外預應力鋼筋可以設計為不可更換的,也可以設計成可更換、可補拉的。相對于不可更換的而言,可更換的體外預應力筋便于維修、加固、養護。
(2)施工方面
體外預應力加固舊橋構造簡單,簡化了施工。由于梁肋中不設管道,避免了截面削弱:體外配筋方式取消管道灌漿工序可實現全年施工,對處于寒冷地區具有十分重要的現實意義。
(3) 使用方面
降低了預應力筋的摩阻損失,預應力筋利用效率高、應力變化幅值小,對抗疲勞有利。體外預應力加閻混凝土橋梁技術在我國的推廣應用,為解決工程上長期困擾的混凝土耐久性問題提供了可能,提高了橋梁耐久性,延長了橋梁使用壽命。盤錦立交主線橋和盤錦立交匝道橋,采用的都是體外預應力加固技術,改善了橋梁的整體使用性能,延長了橋梁的使用壽命。為橋梁養護管理及加固補強帶來可觀的直接經濟效益,其問接和長期經濟效益也相當顯著。體外預應力體系布置較為靈活,不僅可用來加固簡支梁橋和連續梁橋,還可用來加固拱橋和剛構橋等;不僅可用來改善梁的抗彎性能,還可用來改善構件的抗剪性能;不僅可用來進行整體橋梁加固,而且可用于橋梁局部加固;不僅可用來加固橋梁的上部結構,也能用于加固橋墩及索塔等部位,具有良好的加固效果及廣闊的應用前景。
二、 高強復合纖維加固技術
高強復合纖維主要有芳倫纖維及碳纖維0rRP),碳纖維材料在橋梁加固工程中應用非常廣泛,技術比較成熟。
1、 技術比較
在結構受拉區或抗剪薄弱區域,直接粘貼纖維加固方法采用的較多。就實際工程中大量遇到的承載力加固而言,多采用在受拉區直接粘貼碳纖維布的被動加固方法。后加補強材料是不能充分發揮作用的。計算表明,對原梁高度較小、配筋率較大的情況,加固設計以混凝土壓應變達到極限值控制設計,在極限狀態下,后加補強材料的應力僅為700~800MPa,此值只相當碳纖維抗拉強度標準值的(21-2%~24.2%);對原梁高度較大、配筋率較小的情況。加固設計以原梁鋼筋應變達到極限值控制設計,在極限狀態下,后加補強材料的應力也只有2000MPa左右,此值相當碳纖維抗拉強度標準值的60%。
2、技術特點
高強復合纖維加固技術與其他鋼筋混凝土結構相比具有以下幾個特點:
(1)施工方面
在加固修補混凝土結構中可以充分利用其高強度、高彈性模量的特點來提高混凝土結構構件的承載力和延性。改善其受力性能,達到高效加固修補的目的。其施工便捷、工效高、沒有濕作業,不需大型施工機具,施工占地少,施工效率高。據有關資料統計,粘貼FR是粘貼鋼板施工工效的4―8倍。FRP輕質柔軟,易貼附,與粘貼鋼板相比其施工質量更易保證。
(2)結構方面
線膨脹系數與混凝土接近,保證了溫度變化時,FRP與混凝土可以協同工作。不增加構件的自重和體積。FRP質量輕且厚度很薄,經加固修補后的構件,基本上不增加原結構的自重和尺寸,也就不會減少建筑物的使用空問。
(3) 使用方面
可廣泛用于各種結構類型(如建筑物、構筑物、橋梁隧道、涵洞、炯囪等)、各種結構形狀如矩形、圓形、曲面結構等。各種結構部位如梁、板、節點、拱、殼、墩等的加固修補,且不改變結構形狀及不影響結構外觀試驗表明:碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維具有良好的耐腐蝕性和耐久性,可以抵抗建筑物中經常遇到的酸、堿、鹽等對結構的腐蝕。使用此材料加固后,不僅不需要對其進行定期維護,而且其本身更可以對內部混凝土結構起到保護作用。
三、 有粘結預應力加圍技術
1、作用原理
利用錨固于被加固梁體上的小直徑預應力筋,對梁體施加預應力,然后噴注具有較高抗拉強度的復合砂漿,將預應力筋與被加固梁體粘結為一體,構成有粘結預應力加固體系。有粘結預應力加固體系以其預應力筋錨固簡單、張拉施工方便、結構耐久性好,材料利用效率高的技術優勢受到國內外土木工程界的重視。有粘結預應力加固體系特點適用于中、小跨徑鋼筋混凝土梁、空心板梁、箱梁橋的加固,尤其是對高速公路及城市立交工程中大量采用的中等跨徑的鋼筋混凝土及預應力混凝土連續箱梁橋,由于受箱梁高度的限制.在箱內布置體外預應力筋有困難的情況下,采用在箱梁底板部增設預應力筋,然后噴注高性能抗拉復合砂漿的有粘結預應力加固體系是理想的加固方案。
2、技術特點
與體外預應力加固體系相比有粘結預應力加固體系的突出優點是:能最大限度的發揮后加補強材料的作用,提高材料的利用效率;噴注的高性能抗拉復合砂漿保護層。抗碳化和抗氯離子侵蝕能力強,保護鋼筋免于銹蝕,提高結構耐久性,延長結構使用壽命; 靠小型錨具和高性能抗拉復合砂漿粘結的雙重作用錨固預應力鋼筋,錨固工作更為安全可靠。
篇6
淺析隧道施工方法的選擇??
鋼筋混凝土結構的施工問題及應對措施探析??
關于水利工程鋼筋混凝土施工技術的探討??
淺談南水北調工程通信管道施工方法??
污水處理廠現澆鋼筋砼蓄水池滲漏分析與預防??
淺談水泥混凝土路面施工??
淺談鐵道橋梁施工技術??
淺析土質路基填方施工??
對水泥混凝土路面破壞斷裂問題的分析?
試述水利工程建筑的設計方法??
沿河路基沖刷防護問題探討??
淺談道路施工中深層軟土地基的處理??
水利工程中的混凝土質量缺陷處理工藝??
淺談沉井帶水下沉施工技術??
凍結法加固巖體的施工問題探討??
淺談公路防撞護欄的施工?
現澆混凝土大模板內置外保溫板施工技術探討??
水利工程中混凝土澆筑問題探討??
淺談鉆孔灌注樁后壓漿法樁端地基加固施工技術??
