钢纤维混凝土技术论文范文

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第1篇

关键词：钢纤维混凝土，研究，应用

 

1.钢纤维混凝土性能

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性

1.1新拌钢纤维混凝土性能

钢纤维有一个像砂皮般粗糙的表面,使它与水泥浆体的黏结较为牢固,可减少塌边现象。论文大全。一般情况下,钢纤维混凝土坍落度值比相应的普通混凝土小20 mm,经摊铺机振动,即表现出与普通混凝土一样的黏聚性。

1.2硬化后钢纤维混凝土性能

(1)有研究表明[3]，钢纤维掺量为30~50 kg/m3时,钢纤维混凝土的弯拉强度比普通混凝土提高约15%~35%,且与钢纤维的掺量成正比。(2)抗冲击性冲击强度反映混凝土在冲击荷载作用下的抗裂性能。将重8 kg的钢球从25 cm高度自由落下冲击经标准养护28 d的标准试件,当试件裂缝大于0.3mm时,记录的冲击次数即为冲击强度。文献表明[3]，钢纤维混凝土抗冲击性能随钢纤维掺量增加而提高。钢纤维掺量为30~50 kg/m3时,与普通混凝土相比,其抗冲击性能可提高3~5倍。(3)抗干缩开裂性能试验在工地上进行,在养护28 d水泥稳定碎石基层上浇筑普通混凝土板和钢纤维掺量为50 kg/m3的混凝土板,用碘弧灯强光和风扇强风来加快试板失水,随时观察裂缝产生的时间。与普通混凝土相比[3],钢纤维混凝土裂缝产生时间迟,裂缝产生数量少。这表明钢纤维混凝土用于路面可以延长混凝土面板缩缝间距。(4)耐磨性耐磨性试验采用TNS-04水泥胶砂耐磨试验机。试验前将尺寸为15 cm×15 cm×7 cm的试件在60℃烘箱中烘至恒重,然后在水泥胶砂试验机上磨削50转,磨损面积为0.012 5 m2。计算试件单位面积磨损量,以此作为标准来描述混凝土耐磨性。在混凝土中掺钢纤维可显著提

高其耐磨性能。与普通混凝土相比,钢纤维混凝土耐磨性能提高了24.2%[3]。

2.钢纤维混凝土的应用

钢纤维混凝土在工程中的实际应用始于上世纪70年代,由美国Battele公司开发的熔抽钢纤维技术为钢纤维混凝土的应用提供了条件。此后在加拿大、英国、瑞典、日本等国家也迅速进行这方面的应用研究。我国是从上世纪70年代着手对钢纤维混凝土进行材料力学性能的实验研究，1989年颁布《钢纤维混凝土试验方法》(CECS13: 89),1992年颁布《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》(CECS38:92), 2004年颁布《纤维混凝土结构技术规程》(CECS38: 2004)。目前纤维混凝土在结构工程、铺面工程、地下结构及其他特种结构工程等领域得到了比较广泛的应用。

在结构工程方面,那些对抗拉、抗剪、抗弯拉强度和抗裂、抗冲击、抗疲劳、抗震、抗爆等性能要求较高的工程部位,若采用钢纤维混凝土会得到较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能。例如在梁柱节点中,已有实验证明钢纤维混凝土梁柱节点与普通混凝土梁柱节点相比,在强度、刚度、耗能能力和梁钢筋粘结锚固方面有较大的改善,采用钢纤维混凝土梁柱节点的框架与普通钢筋混凝土框架相比,结构的延性提高57%,耗能能力提高130%,循环次数提高15%,在框架梁柱节点采用钢纤维混凝土可替代部分箍筋,既改善了节点区的抗震性能,又解决了节点区钢筋过密、施工困难等问题。论文大全。

铺面工程包括公路路面、机场道面、桥面、工业地面及屋面等。因钢纤维混凝土有着优良的抗拉,抗弯、抗裂、抗疲劳、抗冲击、抗收缩、韧性好等一系列物理力学性能,因此,在铺面工程领域中得到较广泛应用。论文大全。文献[4]过恩施州318国道某路段的路面设计对比,采用素混凝土路面,路面板厚度为25cm；采用层布式混杂纤维混凝土路面,路面板厚度为仅为16 cm。

地下结构所用的钢纤维混凝土一般为钢纤维增强喷射混凝土,它具有诸多特点,强度高(抗拉、抗弯、抗剪)；抵抗冲击、爆炸和震动的性能高;韧性好；抗冻、耐热与耐疲劳性能好；抗裂性能强；即使构件已产生微小裂缝,也会因钢纤维继续抗拔而使韧性大为提高。

3.总结

钢纤维混凝土具有优异的特性,使其广泛应用于各个工程领域,但其本身存在的问题,也抑制了它的应用。(1)钢纤维造价普遍较高,国产的性能相对较低,难以大规模使用；(2)钢纤维混凝土的增强机理至今也还不是很清楚,现行的几种分析理论，如复合理论和纤维间距理论都并不完善。复合理论忽略了纤维复合带来的耦合效应,纤维间距理论忽略了纤维自身的耦合作用,都有应用局限性,需待进一步的研究和探讨。(3)目前对钢纤维混凝土的研究多集中在物理性能方面,对于化学性能方面(比如耐久性)的研究相对较少。(4) 钢纤维混凝土与普通混凝土相比,在相对较低的水泥用量情况下,钢纤维混凝土具有较高的抗折强度和耐磨性能、良好的抗冲击性能和抗裂性能,非常适合在重载交通路面工程和对耐久性要求严格的工程中应用。

参考文献

[1]时宗滨,齐巧男. 浅谈纤维混凝土的应用[J]. 黑龙江交通科技,2008(6).

[2]蒋应军，刘海鹏等.钢纤维混凝土性能与施工工艺研究.[J].混凝土,2008（8）.

[3]焦楚杰，孙伟等.中含量钢纤维高强混凝土施工工艺优选[J].建筑技术,2004(1).

[4] 海庆,朱继东等.层布式混杂纤维对混凝土抗弯性能的改善及其在路面设计中的应用[J].混凝土与水泥制品, 2003(4): 41-43.

第2篇

【关键词】钢纤维混凝土；施工技术；路桥工程；应用；特点；施工工艺

新市场经济体制下，交通运输行业的发展将对国民经济的增长造成极大的影响，这也是国家重视公路桥梁建设的直接原因。路桥工程施工中材料与技术是其确保质量的主要因素，为此，施工单位必须重视施工材料的选用与技术水平的提升。钢纤维混凝土作为新型复合建筑材料，目前已经在桥梁道路工程、建筑工程等多个领域得到了广泛地应用与推广。相比普通混凝土，钢纤维混凝土具有良好的抗拉、抗剪、抗裂及耐冲击性能，其性能增强机理已经得到了符合力学理论和纤维间距理论的证实。

一、钢纤维混凝土的特点

1、具有较强的抗拉、抗弯及抗压能力。据相关试验显示，将适量钢纤维拌入混凝土内，可以对单轴抗拉极限强度进行40%到50%的有效提升，而抗弯极限强度则可以有效提升50%到150%之间。当钢纤维适量掺加到混凝土后，将改变混凝土抗压破坏的形式，遭到损坏破碎后则不会出现散落的现象，进而达到抗压能力提升的作用。

2、具有良好的抗冲击能力。当纤维掺量在0.8%到2.0%范围时，与普通混凝土相比钢纤维混凝土的抗冲击能力可高出50到100倍，极大提升了抗冲击韧性指标。

3、抗裂、抗疲劳及抗剪性能良好。在开裂荷载与极限荷载方面，普通混凝土具有一致性，而钢纤维混凝土产生开裂荷载后，则会增加其荷载。在钢纤维体积率增大后，将增加其初裂荷载、极限荷载与韧性。根据直接剪切试验研究表明，基体错动后，钢纤维混凝土仍具有良好的承载能力。

二、钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的施工工艺

1、工程案例

某路桥工程以水泥混凝土作为主要路面材料（图1），需要修补的路段长度为112米，宽度为6米。路面在修补前主要呈现出破碎、断裂等状况，其原有路面为普通混凝土浇筑，少量板底基层出现下沉等情况。为提高其质量，先选用钢纤维混凝土修补路面，选取C15素混凝土浇筑进行基层补强，旧路面平均凿除深度为25厘米，路面浇筑需选用厚度为12厘米的C30钢纤维混凝土进行施工。

2、路基处理

当路基承载力特征值在120kpa以上时，应先将全部杂填土清理干净，同时开挖到底部标高300毫米以下，碾压时则选用压路机（15吨）进行3遍碾压施工，将其速度控制在每分钟20到25米的范围内，轮迹搭接宽度为20到30厘米。完成一层碾压后，利用环刀法进行试验，将基土压实度控制在0.95以上，部分位置压路机无法碾压时，应通过打夯机进行有效夯实。

将级配碎石铺设到上部位置，其厚度应控制在200到300毫米，碎石粒径则应控制在5毫米到25毫米之间，铺设前应确保拌和的均匀度，碎石层覆盖时，应利用震动压路机（15吨）进行碾压作业，确保其密实度符合施工要求。如新填土不符合施工相关规定，应彻底清除，随后遵循相关规定进行级配碎石回填施工。为避免碎石将塑料薄膜刺破，应将一层细沙覆盖到级配碎石上面，随后进行洒水作业，保持其湿润度。将双层塑料膜铺设到钢纤维混凝土下面，起到隔水的作用，确保单层厚度在0.08毫米左右。如特殊位置，应增加钢筋的安装量。