基于癥狀匹配的斜拉橋損傷診斷方法??
路基排水的目的及設計的一般原則??
防水混凝土技術分析??
談排水節點安裝尺寸的核算
大跨徑鋼管混凝土拱橋纜索吊裝技術探討?
灌漿加固法在建筑軟土區地基施工中的應用??
淺談瀝青混凝土路面的施工技術?
城市公路排水問題探討?
淺談鐵道工程測繪??
公路施工中結構問題探討??
試論混凝土強度的檢測試驗??
原有混凝土路面利用方式的判斷及檢測手段?
論管道工程施工質量控制??
淺談建設項目工程造價的控制措施
淺談如何有效地抓好建筑施工管理??
水利工程旁站監理方案??
建筑施工現場技術質量問題及現場管理淺議
淺談高層建筑的施工管理及控制要點??
公路工程質量的影響因素??
小議公路工程的質量控制??
淺談市政道路施工方法及質量控制??
預應力混凝土連續梁質量控制的幾個關鍵因素??
淺議建筑施工企業安全管理??
淺談當前路橋施工項目管理??
建筑施工安全文化建設探討??
論建筑工程各專業協調管理的方法?
淺談小型水利工程質量管理??
淺談建筑工程管理中存在的問題及控制措施??
淺析建筑工程質量管理與控制
試論建筑工程安全管理的重要性??
對部分建設工程監理合同條款的探討?
水利工程施工進度控制質量控制和安全控制??
高層建筑懸挑轉換層的抗震設計??
屋面梁地胎膜制作新工藝??
拉結鋼筋在框架墻體中的優化設置探討??
混凝土剪力墻產生裂縫的原因及控制措施??
淺談建筑工程中混凝土的澆筑與搗實??
淺談水利工程混凝土施工裂縫的危害與防治措施
篇7
關鍵詞:碳纖維;加固;市政工程
由于碳纖維加固技術具有質量輕、強度高,施工快速便捷,抗疲勞性能佳以及優秀的耐腐蝕、抗滲透等性能,該技術近年來在我國土木工程結構加固改造領域中迅猛發展,脫穎而出。它彌補了傳統加固技術方法中的諸多不足,體現出了不可替代的優越性。近期運用碳纖維材料加固混凝土結構技術也出現在市政工程建設領域,不少城市橋梁、隧道、堤岸工程,以及其他一些市政設施建筑物、構筑物的維護大修工作過程中都采用了該技術。
1市政工程領域對結構加固技術的需求
城市基礎設施建設的投入也日益加大,不少城市道路、橋梁、市政管線、河流堤岸等設施都在逐步進行更新與擴容,一些不能滿足未來使用要求的建筑物與構筑物將面臨拆除或加固處理。例如在城市道路進行拓寬的過程中,河道上的橋梁也需要增加車道,一方面可以將原來的橋梁拆除重新建設滿足使用要求的橋梁,另一方面則可以對原橋梁進行加固處理,增加橋面寬度,達到增加車道的目的。通常來說,以下幾種情況造成城市市政設施需要進行加固處理:(1)由于市政設施使用超過了或達到了設計基準期,建筑物、構筑物的結構已經老化,不適宜繼續使用。例如城市早期建設的橋梁、河道的護岸工程。(2)早期的某些設施由于當時的工程建設質量較差,隨著時間的推移,建筑物、構筑物出現明顯的結構缺陷。(3)由于某些自然災害以及人為損壞事件的發生,對市政工程中建筑物、構筑物的結構產生嚴重損傷,需要對受損結構進行加固處理,提高設施的安全性和耐久性,延長其使用壽命。(4)由于設施的功能與規模等發生變化,原來的建筑物、構筑物不能滿足使用要求,需要對原設施進行加固處理以滿足未來的使用要求。這是城市中市政設施需要進行加固處理的最常見原因。
2碳纖維加固技術介紹
2.1常用結構加固技術介紹
2.1.1增大截面法
增大截面法是指用同一種材料,通過增大構件截面面積,提高構件的承載力和結構剛度來達到對原構件進行加固目的的一種傳統的加固方法。該方法廣泛運用于砌體結構中的梁、板、柱、墻等構件,鋼結構中的柱、屋架等構件。2.1.2外包鋼加固法
外包鋼加固法是在結構構件四角(或兩角)包以型鋼的加固方法,它是一種使用面較廣的傳統加固方法。該方法分為干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。
2.1.3預應力加固法
預應力加固法是在被加固構件體外增設預應力拉桿或撐桿,通過施加預應力使體外拉桿或壓桿與被加固構件共同受力,克服被加固構件應力的超前現象,提高建筑物承載能力和剛度的方法。
2.1.4粘鋼加固法
粘鋼加固法是用粘結劑將鋼板粘貼到需要加固的結構構件部位,以提高構件承載力和剛度的一種加固方法。這種方法在提高承載力的同時,還可以約束核心混凝土,提高混凝土強度和構件的延性。
2.1.5增設構件加固法
增設構件加固法是在原構件基礎上增加新的構件,用以減少受荷面積,從而間接達到結構加固的目的。
2.1.6增設支點加固法
增設支點加固法是在梁、板等構件上增設新的支點,在柱子、屋架之間增設支撐構件,用以減少結構構件的計算跨度、荷載效應,挖掘構件潛力,增加構件的穩定性,用以達到加固的目的。2.2碳纖維結構加固技術介紹
2.2.1概述
近年來FRP(Fiber Reinforced Plastics纖維增強塑料)在土木工程中的應用一直是國外土木工程界研究開發的一個熱點。FRP的含義很廣,它指近年來開發出來的各種高科技纖維材料,其中CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics碳纖維)在土木工程領域研究和應用較多,并日益受到工程界的重視。根據生產的原料不同,碳纖維有很多種類,主要有碳纖維布、碳纖維板和碳纖維預應力筋。這些碳纖維產品的共同特點是:(1)軸向抗拉強度高,纖維方向的抗拉強度約為普通碳素鋼的十幾倍;(2)密度小、重量輕,易于施工操作;(3)耐久性好,有良好的耐腐蝕及耐老化性能,不需采用特殊的防護措施;(4)彈性模量高,高強型碳纖維的彈性模量略高于普通鋼材,而高彈型碳纖維的彈性模量可達鋼材的兩倍;(5)應力應變曲線呈線性關系,直至拉斷脆性破壞。碳纖維結構加固方法是指利用樹脂類膠結材料將碳纖維材料粘貼于混凝土構件表面,使混凝土構件與碳纖維共同作用,從而達到對構件結構補強加固及改善結構受力性能的目的。碳纖維材料用于混凝土結構補強加固的研究工作開始于20世紀80年代末。
2.2.2施工工藝介紹
碳纖維結構加固方法的施工工藝主要包括施工前期準備、加固區域混凝土結構基層表面的打磨與修復處理、碳纖維材料與膠結劑的制備、碳纖維材料的粘貼及固化養護、現場粘貼成品的保護以及施工驗收。2.2.3碳纖維結構加固技術的優越性與傳統加固修補方法及粘鋼板、噴射混凝土加固技術相比,碳纖維材料(CFRP)加固修補混凝土結構具有明顯的技術優勢,主要表現在:
2.2.3.1高強高效由于CFRP優異的物理力學性能,在加固修補混凝土結構中可以充分利用其高強度、高彈性模量的特點來提高混凝土結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到高效加固修補的目的。
2.2.3.2施工便捷施工工效高,沒有濕作業,不需大型施工機具,無需現場固定設施,施工占用場地少。
2.2.3.3具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性能試驗表明,粘貼CFRP加固修補混凝土結構有良好的耐腐蝕性能及耐久性,可以抗拒建筑物經常遇到的各種酸、堿、鹽對結構的腐蝕。
2.2.3.4適用面廣粘貼CFRP加固修補混凝土結構可廣泛適用于各種結構類型、各種結構形狀、各種結構部位的加固修補,且不改變結構形狀及不影響結構外觀。這是目前任何一種結構加固方法所不可比擬的。尤其重要的是,對于一些大型土木工程結構,如大型橋梁的橋墩、梁、板,隧道,大型筒體,以及殼體結構工程等,采用原有的加固手段幾乎無法實施,而采用該項加固技術都能很順利地解決。
2.2.3.5施工質量易保證由于碳纖維材料是柔性的,即使被加固的結構表面不是非常平整也基本可以保證近100%的有效粘貼率,而且粘貼后發現表面局部有氣泡,也很易于修補。
2.2.3.6碳纖維材料質量輕且薄碳纖維布厚度為0.1-0.3m m,碳纖維板的厚度為1.2m m和1.4m m,其密度為鋼材密度的20%,加固修補后,基本不增加原結構自重及原構件尺寸。
3結語
由于采用碳纖維材料進行結構加固技術相比于粘鋼加固、外包鋼加固、擴截面加固等傳統加固技術手段來說,具有輕質高強、耐久性強、施工便捷以及使用面廣等許多無可比擬的優勢,近年來在工程結構加固施工中得到了廣泛運用。隨著我國不少大城市基礎設施建設已由大規模的新建階段向全面維護階段更新轉變,可以預見,未來采用碳纖維材料進行結構加固技術在市政工程領域也將得到長足發展。
參考文獻:
[1]舒國忠;碳纖維加固技術在市政工程領域的應用,中國市政工程.2009-02-25
篇8
鋼纖維混凝土是一種具有良好力學性能的工程復合材料,具有施工簡便利于縮短工期,價格相對其他材料低廉等優點。因此在道路路面,橋梁結構,房屋建設等諸多工程領域得到廣泛應用。能夠城市經濟快速發展,高等級公路和橋梁的建設步伐日益加快對建筑材料的要求。本文就鋼纖維混凝土的性能及路橋施工中技術的應用予以闡述,以供參考。
關鍵詞:路橋施工;鋼纖維混凝土;施工技術
鋼纖維混凝土是一種纖維材料與顆粒材料混雜的復合材料。亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內部微裂縫的擴展及宏觀裂縫的形成,使其韌性發生了變化。因此改變了混凝土的抗彎、抗沖擊、抗拉、抗凍、耐磨性能和疲勞壽命都得到了大大增強。這些性能是能滿足路橋施工必備條件,因此鋼纖維混凝土在路橋工程中得到了廣泛的應用。
1、鋼纖維混凝土的基本性能
在普通混凝土之中,以亂向的方式均勻地把一定量的鋼纖維分布其中,再經過硬化從而制得鋼纖維混凝土。與普通混凝土比較,其物理性質均發生變化,且均有較大提高:對由于溫度應力而造成的裂縫及裂縫的擴展的的阻止與抑制能力良好;耐磨與抗凍性能良好;抗剪性優越,普通的混凝土其開裂荷載和極限荷載幾乎一樣,而鋼纖維混凝土可以在出現開裂荷載后,荷載還能夠增大;抗拉、抗壓及抗彎的極限強度較高,與普通混凝土比較其單軸抗拉極強度可提高40-50%,抗彎極限強度可提高50-150%;具有良好的抗沖擊性能,鋼纖維混凝土在纖維摻量為0.8-2.0%時,其沖擊韌性指標可提高50-100倍,甚至更高;明顯改善的變形性能,鋼纖維對混凝土抗壓彈性模量影響不顯著,但對抗拉彈性模量提高較多,鋼纖維對混凝土長期收縮變形的影響也較明顯,鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10-30%;重量和強度比值增加;顯著提高的抗裂與抗疲勞性能。
2、鋼纖維混凝土在路橋施工中的應用
2.1道路施工中鋼纖維混凝土的應用
通常情況下,鋼纖維混凝土主要用于鋪設全截面鋼纖維混凝土路面、復合式鋼纖維混凝土路面、壓鋼混凝土路面等,它能減薄鋪裝的厚度,良好的耐磨性能、抗凍融性能使其應用范圍廣,能有效減少路面橫向縮縫少,甚至鋪筑不設縱縫的路面等等,優勢明顯。①用鋼纖維水泥砂漿、鋼纖維細石混凝土對損壞的路面進行罩面修補時,鋼纖維體積占總體積1% -2%效果較好,長徑比可略高于鋼纖維增強混凝土的長徑比。一般控制在70-100范圍內。②碾壓鋼纖維混凝土路面。在碾壓混凝土中參入鋼纖維,這樣可使路面的強度與韌性增強,碾壓混凝土的力學性能也會得以改善。③新建復合式鋼纖維混凝土路面。復合式路面有雙層式路面、三層式路面等。雙層式路面是往全路面板厚的上層鋪設,約占全厚的40-60%鋼纖維混凝土。三層式復合路面是已兩層成鋼纖維混凝土層,夾一層普通混凝土層。實踐經驗表明。在有較高機械化鋪設條件的地區宜使用三層式復合路面。④新建全截面鋼纖維混凝土路面。鋼纖維的摻入份量是0.8-1.2%的鋼纖維混凝土路面與普通混凝土路面相比其厚度僅為普通路面的50-60%。雙車道路面一般不鋪設制縱逢。橫縫間距常為20-30m,不超過50m。⑤舊混凝土路面損壞采用鋼纖維混凝土鋪筑罩面層。鋼纖維混凝土罩面分結合式、直接式、分離式三種結合。結合式罩面面層與舊混凝土相互粘結為一整體,共同發揮結構的整體強度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結,而是中間設置一個隔離層,各層獨立發揮作用。直接式是直接在舊水泥混凝土面層上加鋪鋼纖維混凝土罩面層。一般用于損壞較輕微的舊水泥混凝土路面。