3、定位放样与支模

对槽钢侧模标高进行有效控制是本工程施工定位放样的主要目的，将混凝土设计厚度定在250到300毫米之间，并选用槽钢侧模进行施工。首先将灰饼设置在侧模下方，确保其间距在1500毫米以下，进而对标高进行有效控制。挂通线应在模板安装前进行，根据挂线位置在基层上进行侧模板的放置，对其位置进行初步固定，通过水准仪对模板顶部标高的准确度进行检查，确保其与设计要求相符合，并对模板的平直度进行详细检查，当侧模顶标高与设计要求相符后，利用钢筋棍钉入地面下和侧模焊接，达到槽钢水平固定的作用。

4、钢纤维的掺加

在现场添加钢纤维，通过计算机对每次投放量进行严格计量，应严格遵循设计规定对掺量进行有效控制。确保选用的混凝土标号与塌落度与施工要求相符合，在钢纤维投放过程中，应指派专人选用罐车进行运输。搅拌机在钢纤维掺加过程中处于旋转状态，一般选用钢纤维分散机与手工的方式进行钢纤维的掺加，将掺加速度控制在40kg/min。掺加完成后对搅拌罐进行3到5分钟全速转动。

5、铺设钢纤维混凝土

混凝土选用跳仓浇筑，设置时施工缝应与伸缩缝相结合。每个区段内短向（6米）隔跨支模，进而实现隔跨浇筑混凝土，当混凝土强度与设计要求符合时，将第一次浇筑的混凝土地面作为第二次浇筑混凝土的侧模，并进行第二次浇筑施工。

选用商品混凝土作为混凝土材料，按照设计配合比进行混凝土拌和作业，通过混凝土罐车进行运输，并把混凝土自卸入模，出料与铺筑过程中，应在1.5米范围内严格控制卸料高度，进而对离析状况进行有效控制。通过纵向分条的方式进行钢纤维混凝土铺设作业，相比分隔缝，纵向分条宽度应与其具有一致性。从端部进行摊铺施工，在膜内倒入混凝土拌合物后，要集中卸料，保持较慢的速度，厚度应比模板高出2厘米左右，特殊情况下应增、减材料，以此确保纵横断面与施工要求相符，混凝土摊铺过程中不能出现中断情况，应确保其持续性。

6、振捣钢纤维混凝土

在浇筑混凝土时，必须振捣钢纤维混凝土，以此提高混凝土的密实度，并确保混凝土与钢纤维之间的密合度。在施工过程中应及时进行钢纤维混凝土表面提浆作业，选用的工具一般为振动棒与振动梁。同时选用浆头在混凝土初凝前将露出的钢纤维进行覆盖。在振捣过程中应对振捣时间进行严格控制，并确保移动距离与插入深度符合施工要求，避免漏振与过振等情况的产生。

7、钢纤维混凝土抹光和养护

整平、振实混凝土后，应停止施工4小时，也可以根据具体的天气情况、塌落度进行时间的确定，为确定混凝土是否处于初凝状态，可选用脚踩上面，出现5毫米脚印下沉为标准。在混凝土表面选用抹光机进行一到两遍粗抹，随后进行提浆、搓毛及压实作业。一次抹光作业完成后，下次抹光作业应在混凝土表面水分蒸发后进行，同时选用人工的方式对部分凹陷与不平整位置进行补浆与抹平，随后选用机械设备进行全面抹平作业。确保抹平与压实整个面层后，应复核其平整度，检查工作应在机械抹光后利用靠尺完成，进而对面层平整度进行良好控制。在钢纤维混凝土养护中，主要选用的材料为薄膜、草包等，确保其表面具备14天的湿润程度，并将其养护周期控制在28天。

三、路桥工程中钢纤维混凝土施工技术的应用

在路桥施工中，钢纤维混凝土施工技术是重要的施工方式之一，可以有效提高路桥防腐蚀性与耐久性。钢纤维混凝土是一种新型的优质水泥基复合材料，具有施工简便、性能好、价格低等优点，可广泛应用于路桥工程施工中。

1、桥面铺装中钢纤维混凝土施工技术的应用

通常情况下都会选用钢纤维混凝土进行路桥工程桥面铺装作业，这种施工技术的应用，可以有效提升完成铺装作业桥面的舒适度、耐久性及抗裂性能，并对桥梁本身的刚度及抗压能力进行了有效地提升，并对路桥铺装的厚度、自重结构及受力情况进行有效降低。

2、路桥结构加固中钢纤维混凝土施工技术的应用

选用二号转子喷射机作为路桥结构加固喷射的主要工具，钢纤维混凝土喷射范围为5到20厘米，进而对动载原因产生的表面剥落、桥梁墩台等现象进行及时修补，这种加固技术的应用不仅可以对路桥施工中的抗震需求进行有效满足，还可以起到路桥工程桥梁整体结构加固的作用。传统路桥施工中钢纤维整修中主要选用剪切方式进行，掺合比例为1：100，为有效提高施工前期的抗裂性能，应选用硫铝酸盐与TS速凝剂进行施工。

3、桩基础加固中钢纤维混凝土施工技术的应用

为增强路桥工程局部硬度，可选用钢纤维混凝土对路桥施工中桩顶进行施工，这种技术的应用，可以对桩的穿透性进行极大程度的提升，还可以明显改善打击速度，降低锤击的次数，并起到节约人力、物力及财力的作用。在防止桩顶破裂中，钢纤维混凝土的应用可以对桩尖自身的入土能力进行有效提高，并确保打击的质量。

四、结束语

综上所述，钢纤维在路桥混凝土施工中的掺加，可以有效提升路桥工程的抗拉性能及承载能力，进而增强了路桥工程的强度、使用寿命及降低了工程施工的投资成本。随着社会主义市场经济发展水平的不断提升，要求不断提高钢纤维混凝土施工技术水平，规范路桥施工工艺，有效提升现代路桥品质的衡量标准。

参考文献

[1]杨大为.现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究[J].科技致富向导，2011年23期

[2]梅明荣，杨勇，王山山，任青文.钢纤维混凝土热性能及其防裂作用的研究[A].2007重大水利水电科技前沿院士论坛暨首届中国水利博士论坛论文集[C].2007年

[3]邵宝东；钢纤维混凝土路面板结构的温度应力及其在冲击载荷作用下的动力响应研究[D].昆明理工大学，2001年

[4]赵华锋.浅析钢纤维混凝土技术在桥梁施工方面的应用[J]；中小企业管理与科技（上旬刊），2011年12期

[5]周明春，林介文，曾焕金.波纹钢纤维混凝土在道路中的应用[A].纤维水泥与纤维混凝土――全国第四届学术会议论文集（二）[C].1992年

第3篇

[论文摘要]钢纤维混凝土是一种新型的复合建筑材料，其物理和力学性能优于普通混凝土，通过介绍钢纤维增强混凝土的基本理论，阐述钢纤维混凝土在多个领域工程中的应用。

钢纤维混凝土（SteelFiberReinforcedConcrete,简写为SFRC）是在普通混凝土中掺入适量短钢纤维而形成的可浇筑、可喷射成型的一种新型复合材料。它是近些年来发展起来的一种性能优良且应用广泛的复合材料。其中所掺的钢纤维是用钢质材料加工制成的短纤维，常用的有：切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型钢纤维、熔抽型钢纤维等。钢纤维在混凝土中主要是限制混凝土裂缝的扩展，从而使其抗拉、抗弯、抗剪强度较普通混凝土有显著提高，其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性有较大改善，使原本属于脆性材料的混凝土变成具有一定塑性性能的复合材料。

一、钢纤维增强混凝土的基本理论

（一）复合力学理论

复合力学理论是以连续纤维复合材料理论为基础，结合钢纤维在混凝土中的分布特点形成的。该理论是将复合材料视为以纤维为一相，基体为另一相的两相复合材料。

（二）纤维间距理论。纤维间距理论又称纤维阻裂理论，是1963年由J.P.Romualdi和J.B.Batson提出来的。该理论根据线弹性断裂力学理论解释纤维对裂缝发生和发展的约束作用，认为欲增强混凝土这种本身带内部缺陷的脆性材料的抗拉强度，必须尽可能地减少内部缺陷的尺寸，提高韧性，降低裂缝尖端的应力强度因子、减少裂缝尖端的应力集中作用，故在裂缝处用纤维连接，受拉时跨越裂缝的纤维将荷载传递给裂缝的上下表面，使裂缝处材料仍能继续承载，这样，因裂缝的出现孔边应力集中程度就缓和，随着桥接裂缝纤维数目的增多，纤维间距越小，缓和裂缝尖端应力集中程度越大，对裂缝尖端产生的反向应力场也越大，当纤维数量增加到密布于裂缝时，应力集中就会消失，进一步表明纤维的阻裂效应，即在复合材料结构形成和受力破坏的过程中，有效地提高了复合材料受力前后阻裂引发与扩展的能力，达到钢纤维对混凝土增强与增韧目的。

（三）界面应力传递的剪滞理论。钢纤维混凝土中钢纤维周围的水泥基体结构与自身结构是不相同的，即在钢纤维与基体之间存在着界面层。钢纤维混凝土的性能主要取决于混凝土基体性能、钢纤维含量以及它们之间的界面特性。假定界面是一层厚度可以忽略的薄层，但具有一定的力学性能。当荷载作用于钢纤维混凝土时，荷载一般先施加于低弹性的基体，然后通过纤维-基体的界面，把一部分荷载传递给高弹模的纤维，使纤维和基体共同承担荷载，从而起到增强的作用。