2.2 橋梁施工中鋼纖維混凝土的應用
①在橋梁施工中,鋼纖維混凝土因其良好的抗裂性、耐久性、有效控制結構性,廣泛應用于鋪設橋面、建造橋梁上部荷載部位、加固橋梁墩臺等結構部位上。在相同的荷載條件下,鋼纖維混凝土可以使鋪裝厚度減少30%~50%,降低了橋梁自身的恒載又減少了工程量。車輛駛過橋面時震動釋放出的巨大能量會造成橋面鋪裝與伸縮縫連接的破壞,而鋼纖維混凝土能有效應對較強的沖擊力,加強混凝土結構與伸縮縫的連接強度,減少或降低伸縮縫的位移、變形或者翹曲,延長橋梁的使用壽命。同時鋼纖維混凝土橋面很少有坑槽現象,混凝土剝落少,開裂緩慢得多,且裂縫寬度小。鋼纖維混凝土的應用推動著橋梁結構朝著大跨度、輕型化的方向發展。②橋梁上部承受荷載部位。作為主梁(主拱圈)或加強局部應力集中區,優化結構受力性能,有效降低結構變形程度,減輕自重,推動橋梁整體結構輕型化、大跨度的發展方向。采用鋼纖維混凝土可減少上部材料用量,使下部墩臺數量也相應減少,從而降低造價,而且,結構性能良好,造型美觀,經濟效益也會得到提高。③橋梁墩臺等結構局部加固。長久的動載作用導致橋面和橋梁墩臺表層剝落及板裂縫病害,使用轉子Ⅱ型噴射機噴射5-20cm 鋼纖維混凝土從而使結構的整體性與抗震性要求得以滿足。通常使用的是剪切鋼纖維,摻入量是1.0%;使用硫鋁酸鹽與 TS 型速凝劑快硬水泥從而使早期橋梁每個部位的抗裂性能得以提高。④鋼筋混凝土樁加強。鋼纖維混凝土的應用能夠使得樁頂或樁尖局部得到增強,大大增加樁的穿透力,減少錘擊的次數,對于打擊速度會有極大提升。
2.3采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道和邊坡防護加固
采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道是一種有效的技術措施。具有加強結構整體性和防止隧道滲漏水的作用。在邊坡巖石節理裂隙發育的地質不良地段,采用普通混凝土支護并用噴射鋼纖維混凝土加強或全截面采用噴射纖維混凝土支護加固。
3、鋼纖維混凝土施工技術
鋼纖維混凝土的施工,可以按照其施工方法劃分主要有以下幾種,澆注鋼纖維混凝土、噴射鋼纖維混凝土和灌漿鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土道橋工程質量的優劣,在很大程度上取決于施工質量。因此,在鋼纖維混凝土施工時,除了滿足普通混凝土的施工要求外,還應特別重視鋼纖維給施工帶來的技術問題,確保鋼纖維均勻分布在基體中。
3.1設置鋼纖維分散裝置
鋼纖維為一次性直接投入攪拌機易出現結團現象,為了保證鋼纖維充分均勻的分散,應使鋼纖維經過分散機后再進入攪拌機。分散機功率宜為0.75 kW -1.0kW,分散力宜為20kg/min-60kg/min。鋼纖維應事先與細骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質較好的纖維,并在料斗入口處設置振動篩。
3.2 攪拌投料順序和攪拌時間
為避免鋼纖維結團,應采取先干后濕分級投料的工藝。其工藝應按砂鋼纖維碎石水泥的順序在攪拌機內將混和料先干拌 1min,之后加外加劑和水濕拌2min。
3.3 采用強制式攪拌機
鋼纖維混凝土攪拌機,一般情況宜使用雙錐反轉出料式和強制式攪拌機。為防止攪拌機超負荷工作,當纖維坍落度較小和摻量較高時,相應有所降低攪拌機的利用率。
3.4 澆注和振搗
鋼纖維混凝土的澆注不得使澆注接頭明顯。為保持整體連續性每次倒料必須相壓 15-20cm。同時,必須連續進行對鋼纖維混凝土的澆注。為鋼纖維混凝土進行振搗應使用插入式振動棒,會產生集束效應使得鋼纖維的聚集方向朝振動棒;在振搗棒插振后不得出現沒有鋼纖維的空洞、穴坑、溝槽。鋼纖維混凝土路面的鋪設,對振搗棒組的振搗頻率有要求,振搗棒組不得插入路面內部振搗。通過平板振動器振搗成型后可以確保鋼纖維的二維分布。當采用振搗棒時,為保證邊角混凝土密實,能夠有利于抵抗板體溫度應力、收縮應力及荷載的傳遞鋼纖維的排列應采取縱向條狀集束排列。振搗好的混凝土將外露的鋼纖維壓入混凝土中抹平表面,以防止露出表面的纖維銹蝕或刺人。
3.5 成型
鋼纖維混凝土具有砂率大、纖維亂向分布、粗骨料細的特點, 因此鋼纖維混凝土路面宜采用機械抹平以防止鋼纖維外露。為避免拉毛產生纖維外露現象可采用壓紋機壓紋工藝。拆模后對漏振或纖維外露進行及時處理。
3.6 接縫施工
鋼纖維混凝土有較好的抗裂性、收縮性。施工路段有封閉交通的條件的,可采用混凝土攤鋪機做成不設縱縫的整幅式。鋼纖維澆筑達設計強度50%后切鋸縮縫。
3.7運輸
鋼纖維混凝土在運輸過程中,坍落度和含氣量都會有損失,拌和物稠度下降。由于在運輸時受到振動使鋼纖維下沉,影響了鋼纖維混凝土的均勻性。因此鋼纖維混凝土的運輸距離應盡量縮短,料斗出口尺寸要大一些。有條件時也可以采用泵送。
4、結語
(1)重視鋼纖維混凝土的施工,是保證其質量的重要環節。
(2)采用復合路面結構是充分發揮鋼纖維混凝土路用性能和降低工程造價的有效途徑。
(3)開發砂漿滲澆高含量鋼纖維和采用聚合物浸漬鋼纖維混凝土進一步提高鋼纖維混凝土的物理力學性能。
(4)鋼纖維混凝土是一種新型的優質水泥基復合材料,可以實現按照使用要求設計材料的目的。隨著鋼纖維生產技術的不斷進步和基礎理論的不斷完善,鋼纖維混凝土在路橋工程的應用將進一步拓寬。
參考文獻:
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[3] 謝滿舉.對鋼纖維混凝土的施工技術的探討[J].科技創新導報,2009(07).
篇9
關鍵詞:路橋施工;鋼纖維混凝土;應用;控制;施工技術;
引言
隨著我國經濟的高速發展,交通事業也加快了前進步伐,越來越來多的高等級公路和橋梁建筑如雨后春筍般紛紛出現。因此,橋梁建設勢必往更好更精更安全耐用的方向發展,這就對建筑材料的要求越來越高。鋼纖維混凝土作為一種新型的優質水泥基復合材料,可以實現按照使用要求設計材料的目的。因其性能優越、施工簡便、價格相對低廉等優點而在道路路面、橋梁結構、房屋建筑等工程領域廣泛應用。
1 鋼纖維混凝土的性能
鋼纖維混凝土與普通混凝土相比,具有一系列優越的物理力學性質:強度與重量比值增大;較高的抗拉、抗壓和抗彎的極限強度。在混凝土中摻人適量鋼纖維,其極限抗壓強度可以提高,單軸抗拉極強度可提高40%~50%,抗彎極限強度町提高50%~150%;良好的抗沖擊性能。鋼纖維混凝土在纖維摻量為O.8%一2.0%時,其沖擊韌性指標可提高5O倍~100倍,甚至更高;變形性能明顯改善。鋼纖維對混凝土抗壓彈性模量影響不顯著,但對抗拉彈性模量提高較多,鋼纖維對混凝土長期收縮變形的影響也較明顯,鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10%~30%;抗裂和抗疲勞性能顯著提高;優越的抗剪性能;良好的阻止和抑制因溫度應力引起裂縫產生與擴展的能力;良好的抗凍性與耐磨性能。
2 鋼纖維混凝土的應用
2.1道路施工中的應用
由于鋼纖維混凝土路面具有減薄鋪裝厚度、縱縫不設或少設、橫向縮縫少、良好的耐磨性及凍融性等優點,延長路面使用壽命,從而在路面工程中獲得廣泛應用。
2.1.1新建全截面鋼纖維混凝土路面
全截面采用鋼纖維混凝土的路面厚度為普通混凝土路面厚度的50%~60%,鋼纖維摻量為0.8%~1.2%。雙車道路面一般不設縱逢,橫縫間距20m~30m,最長可取50m。
2.1.2新建復合式鋼纖維混凝土路面
復合式路面可以做成雙層式或三層式。雙層式路面的構造是在全路面板厚的上層約全厚40% ~60%鋪設鋼纖維混凝土。三層式復合路面是上下兩層分別做成鋼纖維混凝土層,中間夾普通混凝土層。結構上比較合理,但施工復雜。根據經驗,三層式復合路面宜在機械化鋪設條件較高的地區使用。
2.1.3碾壓鋼纖維混凝土路面
將鋼纖維置于碾壓混凝土中,從而使路面的強度和韌性增強,改善碾壓混凝土的力學性能。
2.1.4鋼纖維混凝土罩面
舊混凝土路面損壞采用鋼纖維混凝土鋪筑罩面層。鋼纖維混凝土罩面分結合式、直接式、分離式二種結合。結合式罩面面層與舊混凝土相互粘結為一整體,共同發揮結構的整體強度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結,而是中間設置一個隔離層,各層獨立發揮作用。直接式是直接在舊水泥混凝土面層上加鋪鋼纖維混凝土罩面層。一般用于損壞較輕微的舊水泥混凝土路面。
2.1.5鋼纖維水泥砂漿或細石混凝土罩面修補
用鋼纖維水泥砂漿或鋼纖維細石混凝土對損壞的路面進行修補罩面。鋼纖維體積率以1%~2%為宜,長徑比可略高于鋼纖維增強混凝土的長徑比。一般限制在70~1O0范圍內。
2.2橋梁施工中的應用
2.2.1橋面鋪裝
采用鋼纖維混凝土橋面鋪裝層不僅可以增強橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能,還可以增強橋梁抗折強度,增加橋梁本身剛度,減少鋪裝厚度,降低結構自重,改善橋梁受力狀況。此外,采用鋼纖維混凝土和橡膠瀝青混凝土復合的雙層橋面也是一種有效措施。
2.2.2橋梁上部承受荷載部位
采用鋼纖維混凝土作為主拱圈(主梁)或在應力集中區局部加強,改善結構受力性能,有效控制結構變形,減輕自重,推動橋梁結構向大跨度、輕型化方向發展。結構性能良好,造型美觀,而且可減少上部材料用量,使下部墩臺數量也相應減少,從而降低造價,提高經濟效益。通過修建鋼纖維混凝土橋梁降低梁高,滿足使用上的特殊要求。
2.2_3橋梁墩臺等結構局部加固
對動載長期作用下造成的橋梁墩臺及橋面板裂縫或表層剝落病害,采用轉子Ⅱ型噴射機噴射5cm~20cm鋼纖維混凝土以滿足結構的整體性和抗震性要求。一般鋼纖維類型采用剪切鋼纖維,摻量為1lO%;采用硫鋁酸鹽快硬水泥和Ts型速凝劑提高早期抗裂性能;對舊混凝土表面噴砂或鑿毛,增加新舊混凝土的整體性
2.2.4鋼筋混凝土樁加強
采用鋼纖維混凝土對樁頂或樁尖局部增強,樁的穿透力有較大提高,錘擊次數減少,大大提高打擊速度。一般在樁頂和樁尖部位采用鋼纖維混凝土,增強樁頂的抗沖擊韌性,避免樁頂在打入設計深度以前出現破裂,并增加樁尖入土能力,提高打擊速度。樁身部分仍用預應力或非預應力鋼筋混凝土。當然也可以全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土,但其經濟效益會有所下降。
2.3襯砌隧道和邊坡防護加固
采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道是一種有效的技術措施。具有加強結構整體性和防止隧道滲漏水的作用。在邊坡巖石節理裂隙發育的地質不良地段,采用普通混凝土支護并用噴射鋼纖維混凝土加強或全截面采用噴射纖維混凝土支護加固。