二、钢纤维混凝土的应用

钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，以其优良的抗拉、抗弯、阻裂、耐冲击、耐疲劳、高韧性等物理力学性能，目前已被广泛应用于建筑工程、水利工程、公路桥梁工程、公路路面和机场道面工程、铁路公程、管道工程、内河航道工程、防暴工程和维修加固工程等各个专业领域。（一）水利工程

钢纤维混凝土在水利工程中的应用比较广泛，主要将其用于受高速水流作用以及受力比较复杂的部位，如溢洪道、泄水孔、有压疏水道、消力池、闸底板和水闸、船闸、渡槽、大坝防渗面板及护坡等。这些部位对混凝土材料自身的抗拉强度、抗剪强度以及抗裂性能的要求都比较高，也正发挥了钢纤维混凝土的自身优势。我国在实际工程中应用的有：三峡工程、小浪底水利枢纽工程、三门峡泄水排砂底孔等工程。以上工程都获得了较为满意的效果，并取得了较好的经济效益。

（二）建筑工程。钢纤维混凝土在建筑工程中的影响越来越广泛，一般应用于房屋建筑工程、预制桩工程、框架节点、屋面防水工程、地下防水工程等工程领域中。如抗震框架节点中使用钢纤维混凝土，能代替箍筋满足节点对强度、延性、耗能等方面的要求，而且还能提供类似于箍筋约束混凝土的作用，并解决节点区钢筋挤压使混凝土难于浇注的施工问题；钢纤维混凝土还具有良好的抗裂性，可使构件在标准荷载下处于弹性阶段而不裂，不出现应力的重分布；用钢纤维混凝土制成的自防水预应力屋面板，不仅提高了自防水预应力屋面板的抗裂性能，同时也减少了纵向预应力筋的配筋率，提高了结构的耐久性。钢纤维混凝土在建筑中的应用实例有：福州东方大厦、沈阳市急救中心站综合楼、江苏省丹阳市中医院、辽阳市食品公司办公楼等工程。

（三）道路和桥梁工程。钢纤维混凝在道路和桥梁工程方面，主要广泛应用于路面、桥梁、机场跑道等工程中，包括新建及修补工程。钢纤维混凝土较普通混凝土有较好的韧性，抗冲击、抗疲劳性。它可使面层厚度减少，伸缩缝间距加长，使用性能提高，维修费用减低，寿命延长。面层较普通混凝土可减少30-50%，公路伸缩缝间距可达30-100m，机场跑道的伸缩缝间距可达30m。用于路面及桥面修补时，其罩面厚度仅为3-5cm。在实际工程中有：北京东西环路立交桥、沪杭高速公路成渝公路、大足朱溪大桥、广州解放大桥等工程中都采用了钢纤维混凝土解决工程难题，使用效果较好，经济效益显著。

（四）铁路工程。在铁路工程方面，钢纤维混凝土主要用于预应力钢纤维混凝土铁路轨枕、双块式铁路轨枕及抢修铁路桥面防水保护层中。铁路工程承受较大的荷载、较高的速度和数万次的振动，所以要求混凝土必须具有较高的强度、较高的抗冲击性及较大的塑性。这正好利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的塑性。建成的工程有：沈阳铁路局长达线维修工程、柳州铁路局黔桂铁路铺设工程、南昆铁路隧道工程和西安安康铁路椅子山隧道等工程土。钢纤维混凝土的应用，使维修工作量大为减少，并提高了线路的使用寿命，效果良好。

（五）港口及海洋工程。钢纤维混凝土在海洋工程中的使用主要是钢纤维混凝土的腐蚀问题，所以有待进一步研究，但在日本和挪威的使用经验是令人鼓舞的。日本钢铁俱乐部采用钢纤维混凝土作钢管桩防腐层，在海水中浸泡10年，钢纤维混凝土防腐完好，钢管表面无锈蚀，仍有金属光泽。挪威将钢纤维混凝土用于北海海底输气管道的隧道衬砌、Forsmark核电站海底核废料库的支护、海洋平台后张预应力管道孔的封堵以及码头混凝土受海水腐蚀部位的修补等。我国江苏石舀港码头的轨道梁工程中也使用了钢纤维混凝土。

除了上述领域外，还有很多钢纤维混凝土的应用的实例，如承受重级工作制造工业厂房和仓库地面、薄壁蓄水结构、预制板、离心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、抗爆结构、各类建筑物和构筑物的修补、补强加固、抗震加固等。

三、结束语

钢纤维混凝土具有普通混凝土不具有的优点，且具有良好的经济效益，其在民用建筑楼地面、公路路面、预制构件水利工程、港口码头、机场跑道和停机坪、桥梁隧道以及各种构筑物等方面的应用前景将是十分广阔的前景。

参考文献：

第4篇

【关键词】市政建设；桥梁铺装；钢纤维混凝土；施工应用

引言：混凝土原料在桥梁施工中的应用十分广泛，尤其是在近现代，科学技术的不断进步推动了混凝土技术的创新与改进，钢纤维混凝土就因此而生。钢纤维混凝土在原有混凝土的基础上特地加入了提取的优质钢元素，钢纤维元素使得原有混凝土的物理属性得到了扩展与提升，混凝土的延展度与抗压力也得到了改进。因此，在桥梁施工中使用这种新颖的混凝土，可以提高桥梁的抗压力与耐磨性能，还可以在一定程度上降低高负荷车辆对桥梁铺装层的冲击力度，减少桥梁的压力提高使用寿命。

一、具有钢纤维特质的混凝土的优势分析

1.1提高了桥面的抗变压能力

钢纤维混凝土作为一种新型的复合型材料，其所添加的短钢纤维可以起到阻止混凝土内部裂缝的产生，对于在混凝土内已经产生的大型裂缝，其又可以起到相应的阻滞与治愈作用。钢短纤维可以使得桥梁整体的密度降低，即使桥面长时间处于高负荷状态，其也能够科学合理的分担所受的压力，整体桥面也不会轻易变形，这就是良好的抗变压与收缩能力的体现。

1.2促进了桥面抗冲击能力的发展

在新型的混凝土中加入了特别提取的钢纤维元素，可以使其具备更加良好的抗冲击性能。良好的抗冲击能力可以在桥梁工程受到一定的冲击后仍保持着主体结构的稳定，保证了桥梁整体的正常使用。据资料显示，钢纤维混凝土的抗冲击能力是一般混凝土材料的50-100倍，其本身的密度也较小，而韧性却很高。

二、在桥梁施工中应用新型混凝土的成功案例

2.1工程概况

在京津高速公路天津段建设工程中，K3+591中桥为正交部分的桥梁，在其的上部结构部分采用的是16m的预应力空心板梁。而在这段桥梁的主要中心位置，外侧主要采用的是SA级的钢筋混凝土土墙式的护栏。在桥面上则通常会利用10cm厚的场c40防水混凝土作铺层。在整个桥面系中，主要包括的有桥面的现浇部分、桥面的沥青混凝土铺装部分、伸缩缝、搭板桥头位置部分、护栏、水力系统以及其他的照明设施及标识。

2.2新型混凝土在桥梁施工中的运用

在该工程的建设中，工作人员在普通混凝土的横截面加入了0.5%到1%不等的钢纤维元素，这样就会使得桥梁桥面道路的厚度会超过正常桥梁施工道路的50%以上，这样就确保了桥面的坚硬程度。这种复合形式的配置可以设置为多层结构，使得桥面道路的稳定性得到进一步的提高。同时在施工中应用钢纤维混凝土，还可以提高桥面的承压能力，促进其整体性能的发展。其密度较小的特性还在一定程度上减轻了桥梁的自重，起到平衡的作用。同时在桥梁项目建设的过程中，钢纤维混凝土的应用还会大大改善桥梁的结构特征，推动桥梁的结构朝着轻便化、跨度大的方向发展。

三、桥梁铺装施工中钢纤维混凝土的施工分析

3.1施工前的准备工作

在整体施工前，首先是要对施工步骤与施工工艺有个全面清晰的了解与认知。在进行桥面铺装施工工作前，测量人员首先需要先把整体桥面按照10米划分为不同断面，并要确保每个断面不少于四点，这样才便于对桥梁顶面进行细致的测量。测量完毕并收集好一切数据后，可申请进一步的验收，验收合格后才可正式施工。

其次，如何选择最合适的钢纤维材料投入到混凝土中进行施工，这也是一个十分重要的问题。一般来说，我国大多数的市政桥梁建设最常用的是哑铃型钢纤维作为原材料。这种类型的钢纤维具有较强的粘性以及较为稳定的结构层。在施工过程中，施工人员方可通过改变钢纤维本身的表面与形状来调节其与混凝土基体之间的粘连性能，来更好的投入使用。

3.2中下梁面与平面层的施工技术

在桥面铺装施工中，桥梁的中下梁面以及其平面层是一块重要的施工区域，施工人员应在积极了解现场的施工情况后选择合理的施工技术。

在本工程中，工程师选择的是型号为d10mm，间距为85cm×75cm的钢筋段，因此其植入整体层与铺装层的长度大致为7m与8m。为了确保行车车辆的轮胎安全，还需将露出部分的钢筋折弯植入整体层中。