3 鋼纖維混凝土施工方面的控制
3.1泵送混凝土的質量控制
泵送混凝土的連續不間斷地、均衡地供應,能保證混凝土泵送施工順利進行。泵送混凝土要按照配合比要求、拌制得好,混凝土泵送時則不會產生堵塞。因此,泵送施工前周密地組織泵送混凝土的供應,對混凝土泵送施工是重要的。
泵送混凝土的供應,包括泵送混凝土的拌制和泵送混凝土的運送。泵送混凝土宜采用預拌混凝土,在商品混凝土工廠制備,用混凝土攪拌運輸車運送至施工現場,這樣制備的泵送混凝土容易保證質量。泵送混凝土由商品混凝土工廠制備時,應按國家現行標準,《預拌混凝土》的有關規定,在交貨地點進行泵送混凝土的交貨檢驗。拌制泵送混凝土時,應嚴格按混凝土配合比的規定對原材料進行計量,也應符合《預拌混凝土》中有關的規定。
混凝土攪拌時的投料順序,應嚴格按規定投料。如配合比規定摻加粉煤灰時,則粉煤灰宜與水泥同步投料。外加劑的添加時間應符合配合比設計的要求,且宜滯后于水和水泥。泵送混凝土的最短攪拌時間,應符合《預拌混凝土》中有關的規定,一定要保證混凝土拌合物的均勻性,保證制備好的混凝土拌合物有符合要求的可泵性。
攪拌好的混凝土拌合物最好用混凝土攪拌運輸車進行運輸。現在大量使用的是攪拌筒6-7m,的混凝土攪拌運輸車。用攪拌運輸車運輸途中,攪拌筒以3-6r\min的緩慢速度轉動,不斷攪拌混凝土拌合物,以防止其產生離析。
3.2混凝土泵送施工質量控制
開始泵送時,混凝土泵應在可慢速、勻速并隨時可反泵的狀態。待各方面情況都正常后再轉人正常泵送。正常泵送時,泵送要連續進行,盡量不停頓,遇有運轉不正常的情況,可放慢泵送速度。當混凝土供應不及時時,寧可降低泵送速度,也要保持連續泵送速度,但慢速泵送的時間不能超過從攪拌到澆筑的允許延續時間。不得己停泵時,料斗中應保留足夠多的混凝土,作為問隔推動管路中的混凝土之用。
4 鋼纖維混凝土施工技術
鋼纖維混凝土的施工,按其施工方法來分有澆注鋼纖維混凝土、噴射鋼纖維混凝土和灌漿鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土道橋工程質量的優劣,在很大程度上取決于施工質量。因此在鋼纖維混凝土施工時,除了滿足普通混凝土的施工要求外,還應特別重視鋼纖維給施工帶來的技術問題,確保鋼纖維均勻分布在基體中。4.1設置鋼纖維分散裝置
由于鋼纖維一次性直接投入攪拌機易出現結團現象,為使鋼纖維充分分散,宜將鋼纖維通過分散機再進入攪拌機。鋼纖維應事先與細骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質較好的纖維,并在料斗入口處設置振動篩。
4.2攪拌投料順序和攪拌時間
為防止鋼纖維結團,需采取分級投料,先干后濕工藝。即按砂―鋼纖維―碎石一水泥。混和料先在攪拌機內干拌1min,然后加水和外加劑濕拌2min。
4.3采用強制式攪拌機
鋼纖維混凝土攪拌機,一般最好使用強制式攪拌機和雙錐反轉出料攪拌機。當纖維摻量較高和坍落度較小時.為不使攪拌機超負荷工作,攪拌機的利用率相應有所降低。
4.4澆注和振搗
鋼纖維混凝土在澆注時,不得有明顯的澆注接頭。每次倒料相壓15―20,使鋼纖維混凝土保持整體連續性。司時,鋼纖維混凝土的澆注必須連續進行。因使用插入式振動棒插入鋼纖維混凝±進行振搗會使鋼纖維朝振動著的振動棒聚集,產生集束效應。為確保鋼纖維的二維分布,宜使用平板振動器振搗成型。當采用振搗棒時,為保證邊角混凝土密實,應使鋼纖維縱向條狀集束排列有利于抵抗板體收縮應力、溫度應力及荷載的傳遞。振搗好的混凝土表面應抹平,將外露的鋼纖維壓人混凝土中,以防止露出表面的纖維銹蝕或刺人。
4.5成型
鋼纖維混凝土具有粗骨料細、砂率大、纖維亂向分布的特點,因此鋼纖維混凝土路面宜采用真空吸水工藝,機械抹平以防止鋼纖維外露現象。采用壓紋機壓紋工藝以避免拉毛產生纖維外露現象。拆模后對纖維外露或漏振時,應及時處理。
4.6接縫施工
鋼纖維混凝土的收縮性小、抗裂性能好。有條件封閉交通的施工路段,采用混凝土攤鋪機可做成整幅式,不設縱縫。鋼纖維澆筑要達設計強度5O%后切鋸縮縫。
4.7運輸
鋼纖維混凝土在運輸過程中,坍落度和含氣量都會有損失,拌和物稠度下降。由于在運輸時受到振動使鋼纖維下沉影響了鋼纖維混凝土的均勻性。因此鋼纖維混凝土的運輸距離應盡量縮短料斗出口尺寸要大―些。有條件時也可以采用泵送。
篇10
關鍵詞:路橋施工;鋼纖維混凝土;性能分析;施工技術
一、鋼纖維和鋼纖維混凝土的性能分析
1.鋼纖維基本性能
鋼纖維按其制造方式分為切斷鋼纖維、剪切鋼纖維、切削鋼纖維和熔抽鋼纖維四種。
(1)鋼纖維抗拉強度高,但與水泥沙漿的界面粘結性較差。對鋼纖維表面進行變形處理,制成表面有刻痕的、末端帶鉤的、波紋形的鋼纖維,或者圓截面與扁平截面交替的呈規律性變化的鋼纖維可以改善其力學性能。當用廢鋼絲繩切斷而成時,必須進行除油污和除銹處理。
(2)剪切鋼纖維由剪切冷軋薄板制得,厚0.2~0.5mm,寬0.25~0.9mm,抗拉強度為450~800MPa, 與水泥砂漿的粘結性比切斷鋼纖維好。