3.3标高带与钢筋网的施工技术

在安装相应的模板时，应注意选用角钢作为所需材料。角钢的摆放位置也是经过特定的程序调整的，大致的位置为距离滚筒适宜的距离，阴角必须正面朝上，其底部需要用水泥砂浆进行填补。分布角钢的测点需定时，定量以及定距离的合理设置。最后同时需要注意的是做好相应的，科学的防裂措施。

3.4钢纤维混凝土的搅拌与运输

新型混凝土的搅拌与运输工艺是桥梁桥面建设中重要的一个阶段之一。事实证明，在对这种新型的混凝土进行搅拌时，最佳选用的是强制型的搅拌机。在搅拌阶段，也须控制搅拌的数量不能超过搅拌机承受的额定数量。这种搅拌操作技术会对混凝土在桥面铺装施工中的使用性能产生一定的作用。因此，在搅拌过程中，可以采用二次投料三次搅拌的方法实施，对投料的次序与方法也要按照要求执行，这样才能确保钢纤维在混凝土基体内的均匀分布。在投入物料方面，为了达到快捷精准的目标，可以采用电子计数方式进行投料，若遇到有锈蚀或者含有硬块的钢元素，则应不予应用。在对钢纤维混凝土进行运输操作时，应采用合格的混凝土拌合车，这可以有效的防止混凝土在运输过程中下沉现象。

3.5摊铺与振捣施工技术

在桥梁桥面的具体建设中，摊铺与振捣技术是其中一个十分重要的阶段。因此，在施工中使用混凝土前，必须要先对桥面作个完整全面的冲洗，铺装地层较薄的应采用泥水浆进行冲洗。摊铺工作就是在此基础上才得以展开，当搅拌车将混凝土材料运输到指定施工场地后，就要开始卸料，在卸料过程中需要快速转动，将材料充分搅拌。卸料工作完成后，工作人员就要使用铁铲来进行整体的铺平工作。

四、结语

总的来说，钢纤维混凝土以其密度小、抗压力强、耐磨性好等特性在市政桥梁的施工中发挥出了十分重要的作用，其不仅可以进一步改进桥梁铺装的技术，增加施工桥梁的使用性能，还能减少建设成本，节约施工原料与资源，并对环境起到一定的保护作用。同时，笔者建议施工人员还应积极的在使用钢纤维混凝土的过程中，创新施工技术，从而才能促进桥梁施工的科学发展。

参考文献：

[1]李春雨，殷艳春，张德刚.论钢纤维混凝土在市政桥梁桥面铺装施工中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014-06-25.

第5篇

关键词：路桥工程施工；钢纤维混凝土；技术；

中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：

一、钢纤维混凝土性能

将钢纤维均匀地乱向分布于普通混凝土中，经过硬化所得即为钢纤维混凝土。钢纤维混凝土与普通混凝土相比，其物理特性在各方面都明显优于后者：

（一）在质量相同情况下，钢纤维混凝土的强度远高于普通混凝土。

（二）钢纤维混凝土具有很高的抗弯、抗压和抗拉强度。将适量钢纤维掺入混凝土中，可以极大的提高其抗弯极限强度，一般提升程度在50%―150%，同时其单轴抗拉强度约有40%―50%的增幅。

（三）钢纤维混凝土具有优良的抗冲击性能。在钢纤维掺入量为0.8―2.0时，钢纤维混凝土的冲击韧性指标与普通混凝土相比，提高了50―100倍，有时这个数值会更高。

（四）抗裂性能有非常明显的提升，且抗疲劳性也有很大改善。

（五）与普通混凝土相比，钢纤维混凝土抗剪能力十分优越。

（六）极大地改善了混凝土主体的变形性能，对混凝土抗拉弹性模量有非常明显的提升。同时，普通混凝土块会在使用过程中逐渐收缩变形，在掺入钢纤维后，混凝土收缩率有了很大降幅，约为10%―30%。

（七）温度应力会导致普通混凝土产生裂缝并使之扩展，钢纤维混凝土对此有较好的抑制能力。

某高速公路空心板简支中桥建筑过程中，由于施工人员的失误，导致空心板梁顶厚度严重不足，造成了极大的安全隐患。各方技术人员对现场展开调查分析，最终确定使用C50钢纤维混凝土代替普通的C50混凝土对桥面进行铺装作为补救方案，而另一种在桥面增加D8带肋冷轧钢筋网片并增设铺装层以提高梁顶板抗弯强度的方案由于受铺装层厚度影响，效果不能充分发挥，因此被淘汰。以下是两种混凝土的性能对照表：

钢纤维混凝土与普通混凝土性能对照表（掺量为2%）

二、路桥工程中钢纤维混凝土的应用

（一）道路施工中钢纤维混凝土的应用

钢纤维混凝土具有诸多优点，如优良的冻融性和耐磨性能、横向缩缝好、纵缝少设或不设，还能降低路面的铺装厚度等等，对路面使用年限也有较大提升。因而，钢纤维混凝土在路面工程中的应用极为广泛。

新建全截面钢纤维混凝土路面

与普通混凝土路面厚度相比，全截面使用钢纤维混凝土的路面厚度降低了40%―50%，其中钢纤维的掺入量为0.8%―1.2%。对双车道的路面来说，其横缝间距约为20m―30m，极限值为50m，一般不设纵缝。

新建复合式钢纤维混凝土路面

复合式路面的建造可分为两种，即双层式和三层式。双层式路面通常是指在全路面板厚上层，约全厚的40%―60%处铺设钢纤维混凝土。三层式复合路面通常适用于机械化施工条件较高的区域，三层式复合路面中，上下两层为钢纤维混凝土层，中间则是普通混凝土夹层，这种结构相对合理，但是施工难度较大，过程复杂。

钢纤维混凝土罩面

在旧的混凝土路面损坏后，常采用钢纤维混凝土进行罩面层的铺筑。罩面层的铺筑分为分离式、直接式和结合式三种。分离式是指罩面层与旧路面各自独立，两者之间设置有隔离层；直接式顾名思义，即直接在旧路面上加设钢纤维混凝土罩面层，这种罩面层通常适合用于修复轻微受损的路面；结合式的罩面层通常与旧的混凝土路面粘结在一起，成为一个整体，进而恢复路面的结构强度。

碾压钢纤维混凝土路面

在碾压混凝土中掺入钢纤维，增强路面韧性和强度，对碾压混凝土在力学方面的性能也有很大改善。

（二）钢纤维混凝土在桥梁施工中的应用

1、桥面铺装

桥面铺装层采用钢纤维混凝土为材料，桥面的耐久性与抗裂性都有很大增强，同时，桥梁本身刚度和受力状况都得到较大改善，结构自重也明显降低，桥梁抗折强度随之增强。

2、桥梁墩台等部分的局部加固

收长期动载作用的影响，桥梁墩台和桥面板会出现表层剥落或裂缝的病害。为解决此类现象，应使用5cm ―20cm的钢纤维混凝土来满足结构的整体性与抗震性要求；为提高其早期抗裂性能，应使用TS型速凝剂和硫铝酸盐快硬水泥；为增加新旧混凝土的整体性，应在铺设新混凝土之前，在旧的混凝土表层进行凿毛或者喷砂作业。

3、桥梁上部承受荷载部位

在桥梁主拱圈部位或其他应力集中区，采用钢纤维混凝土对其进行局部加强，对其结构性能予以改善，能够实现对结构变形的有效控制，并减轻桥梁结构自重，推动桥梁向轻型优质化方向发展，造价成本也能有效降低，经济效益相应也有所提高。

4、钢筋混凝土桩加强

通常，施工人员会在桩顶和桩尖位置加设钢纤维混凝土做局部增强，以此来提高桩的穿透力，锤击次数减少而打击速度大大提高，还可保证桩在打入预设深度前不损坏，加大了桩尖的破土能力。

（三）钢纤维混凝土在隧道工程中的应用

在隧道工程中，隧道的支护和加固作业通常都会采用钢纤维混凝土来完成，这对其承载能力有很大提高，并对隧道的结构整体性进行有效的加强。与此同时，钢纤维混凝土在隧道工程中的使用，可以有效降低衬砌结构的厚度，使隧道在抗震方面的性能更为突出，并有效降低了隧道开挖量，削减了工程成本，提高了工程的经济效益。

三、钢纤维混凝土施工技术

（一）桥面铺装施工前的准备工作

1、对超过设计标准高度的浮浆混凝土予以凿除，并对桥面板标高进行复测作业，从而对桥面铺装层厚度做出保障。

2、将梁（空板）顶面凿毛，此项工作必须要彻底，为桥面板与铺装层充分结合创造条件。

3、桥面应展开彻底的清洗作业，保持桥面湿润，且表面干净无杂物。

（二）桥面铺装施工流程

1、准备工作：在铺装作业开始前，对生产资源进行合理调配，统筹安排机械设备、材料和施工人员等。

2、钢筋铺设：遵循固定牢靠、定位准确、捆扎密实的原则，严格依照设计要求对构造钢筋进行捆扎。

3、模板安装作业：按照设计要求对模板的高程和平面位置进行设置，模板接头应平顺紧密，支力稳固。

4、搅拌作业：在混凝土搅拌环节中，要对投料顺序、搅拌时间、搅拌方法进行严格控制，充分保证钢纤维均匀分布于混凝土中，不致在施工中结团。这是钢纤维混凝土区别于普通混凝土的关键所在，是施工中直接关系到施工质量的重要一环。在混凝土搅拌时为确保搅拌质量，应将水泥、钢纤维和粗细骨料进行1.5min的干拌作业，之后再加水进行3min的湿拌作业。

5、运输：钢纤维混凝土的运输时间不能太长，应采用卸料快捷的搅拌运输车，当钢纤维混凝土出现离析现象时，应考虑做二次搅拌。

6、铺筑：在铺筑过程中应注意均匀进行摊铺，对结团的钢纤维要及时将其剔除，同时拌合料卸出后，在浇筑作业完成前60min以内就应投入使用，若超出这个时限，拌合料会发生离析现象。另外，应采用振动梁和平板振捣器进行振捣作业，遵循不漏振、不过振的原则，保持振动密实，最后用刮尺刮平，进而收浆抹面。

7、表面拉毛：在桥面浇筑作业完成后，要保证钢纤维混凝土铺装层的紧实度，又要在桥面收浆后进行拉毛处理，保证其足够的粗糙度。

8、养护：钢纤维混凝土浇筑作业完成后应及时封闭交通，展开养护工作，其养护时间应≥7天。工程方应派出相关人员负责，若实际情况需要，可加盖塑料薄膜进行湿养，防止干缩和裂纹的产生。

四、结语

钢纤维自出现以来，在社会经济快速发展的前提下，广泛应用于桥面，道路、涵洞隧道和机场跑道等大型工程中，其社会效益和经济效益良好。钢纤维混凝土以其优越的物理力学特性推动了各种路桥工程的建设工作，并使道路路面与桥梁结构在始终能保证良好工作状态，并推动其结构设计不断发展、不断优化。目前，钢纤维生产技术不断进步，其基础理论也在不断地自我完善，相信在将来的路桥工程中，钢纤维混凝土的应用能得到更深层次的拓展。

参考文献：

[1]陈晓霞.路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术分析[J].商品与质量・建筑与发展,2011,(5)

[2]文远松.路桥建设中钢纤维混凝土的使用方法[J].管理学家,2010,(8)

[3]陈希.钢纤维混凝土性能与应用前景[A].全国泄水建筑物安全及新材料新技术应用研讨会论文集[C].2010.

[4]金龙云.钢纤维混凝土在路桥施工中技术应用分析[J].商品与质量・科学理论,2011,(2)

[5]胡森林.钢纤维混凝土桥面施工技术要点[J].科技情报开发与经济,2004,14(7)

第6篇

摘要：钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，具有较高的抗拉强度和断裂韧性，抗疲劳等性能，本文通过对普通钢纤维混凝土和自密实钢纤维混凝土性能的对比，阐述钢纤维混凝土在施工过程中的拌合工艺；通过与普通钢纤维混凝土工艺的对比，阐述自密实钢纤维混凝土在施工过程的优越性。

关键词：自密实混凝土 钢纤维 施工工艺

1.概述

钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforce Concrete简称SFRC)是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。

自密实混凝土的应用已经20年的历史，在国内的应用仅有10多年，特别是最近几年，自密实混凝土的应用越来越广泛，自密实混凝土是指在自身的重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充米板，同时获得很好的均质性，并且不需要附加振动的混凝土，因自身具有很多优点，自密实混凝土被广泛的应用于工程中。

自密实钢纤维混凝土集这两种混凝土的优点于一身，即在混凝土施工浇筑的过程中利用自密实混凝土拌合物的易浇筑密实的特点，在混凝土硬化后利用钢纤维混凝土的力学与变形能力。

2.钢纤维混凝土的特点

在普通混凝土之中，以乱向的方式均匀地把一定量的钢纤维分布其中，再经过硬化从而制得钢纤维混凝土，这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，较之普通混凝土，物理力学性质大多都较高：重量和强度比值增加；抗拉 抗压及抗弯的极限强度较高；良好的抗冲击性能；明显改善的变形性能；显著提高的抗裂与抗疲劳性能；抗剪性优越；对由于温度应力而造成的裂缝及裂缝的扩展的的阻止与抑制能力良好；耐磨与抗冻性能良好。

普通钢纤维混凝土的纤维体积率在1%—2%之间，较之普通混凝土，抗拉强度提高40%—80%，抗弯强度提高60%—120%，抗剪强度提高50%一100%，抗压强度提高幅度较小，一般在0—25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。

自密实钢纤维混凝土拥有普通钢纤维混凝土的特点，同时还具有自密实混凝土的自密实性能，主要包括流动性、抗离析性及填充。每种性能均可采用坍落扩展度试验、V漏斗试验（或T50试验）和U型箱试验等一种以上方法检测。这种自密实性能可以保证混凝土良好的密实，不需要振捣，改善混凝土的表面质量，不会出现不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型。但钢纤维体积率对钢纤维自密实混凝土的抗压强度影响不大，但对劈拉强度和抗折强度影响较明显，且随着钢纤维体积率的增加而增大。

3.钢纤维混凝土的比较

两种钢纤维混凝土比普通混凝土具有以上的特点，但是这些特点与钢纤维有着密切的关系，在钢纤维混凝土的制备过程中，两种混凝土钢纤维的选择要考虑以下几个方面：

⑴纤维种类 不同种类的钢纤维具有不同的力学性能（主要是抗拉强度、弹性模量、短裂延伸率等），而这些性能与钢纤维能否在混凝土中起作用有着很大的关联性。

⑵纤维长度与长径比 使用连续长钢纤维时，钢纤维与水泥基体黏结较好，因此可充分发挥钢纤维增强作用。但如果使用的是短钢纤维时，则要取决于钢纤维的临界长径比。钢纤维临界长径比是钢纤维的临界长度与其直径d的比值，即①若钢纤维的实际长径比小于临界长径比，则复合材料破坏时，钢纤维由水泥基体内拔除。②若钢纤维的实际长径比等于临界长径比，只有基体的裂缝发生在钢纤维中央时钢纤维才拉断。否则钢纤维短的一侧从基体内拔出。③若钢纤维的实际长径比大于临界长径比，则复合材料破坏时钢纤维可拉断。

钢纤维长度的选择：钢纤维的长度必须与混凝土中粗集料的公称粒径相匹配，混凝土粗集料的公称粒径应为钢纤维长度的2/3~1/2,即钢纤维可以跨越一个粗集料，并与另外一个粗集料的1/3搭接，同时钢纤维的长度不可以太长，过长的钢纤维搅拌不均匀，且容易成团。

⑶纤维体积率 纤维体积率直接影响到混凝土的工作性能，力学性能及耐久性能等。纤维掺量过少时，不能很好发挥效果，纤维掺量过多会使混凝土难以成行，出现“团聚”现象。

⑷纤维取向 钢纤维在混凝土中的取向对其利用率有很大影响钢纤维自密实混凝土搅拌时，宜采用强制式搅拌机，为了使钢纤维充分分散防止钢纤维由于一次性加入搅拌机而出现结团现象，把钢纤维先经过分散机然后加入搅拌机，采用先干后湿分级投料的工艺，将钢纤维，粗集料，细集料根据配合比配制的混合料在搅拌机先干拌1min，然后再加入水和外加剂进行搅拌。

两种钢纤维混凝土的施工制作顺序和方法类似，但是，在浇筑之后，普通钢纤维混凝土和一般的混凝土一样需要振捣，掺入的钢纤维由于自身的重量在振捣的过程中会向着振捣的相反方向聚集，导致混凝土中的钢纤维分布不均匀，从而影响钢纤维混凝土的力学性能。

相反，钢纤维自密实混凝土在浇筑之后，由于自密实混凝土在自身重力作用下能够流动填充模板而不需要振捣，避免了钢纤维在混凝土中聚集的现象，使得自密实钢纤维混凝土的力学性能得到充分的利用。

钢纤维自密实混凝土无需振捣而能自实。在实际施工中消除了浇筑混凝土时的振捣噪声，提高了施工速度和质量，实现了混凝土浇筑的省力化，为改善和解决过密配筋、薄壁、复杂形体、大体积、有特殊要求、振捣困难的工程施工施工条件带来了极大的方便。

决定钢纤维混凝土力学性能的最后总要参数是它的韧性，已经有研究结果显示钢纤维自密实混凝土的韧性要比普通钢纤维混凝土强的多[1]。

参考文献：

[1]张金强译.钢纤维在自密实混凝土中的应用[J].石家庄铁路工程职业技术学院学报，2002，1（3）：76-80.

[2]程庆国,高路彬等.钢纤维混凝土理论及应用[M].北京：中国铁道出版社， 1999.