(3)熔抽鋼纖維由熔融的鋼水甩制而成,纖維強度因熔鋼成分與熱處理條件而異,表面不規則且有一層強度很低的氧化層。氧化層的存在降低了鋼纖維與混凝土的粘結強度。鋼纖維的彈性模量與抗拉強度都比較高,大約為水泥基材的5倍以上。同時鋼纖維也可以制成各種變截面形狀,以增加與水泥基材之間的握裹力。
(4)切削鋼纖維由旋轉的銑刀切削軟鋼錠或厚鋼板制得,強度比原材料有較大提高截面呈三角形,與水泥混凝土的粘結較好。
2.鋼纖維增強混凝土強度機理
鋼纖維在混凝土中的主要作用,在于限制外力作用下基體中裂縫的擴展。在受荷(拉、彎)初期水泥基料與鋼纖維共同承受外力,而前者是外力的主要承受者:當基料發生開裂后,橫跨裂縫的鋼纖維成為外力的主要承受者。若鋼纖維體積摻量超過某一臨界值,整個復合材料可繼續承受較高的荷載,并產生較大的變形,直到鋼纖維被拉斷或鋼纖維從基料中被撥出,以至復合材料破壞。
3.鋼纖維混凝土的基本性能
鋼纖維混凝土是在普通混凝土中,均勻地亂向分布一定量的鋼纖維,經硬化而得,與普通混凝土相比,具有一系列優越的物理力學性質:
(1)強度與重量比值增大;
(2)良好的抗沖擊性能。鋼纖維混凝土在纖維摻量為0.8~2.0%時,其沖擊韌性指標可提高50~100倍,甚至更高;
(3)較高的抗拉、抗壓和抗彎的極限強度。在混凝土中摻入適量鋼纖維,其極限抗壓強度可以提高,單軸抗拉極強度可提高40~50%,抗彎極限強度可提高 50~150%;
(4)變形性能明顯改善。鋼纖維對混凝土抗壓彈性模量影響不顯著,但對抗拉彈性模量提高較多,鋼纖維對混凝土長期收縮變形的影響也較明顯,鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10~30%;
(5)良好的阻止和抑制因溫度應力引起裂縫產生與擴展的能力;
(6)優越的抗剪性能;
(7)抗裂和抗疲勞性能顯著提高;
(8)良好的抗凍性與耐磨性能。
4.影響鋼纖維混凝土性能的主要因素
鋼纖維混凝土性能受鋼纖維類型、鋼纖維摻量、鋼纖維長徑比、砂率、粗骨料最大粒徑、減水劑、摻和料等因素的影響。其中鋼纖維類型、鋼纖維摻量和鋼纖維長徑比是影響鋼纖維混凝土性能的主要因素。當鋼纖維混凝土用于路面材料時,由于面層板較薄因而受地下排水狀況的影響較大。
二、路橋施工中鋼纖維混凝土的應用
1.道路施工中鋼纖維混凝土的應用
由于鋼纖維混凝土路面具有減薄鋪裝厚度、縱縫不設或少設、橫向縮縫少、良好的耐磨性及凍融性等優點,延長路面使用壽命,從而在路面工程中獲得廣泛應用。
1.1新建全截面鋼纖維混凝土路面
全截面采用鋼纖維混凝土的路面厚度為普通混凝土路面厚度的50~60%,鋼纖維摻量為0.8~1.2%。雙車道路面一般不設縱逢,橫縫間距20~30m,最長可取50m。
1.2新建復合式鋼纖維混凝土路面
復合式路面可以做成雙層式或三層式。雙層式路面的構造是在全路面板厚的上層約全厚40~60%鋪設鋼纖維混凝土。三層式復合路面是上下兩層分別做成鋼纖維混凝土層,中間夾普通混凝土層。結構上比較合理但施工復雜。根據經驗三層式復合路面宜在機械化鋪設條件較高的地區使用。此外,還可以采用鋼纖維-鋼絲網混凝土復合式路面。
1.3碾壓鋼纖維混凝土路面
將鋼纖維置于碾壓混凝土中,從而使路面的強度和韌性增強,改善碾壓混凝土的力學性能。
1.4鋼纖維混凝土罩面
舊混凝土路面損壞采用鋼纖維混凝土鋪筑罩面層。鋼纖維混凝土罩面分結合式、直接式、分離式三種結合。結合式罩面面層與舊混凝土相互粘結為一整體,共同發揮結構的整體強度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結,而是中間設置一個隔離層,各層獨立發揮作用。直接式是直接在舊水泥混凝土面層上加鋪鋼纖維混凝土罩面層。一般用于損壞較輕微的舊水泥混凝土路面。
1.5鋼纖維水泥砂漿或鋼纖維細石混凝土罩面修補
用鋼纖維水泥砂漿或鋼纖維細石混凝土對損壞的路面進行修補罩面。鋼纖維體積率以1~2%為宜,長徑比可略高于鋼纖維增強混凝土的長徑比。一般限制在70 ~100范圍內。
1.6在多年凍土地區的用于抗凍
在多年凍土地區選用鋼纖維混凝土路面以減少吸熱,并維持凍土熱平衡和提高抗凍性。
2.橋梁施工中鋼纖維混凝土的應用
.2.1 橋面鋪裝
采用鋼纖維混凝土橋面鋪裝層不僅可以增強橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能,還可以增強橋梁抗折強度,增加橋梁本身剛度,減少鋪裝厚度,降低結構自重,改善橋梁受力狀況。此外,采用鋼纖維混凝土和橡膠瀝青混凝土復合的雙層橋面也是一種有效措施。
2.2橋梁上部承受荷載部位
采用鋼纖維混凝土作為主拱圈(主梁)或在應力集中區局部加強,改善結構受力性能,有效控制結構變形,減輕自重,推動橋梁結構向大跨度、輕型化方向發展。 結構性能良好,造型美觀,而且可減少上部材料用量,使下部墩臺數量也相應減少,從而降低造價,提高經濟效益。通過修建鋼纖維混凝土橋梁降低梁高,滿足使用上的特殊要求。
2.3 橋梁墩臺等結構局部加固
對動載長期作用下造成的橋梁墩臺及橋面板裂縫或表層剝落病害,采用轉子Ⅱ型噴射機噴射5~20cm 鋼纖維混凝土以滿足結構的整體性和抗震性要求。一般鋼纖維類型采用剪切鋼纖維,摻量為1.0%;采用硫鋁酸鹽快硬水泥和TS型速凝劑提高早期抗裂性能;對舊混凝土表面噴砂或鑿毛,增加新舊混凝土的整體性。
2.4 鋼筋混凝土樁加強
采用鋼纖維混凝土對樁頂或樁尖局部增強, 樁的穿透力有較大提高,錘擊次數減少,大大提高打擊速度。一般在樁頂和樁尖部位采用鋼纖維混凝土,增強樁頂的抗沖擊韌性,避免樁頂在打入設計深度以前出現破裂,并增加樁尖入土能力,提高打擊速度。樁身部分仍用預應力或非預應力鋼筋混凝土。當然也可以全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土, 但其經濟效益會有所下降。所以,應經過技術經濟比較決定。
2.5采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道和邊坡防護加固
采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道是一種有效的技術措施。具有加強結構整體性和防止隧道滲漏水的作用。在邊坡巖石節理裂隙發育的地質不良地段, 采用普通混凝土支護并用噴射鋼纖維混凝土加強或全截面采用噴射纖維混凝土支護加固。
三、鋼纖維混凝土設計
鋼纖維混凝土配合比可以根據普通混凝土配合比的選擇原則,通過試驗最后決定。首先應選擇與基材強度相適應的鋼纖維品種,鋼纖維極限抗拉強度應大于500MPa。圓直和熔抽鋼纖維適宜配制中低標號混凝土,剪切鋼纖維可配制高標號混凝土鋼纖維含量以0.5~2.0%為宜。為使鋼纖維混凝土力學性能與施工和易性要求盡量一致,對鋼纖維長徑比應加以控制,同時還應考慮鋼纖維的最小直徑。鋼纖維最小直徑不應小于 0.40mm,一般應控制在0.45~0.70mm左右;鋼纖維的長度不應過長。在正常攪拌機拌和時,長徑比應控制在50~80。鋼纖維細石混凝土的砂
率應高于相同標號的普通混凝土。為保證鋼纖維同基體牢固結合,通常采用粒徑較小主骨料,最大粒徑為10~20mm。為改善混合料施工和易性,減少水泥用量和降低成本,可采用減水劑或其它外摻劑。注意鋼纖維外觀必須潔凈、無銹、無油污,并不含其它雜質和碎屑。
四、 鋼纖維混凝土施工技術
鋼纖維混凝土的施工, 按其施工方法來分有澆注鋼纖維混凝土、噴射鋼纖維混凝土和灌漿鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土道橋工程質量的優劣,在很大程度上取決于施工質量。因此,在鋼纖維混凝土施工時,除了滿足普通混凝土的施工要求外,還應特別重視鋼纖維給施工帶來的技術問題, 確保鋼纖維均勻分布在基體中。
1. 設置鋼纖維分散裝置
由于鋼纖維一次性直接投入攪拌機易出現結團現象, 為使鋼纖維充分分散,宜將鋼纖維通過分散機再進入攪拌機。分散機功率宜為0.75~1.0kW,分散力宜為20~60kg/min。鋼纖維應事先與細骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質較好的纖維,并在料斗入口處設置振動篩。
2. 攪拌投料順序和攪拌時間
為防止鋼纖維結團,需采取分級投料,先干后濕工藝。即按砂鋼纖維碎石水泥。混和料先在攪拌機內干拌1min,然后加水和外加劑濕拌2min。
3. 采用強制式攪拌機
鋼纖維混凝土攪拌機, 一般最好使用強制式攪拌機和雙錐反轉出料攪拌機 當纖維摻量較高和坍落度較小時,為不使攪拌機超負荷工作,攪拌機的利用率相應有所降低
4. 澆注和振搗
鋼纖維混凝土在澆注時,不得有明顯的澆注接頭。每次倒料必須相壓15~20cm,使鋼纖維混凝土保持整體連續性。同時,鋼纖維混凝土的澆注必須連續進行。因使用插入式振動棒插入鋼纖維混凝土進行振搗,會使鋼纖維朝振動著的振動棒聚集,產生集束效應,為確保鋼纖維的二維分布,宜使用平板振動器振搗成型。當采用振搗棒時,為保證邊角混凝土密實,應使鋼纖維縱向條狀集束排列有利于抵抗板體收縮應力、溫度應力及荷載的傳遞。振搗好的混凝土表面應抹平, 將外露的鋼纖維壓入混凝土中,以防止露出表面的纖維銹蝕或刺人。
5. 成 型
鋼纖維混凝土具有粗骨料細、砂率大、纖維亂向分布的特點,因此鋼纖維混凝土路面宜采用真空吸水工藝,機械抹平以防止鋼纖維外露。采用壓紋機壓紋工藝以避免拉毛產生纖維外露現象。拆模后對纖維外露或漏振時,應及時處理。
6. 接縫施工
鋼纖維混凝土的收縮性小、抗裂性能好。有條件封閉交通的施工路段,采用混凝土攤鋪機可做成整幅式,不設縱縫。鋼纖維澆筑養生達設計強度50%后切鋸縮縫。
7. 運 輸
鋼纖維混凝土在運輸過程中,坍落度和含氣量都會有損失,拌和物稠度下降。由于在運輸時受到振動使鋼纖維下沉,影響了鋼纖維混凝土的均勻性。因此鋼纖維混凝土的運輸距離應盡量縮短,料斗出口尺寸要大一些。有條件時也可以采用泵送。
五、結 語
(1)鋼纖維混凝土是一種新型的優質水泥基復合材料,可以實現按照使用要求設計材料的目的。隨著鋼纖維生產技術的不斷進步和基礎理論的不斷完善, 鋼纖維混凝土在路橋工程的應用將進一步拓寬。
(2)重視鋼纖維混凝土的施工,是保證其質量的重要環節。
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