[3]陈睿,刘真等.自密实混凝土应用研究[A].武汉：无哈理工大学学报，2001

第7篇

关键词：房屋混凝土结构裂缝 控制“抗”“放”结合

一、前言

房屋混凝土结构裂缝为建筑工程中的重要技术难题和质量通病，不仅有碍美观，而且会损伤结构，影响建筑的正常使用及耐久性，某些裂缝甚至会影响房屋结构承载力的极限状态，严重威胁结构的安全可靠性，以下简要分析如何控制房屋混凝土结构裂缝。

二、混凝土结构的裂缝的类型和危害

根据裂缝发生的原因，混凝土结构裂缝可分为荷载裂缝及非荷载裂缝。正常情况中，非荷载裂缝和荷载裂缝都不会影响建筑物的可靠性，裂缝最大的危害在于大大降低了混凝土抗渗性，进而对建筑物正常使用和长期耐久性产生不好的影响。而非荷载裂缝所造成的危害更加显著，因为混凝土结构的荷载裂缝常常是非贯穿性的，但非荷载裂缝如温度裂缝、收缩裂缝，最终往往形成贯穿裂缝，对混凝土的抗渗造成更大影响。[1]

三、房屋混凝土结构裂缝控制原则

“抗”、“放”结合原则。“抗”、“放”结合原则是王梦铁先生从事多年的混凝土结构裂缝控制理论研究，再依据大量的工程实践经验，所总结出的裂缝控制原则。其中。“抗”是在混凝土自收缩较小和温度变化较小阶段，运用极慢速受力时混凝土极限拉伸应变较大的能力，来抵抗混凝土内部所受的拉力以避免裂缝发生。而“放”是在混凝土自收缩较大和温度变化较大阶段，释放混凝土内部受到的应力来避免产生收缩裂缝照此原则，所有非荷载变形裂缝控制措施基本上都属于“抗”或“放”的措施。

四、房屋混凝土结构裂缝控制措施

房屋混凝土结构裂缝的类型以及现存问题，经初步研究，笔者认为可以采取以下几方面措施：

1.混凝土结构裂缝的材料控制

严格控制原材料质量及技术标准，选择低水化热水泥，粗细骨料含泥量应尽可能少(1-1.5%以下)。若条件允许，应优先选择收缩性小或微膨胀性的水泥。骨料在大体积混凝土中一般占混凝土绝对体积80%-83%，选择线膨胀系数小、表面清洁无弱包裹层、岩石弹模较低、级配良好的骨料。砂除了满足骨料规范要求，还应恰当放宽细粉或石粉含量，砂中石粉比例在15%-18%之间合适。粉煤灰与水泥颗粒细度相当，烧失量小，含碱量和含硫量低，需水量小，均可掺于混凝土中使用。引气剂同高效减水剂复合使用对减少胶凝材料用量和大体积混凝土单位用水量，改善新拌混凝土工作度，提高硬化混凝土的变形、热学、力学、耐久性等性能有着极其重要的作用，也是混凝土往高性能化发展所不可或缺的重要组分。

2.混凝土结构裂缝的配筋控制

配筋是控制混凝土裂缝的主要手段之一，对于荷载力引发的裂缝主要依靠配筋来控制。配筋控制裂缝的主要方式是规定指标和控制裂宽 [2]。对于连续式板不应采用分离式配筋，应选择上下两层（包括受压区）连续的配筋；对拐角处楼板应配上下两层放射筋，孔洞处设加强筋；对混凝土梁腰部增设构造钢筋，其直径8~14mm，间距约200mm，视情况而定。[3]

3.设置后浇带

减轻和防止超长混凝土结构的温度收缩裂缝需设变形缝，考虑建筑效果则不希望设缝。因为设缝会有双柱、双梁、双墙，平面布局受限，同时影响立面造型，除有竖向变形缝盖板外，还有两根外排雨水立管，因此，施工后浇带法应运而生。施工后浇带又分为后浇收缩带、后浇沉降带和后浇温度带。施工后浇带是建筑物（包括基础和现浇砼梁板部位）在结构施工的预留宽缝，待主体完成，将后浇带用高标号膨胀混凝土补齐，这种宽缝就不存在了，既在整个结构施工解决了楼房不均匀沉降，又可以不设变形缝。设置后浇带可以抵抗和控制收缩应力、温度应力，是目前常用的一种方法，利用了混凝土早期收缩量大的特点，其思路“以放为主”，主要是断开结构来释放早期混凝土所产生的应力，以减少裂缝的出现[4]。

4.无缝施工

游宝坤[5]提出UEA无缝设计施工新技术。其原理是于结构收缩应力最大的地方给于大的膨胀应力。具体方法：一般在后浇缝处设加强带。带的两侧架设密孔铁丝网，带宽2M，防止不同配比的混凝土进入加强带内。施工时，先浇带外的小膨胀混凝土(掺入10-12%UEA)，到加强带时，改用大膨胀混凝土(掺入14-15%UEA)，此处混凝土强度比两侧的混凝土高0.5个等级。如此连续浇注，实现无缝施工。

5.钢纤维控制

吴斌[6]指出：钢筋加钢纤维混凝土双掺结构的裂缝设计对控制混凝土结构裂缝效果很明显。钢纤维对加固混凝土结构是整体的、三维全截面且各向同性的，无论在混凝土中哪个部位，钢纤维皆能起到加固作用。而混凝土裂缝产生主要由于在变形作用或外部荷载时，混凝土内部的微裂会进一步延伸、贯穿及贯通，变成截面断裂。而钢纤维各向同性分布的特点很好地阻挡了混凝土内部微裂的贯通。

6.混凝土结构裂缝的施工控制

混凝土结构裂缝控制的设计、材料措施及结构措施是否发挥效用，完全取决于合理、规范、精心的施工组织和操作，所以，一定意义上，施工控制则是混凝土结构裂缝控制中的最关键措施，同时也是必要条件。

6.1混凝土进场控制

为保证混凝土配比、组成不发生变化，确保浇筑后有良好均质性，混凝土进场应严格把关，照规定取样检测。而泵送混凝土，每车混凝土都应有同样的坍落度，不允许超过设计要求、发生大的波动。坍落度不足，禁止随意加水，以确保混凝土配比和组成保持不变。

6.2混凝土浇筑、振捣

采取分块或分层浇筑，设置合理的施工缝，减少每次浇筑的蓄热量，防止水化热积聚，降低温度应力。选择二次振捣法，在浇筑和第一次振捣后20~30min再进行二次振捣。振捣时间均匀一致以表面泛浆合适，间距均匀，以振捣力波同范围重叠1/2为宜，要求分层浇注，分层流水振捣，需保证上层混凝土于下层初凝前结合紧密。回避纵向施工缝、提高结构抗剪性和整体性能。振捣的操作技术常常不受重视，过分振捣有碍混凝土均匀性，振捣不足则不能保证混凝土应有密实度，应恰到好处。混凝土浇筑时的分层浇筑厚度不应超出300mm，加快混凝土散发热量，使热量均匀分布；混凝土的坍落度应在14±2cm内。

6.3抹压和养护

抹压和养护是避免混凝土早期微缺陷及塑性裂缝最有效的方法。抹压可在一定程度上愈合混凝土凝结前形成的塑性收缩裂缝。大风或炎热环境下，抹压操作后应及时进行氧化，不然得不到好的塑性裂缝控制效果。普通混凝土，浇筑完毕应满足一到两周的养护要求，可大幅降低混凝土的干燥收缩，且尽量减少浇筑完毕同养护的时间间隔，避免出现塑性收缩裂缝。

五、小结

房屋混凝土结构裂缝的控制是一种全过程控制，不仅仅是养护的问题，前期的结构设计、材料的合理选着和材料的优化配比 、规范合理的施工等都是预防和控制裂缝的非常重要的手段，而最重要的则是建设主管方的指导思想。

参考文献

[1]张雄主编.混凝土结构裂缝防治技术.北京:化学工业出版社,2006.6.

[2]富文权,韩素芳主编.混凝土工程裂缝预防与控制.北京:中国铁道出版社,2007.5.

[3]王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法.施工技术,2000,29(5):5-9.

[4]艾长东,孙巍.混凝土结构裂缝的控制. 油气田地面工程,2005,24(3):56.

第8篇

论文摘要:建筑施工技术是建筑业发展的原动力，新技术的不断应用，解决了建筑施工中的诸多难题。作者整理了一些近年来在建筑施工中应用的比较好的新技术，以简洁的语言对装饰施工技术、混凝土施工技术以及防水技术中的先进经验进行概括讲述。

建筑施工技术的任务是按照设计要求，依据技术规范，结合工程条件，选择合理的施工方案和操作工艺，建成满足使用功能的综合效益好的建筑物、构筑物。因此，建筑施工技术决定建筑物的功能和质量。

一、建筑装饰施工技术

改革开放政策的实施使中国建筑行业得到了飞速发展，与之发展同行的建筑装饰行业也随之得到快速发展，并且在社会经济发展中做出了重要贡献。与此同时，建筑装饰施工技术在科技与环保理念的引导下，也取得了很大的发展。

一直以来，国内的装饰施工技术已经接近国外的先进技术，但是遇到了发展的瓶颈，始终徘徊在国内领先的水平停滞不前，导致国内装饰行业的发展缓慢。进入21世纪，装饰行业的企业市场意识不断增强，通过分析国内市场的需求，他们走出国门寻找国外成熟而国内没有的工艺技术，并且经过改造后在国内达到领先水平，接近国际水平的新工艺技术。如:背栓系列、石材干挂技术、组合式单体幕墙技术、点式幕墙技术、金属幕墙技术、微晶玻璃与陶瓷复合技术、木制品部品集成技术、石材毛面铺设整体研磨等。

高科技元素在装饰行业不断涌现，许多工业产品直接在装饰工程应用，金属材料装饰、玻璃制品的装饰、复合性材料的装饰、木制品部品集成装饰等技术的出现，从本质上改变了装饰施工，其时代感强，产品精度高，工程质量好，施工工期短，无污染的优点使它们在装饰施工中得到更多展示机会。

连接和固定是装饰施工过程中必须面临的问题，各种高性能的黏结剂的问世彻底改变了传统的钉销连接紧固方式，在保证使用强度的基础上，弹性黏结消除了钢性黏结的弊病。

免漆饰面工艺与环保油漆的应用，根本改变了现场油漆作业所带来的化学污染的状况，免漆饰面的出现，现场全部取消油漆工的作业，从生产方式的变革直接反映施工水平的提高与发展。环保油漆的使用，不但使施工人员的健康得到了保障，同时也避免因为油漆产生的有害气体儿耽误工程竣工即刻使用，也为业主的健康提供了保证。

二、新技术新材料在混凝土施工中的应用

1、清水混凝土施工技术

由于人口的增加，人均可占用空间的减小，为了获得更大更优的居住条件，高层建筑发展成为必然;为了满足高层建筑对工艺的要求，现浇钢筋混凝土结构越累越多的应用到建筑施工中。清水混凝土技术是现浇钢筋混凝土技术中的一项新技术，它是将原始浇筑面直接作为装饰性表面的混凝土，质朴自然，体现出人类回归自然的追求理念。按装饰效果可以分为三类:普通清水混凝土、饰面清水混凝土、装饰清水混凝土。

清水混凝土技术作为混凝土技术的一项新技术，因其直接以原始浇筑面作为装饰表面，使施工更简单方便，成本也随之降低，工程进度大大加快，而且缩减了工程使用后的维修工作量，维修费用更低。

2、混凝土施工的新材料--钢纤维砼

随着建筑行业的不断发展，人类对建筑的要求越来越高，不仅仅只为了居住，而且还要求具有强烈的时代气息，让建筑呈现出艺术美感。为了达到这种效果，对混凝土施工技术的要求就提高了。为了使建筑的艺术感和实用性都能得到体现，我国建筑行业的专家研究出了钢纤维砼。

钢纤维砼是在普通砼中掺人适量钢纤维经拌合而成的一种复合材料，它不仅能改善砼抗拉强度低的缺点，而且能增强砼构件的抗剪、抗裂能力、耐久能力，能使脆性砼具有较好的延性特征。另外，钢纤维砼具有较好的能量吸收能力，因而它使构件具有优良的抗冲击能力，对于结构抗震性能有极大改善。钢纤维砼的应用，是混凝土施工技术中的一项突破，它弥补了建筑施工中建筑材料抗拉能力不足的问题，推动了建筑施工技术的发展。

三、防水施工技术

1、防水施工技术

(1)、防水混凝土结构

防水混凝土结构是指以本身的密实性而具有一定防水能力的整体式混凝土或钢筋混凝土结构，它兼有承重、围护和抗渗的功能，还可满足一定的耐冻融及耐侵蚀要求。与卷材防水层等相比，防水混凝土结构具有材料来源广泛、工艺操作简便、改善劳动条件、缩短施工工期、节约工程造价、检查维修方便等优点。

(2)、复合式衬砌防水结构

当前，多数地铁区间隧道采用了复合式衬砌结构，防水一般共设三道防线，第一道是初期支护加背后注浆;第二道是设置封闭防水板，;第三道是二次衬砌，并对施工缝、变形缝等作专门处理。大量工程实践表明，复合式衬砌结构的防水效果基本是可靠的，但由于防水材料本身和防水施工工艺等方面的问题，导致第二道防水线时常会出现严重的缺陷。因此，为提高隧道复合式衬砌防水的可靠性，必须选用合适的防水层(缓冲层)材料，采用适当的防水层结构设计以及严格的防水施工工艺。

2、防水材料的更新发展

运用防水材料达到防水效果的传统作业方式是沥青防水，现在通过科研专家的不懈努力，已经发展出高分子卷材、新型防水涂料、密封膏等高效弹性防水作业。防水施工在向冷作业方向发展，综合机械化水平也在不断提高。

新型防水材料的应用以水泥基渗透非结晶型防水材料为例，它是以高强度水泥为载体，经特有活性物质和微硅粉改性而成，以此为基础，我们已经开发了聚合物改性水泥基渗透非结晶型防水涂料、混凝土外加剂、结构修补砂浆等多种产品。目前在我国建筑施工中已经得到广泛应用。

通过在建筑施工中的应用实践验证，水泥基渗透非结晶防水材料渗透性强，防水性能持久，具有其他材料无法比拟的自我修复功能，整体防水性强，能抵御化学物质的侵蚀，并对钢筋起保护作用;而且环保无毒，不产生危害气体，施工简单，对复杂混凝土基面适应性好。在复杂环境下尤其是水位经常波动、变化，以及经常受到机械震动的环境下，如溢洪道、水池、地铁隧道、地下室等结构，水泥基渗透型非结晶防水材料优越性能更加突出，解决了一般防水材料无法解决的难题。

第9篇

混凝土在建筑工程中的影响越来越广泛。

（一）一般应用于房屋建筑工程、预制桩工程、框架节点、屋面防水工程、地下防水工程等工程 领域中。如抗震框架节点中使用钢纤维混凝土，能代替箍筋满足节点对强度、延 性、耗能等方面的要求，而且还能提供类似于箍筋约束混凝土的作用，并解决节 点区钢筋挤压使混凝土难于浇注的施工问题；钢纤维混凝土还具有良好的抗裂性， 可使构件在标准荷载下处于弹性阶段而不裂，不出现应力的重分布；用钢纤维混 凝土制成的自防水预应力屋面板，不仅提高了自防水预应力屋面板的抗裂性能， 同时也减少了纵向预应力筋的配筋率，提高了结构的耐久性。

（二）道路和桥梁工程。混凝土在道路和桥梁工程方面，主要广泛应用 于路面、桥梁、机场跑道等工程中，包括新建及修补工程。钢纤维混凝土较普通 混凝土有较好的韧性，抗冲击、抗疲劳性。它可使面层厚度减少，伸缩缝间距加 长，使用性能提高，维修费用减低，寿命延长。铁路工程方面，混凝土主要用于预应力钢纤维混 凝土铁路轨枕、双块式铁路轨枕及抢修铁路桥面防水保护层中。铁路工程承受较 大的荷载、较高的速度和数万次的振动，所以要求混凝土必须具有较高的强度、 较高的抗冲击性及较大的塑性。这正好利用了钢纤维混凝土的抗冲击性及较好的 塑性。

（三）港口及海洋工程。混凝土在海洋工程中的使用主要是混凝土的抗腐蚀问题，所以有待进一步研究，但在日本和挪威的使用经验是令人鼓舞 的。日本钢铁俱乐部采用钢纤维混凝土作钢管桩防腐层，在海水中浸泡10年， 钢纤维混凝土防腐完好，钢管表面无锈蚀，仍有金属光泽。

加强混凝土原材料质量管理

混凝土的应用如此广泛，为了保证工程质量，建筑监督部门应该采取相应的措施，加强混凝土原材料质量管理

1.预拌混凝土企业及分站应加强原材料采购管理。应当建立和完善混凝土原材料的采购、使用管理制度。采购合同（协议）应当以书面形式签订并存档，同时建立原材料使用台。

实现原材料质量的可追溯。

（1）不得采购国家和本市禁止使用的建筑材料，不得采购未获得生产许可证的水泥。水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结，硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准，如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此，工程中选择水泥强度的同时，需考虑其工程性能，有时，其工程性能比强度更重要。转贴于（2）混凝土工程施工应考虑结构耐久性 混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等工艺，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量；大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝，收缩裂缝，施工裂缝，建立混凝土的浇筑振捣制度，提高混凝土密实度和抗渗性，重视混凝土振捣后的表面工序，并加强养护，以减少混凝土裂缝。混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝，施工裂缝至关重要，应加强施工质量管理，特殊季节施工的混凝土结构，尚应采取特殊措施。（3）.做好预拌混凝土原材料进场验收记录，对原材料 出厂质量证明文件的原件进行核验，并将复印件存档（有条件的可保存原件），加盖原件存放单 位公章，注明原件存放处，并有经办人签字和时间。

加强混凝土实用技术的管理

（一）加强预拌混凝土配合比管理 。预拌混凝土企业及分站应当依据相关技术标准与合同的要求，进行混凝土配合比设计，确保 混凝土质量有可靠的保证率（一般应不小于 115%）。预拌混凝土配合比申请单应当经预拌混凝土 企业及分站技术负责人审定签字后方可使用，预拌混凝土配合比通知单应当由试验室下发。预拌

（二） 混凝土工程施工应考虑结构耐久性 。混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等工艺，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量；大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝，收缩裂缝，施工裂缝，建立混凝土的浇筑振捣制度，提高混凝土密实度和抗渗性，重视混凝土振捣后的表面工序，并加强养护，以减少混凝土裂缝。混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝，施工裂缝至关重要，应加强施工质量管理，特殊季节施工的混凝土结构，尚应采取特殊措施。

参考文献：1． 赵彤谢剑. 《碳纤维布补强加固混凝土结构新技术》.（天津:天津大学出版社2001. ）

第10篇

【关键词】桥梁道路 公路桥梁病害分析加固

中图分类号： U41文献标识码：A 文章编号：

一．引言

随着我国经济社会的不断发展与进步，交通运输业也在不断的发展与壮大，交通运输量不断的在增长，在我国，由于种种的原因造成公路桥梁发生病害的桥梁大幅度的增加，有些更是严重的影响了公路桥梁设施的承载力，以及公路桥梁的正常使用，如何从根本上提高和延长公路桥梁的使用价值，也是我国当下必须要解决的一项问题。

二．公路桥梁病害的主要原因。

尽管这些年桥梁病害是我们这个行业最难处理的不足,有耐久性不足、结构不足、超载不足以及施工历程中留下的后患等等,但大体出现的病害症状却基本有以下几类:

裂缝病害。

裂缝病害按性质分主要分为结构缝和非结构缝如龟裂等;按分布可分为梁端的剪切缝、梁底承载不够或超载引起的裂缝以及预应力梁的顺筋缝,还有一种就是墩柱轴压不够引起的在墩柱两端碎纹,或者梁体横向受力不均或地基的不均匀沉降引起梁体扭转竖纹等,双屿桥的裂缝基本比较规则,都是分布在梁底的横向裂缝,以及局部盖梁负弯矩出现的竖向裂缝,根据专家的多次讨论浅析,各种理由都有着,运营历程中的超载、交通流量的不断增大以及施工质量的制约方面。

混凝土病害。

混凝土的破损、脱落以及露筋现象,这类不足出现的核心本质是混泥土中的孔隙与进入到里面的水分结合形成碳酸,致使里面的钢筋锈蚀膨胀反过来进一步胀裂混泥土,如此循环,导致钢筋更快的腐蚀,最终形成我们检查时常见的局部破损现象:混泥土脱落、露筋。

伸缩缝病害。

渗水,多半是伸缩缝老化或者施工处理是质量制约不严,或者养护时未及时处理,一般理由前者比例较大,这和当时设计的伸缩缝材料属性以及施工历程的管理都不无联系,还一种情况就是桥头有着刹车或者发生变速处也容易破坏。双屿桥当时个别缝也有着这个不足,拟采取局部加固处理以及加强日后的养护这种方式来解决当时的这个不足。

支座病害。

支座的变形、破损与更换,这是个目前隐形后患,不是说它本身的破坏性,而是如不及时处理引发的桥面反射裂缝或者更严重的后患是不言而喻的,解决它一样也不是容易的事,即技术含量极高的同步顶升,因为更换一个支座和一根盖梁一样,都需要精密的仪器和整个梁同时抬高到一定的高度,需综合考虑作业时间、空间、费用。

5.现在桥面铺装开裂混凝土桥面铺装层的病害是比较常见的，主要表现为较规则的纵、横向裂缝，不规则的网状裂缝及较严重的破裂等。第一，桥面板没有充足的刚度是很容易出现病害的，并且其发展相对比较快的。第二，铺装层、桥面板和主体结构的变形存在一定的差异，在这个过程中，内力会有所增加，纵、横向裂缝的产生也就是必然的。除此之外，之前建设的桥梁，因为那个时候不能很充分地认识铺装功能以及病害，通常情况下，配筋量会出现偏小的现象，钢筋直径太细，铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。

三.加固方法。

1.桥面铺装维修加固。

局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛，深度以使骨料露出为准；用清水冲洗干净断面并充分润湿；涂刷上同标号的水泥砂浆（或其他粘结材料）；最后在桥梁承载能力容许范围内铺筑一层1～5cm厚的水泥混凝土铺装层。

重新浇筑混凝土桥面板。桥面板的碎裂和其他损坏特别严重、混凝土质量或施工状况特别不良，且无适用的修补方法时，就必须采用重新浇注新的混凝土桥面板的措施。施工时，将原有的行车道铺装全部拆除，再将行车道表面清扫干净，必要时锚入适量短钢筋，配置1～2层钢筋网，浇筑整体化混凝土。

桥面补强层加固法。即在旧有桥面板上重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层。此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗弯能力，改善铰结梁板的荷载横向分布，从而提高桥梁的承载能力。

其他方法。如加铺一层沥青混凝土，采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法，钢纤维混凝土修补法，聚合物混凝土罩面法等。

2. 绞缝的维修加固。

绞缝损坏后，可减弱板梁间的横向联系，严重时可能导致单梁受力，给桥梁的运行带来很大的安全隐患。绞缝的维修加固：首先清除铰缝混凝土，再在绞缝两端相邻桥面板的腹板中植入钢筋以加强铰缝构造；为了加强绞缝的抗剪能力，现在还有了一种针对上海地区小绞缝板梁的新的绞缝加固技术，就是除了在相邻桥面板的腹板中植人钢筋，还要在铰缝内重新植入钢筋，钢筋上端弯折后包裹住桥面铺装钢筋，与桥面铺装钢筋焊接，使桥面铺装混凝土与铰缝内的混凝土能够共同受力，以提高铰缝抗剪承载能力，并保证板梁的横向分布受力能够发挥作用。

3. 伸缩缝的维修。

伸缩缝跟桥接坡维修可共同进行。桥接坡损坏导致的桥头跳车使得较大的冲击荷载直接作用在伸缩缝及保护带混凝土上，容易损坏伸缩缝，对桥梁的冲击也很大，会影响到桥台台背；而伸缩缝破坏后容易使得雨水从伸缩缝处渗入桥台台帽中，不利于桥台的耐久性，故发现此类病害后要及时维修。桥接坡的维修：对于桥接坡沉降引起的桥头跳车，先把原混凝土铺装病害修复凿毛或把原沥青混凝土铣刨掉一部分，如高差不是很大，可以直接用细沥青混凝土加罩；如高差比较大，用粗沥青混凝土衬垫，再加罩细沥青混凝土 伸缩缝的维修：①伸缩缝日常就应注意养护，及时清除里面的垃圾杂物，以防堵塞。②若只是橡胶止水带损坏或老化，需及时修补或更换新的止水带。③若伸缩缝及保护带混凝土损坏严重，就需重新安装新的伸缩缝。

四．桥梁预防性养护措施。

为了加强桥梁的使用寿命，在设计、施工、养护阶段都应该考虑桥梁的养护问题，比如针对桥面铺装及板梁绞缝很容易损坏的问题，设计上就应该适当考虑增大绞缝连接筋的直径或者在桥面铺装里增加钢纤维或聚丙烯纤维；而施工工程中要严格按照设计图纸及桥梁规范的要求来做，的关键。只有坚持以工程质量为前提，进行有效的项目管理，结合具体的项目规划和实施方案，合理、有效地加强质量控制，才有可能真正的达到质量和效益的“双赢”。

五．结束语

面对国际的竞争压力和国内激烈的市场竞争，地铁工程施工单位和监理单位如果要想取得市场和赢得生存，必须要坚持质量管理的科学理念。在保证工程质量的前提下，有效地控制成本，从而带来经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] 时娜 杨成斌 汪莲SHI NaYANG Cheng-binWANG Lian 公路桥梁病害分析与加固 [期刊论文] 《工程与建设》 -2010年2期

[2] 马运朝 何少平 李清 高速公路桥梁病害分析与加固[期刊论文] 《基建优化》 -2007年4期

[3] 胡浩然 公路桥梁病害分析与加固措施 [期刊论文] 《中国科技富》 -2010年14期

[4] 黄颖 混凝土板桥病害分析及加固方法研究[学位论文] 2005 - 长安大学：桥梁与隧道工程

第11篇

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煤粉干式永磁高梯度磁选试验研究

科技论文参考文献著录的目的

科技论文中文摘要的3种类型

投本刊《安全工程》栏目的文章将优先发表

第12篇

关键词：水泥混凝土路面养护技术，盐冻机理，板底灌浆，预制拼装，快速修复

 

水泥混凝土路面在使用期间, 不仅承受着数千万计的轮载作用, 还经受着环境中温度、湿度等周期性变化的影响, 最终导致各种损坏的出现。近几年来, 随着国民经济的迅速发展, 交通荷载逐步向重型化发展, 不仅交通量大幅增长, 而且超载、超限现象日益严重, 导致路面加速破坏，水泥混凝土路面的养护任务日益艰巨。因此, 加强养护与维修, 延长水泥混凝土路面的使用寿命, 是公路养护部门面临的一项刻不容缓的任务。

1 盐冻破坏的影响

天津地处华北地区, 冬季下雪后, 为维持交通安全, 通常在路面上洒盐融雪除冰, 结果对水泥混凝土路面造成了极其严重的破坏, 盐冻破坏的主要形式是表面砂浆起壳、粉化、剥落或脱落, 并随着盐水渗透深度增加, 砂浆成粉酥化向混凝土内部发展, 破坏坑穴最深可达10cm,使路面桥面的平整度彻底损失,无法保证行车安全,并有碍路容美观。在水泥混凝土所有耐久性破损问题中, 盐冻破坏的速度是最快的, 比普通冰冻破坏的速度快约10倍。刚刚建成的水泥混凝土路面或表面结构物, 只要在初次降雪时洒了除冰盐, 表面砂浆就会开始剥落破损。免费论文。

研究盐冻破坏, 有助于解决我市混凝土路面的盐冻耐久性, 提高使用寿命, 同时也是事关水泥路面在我市的推广和应用, 因此具有重要的工程意义。

2 灌浆稳板技术

通常情况下水泥混凝土路面在运营3～5年后, 路基已基本完成固结沉降, 产生了差异沉降脱空；同时, 接缝填缝料开始老化、脱落, 使接缝失去防水功能。在重交通作用下产生唧泥、脱空等病害, 面板一旦脱空, 板内的荷载应力就会急剧增加, 经过少量的疲劳循环后, 很快就发生断裂破坏。

为了减少水泥混凝土路面板的脱空破坏, 国内外的水泥路面养护规范都要求进行灌浆处理,并将灌浆技术作为断板前积极有效的预防性养护措施来对待。在我国, 由于大多数水泥路面的养护管理单位对灌浆稳板技术不熟悉, 关键技术并未掌握, 加上目前非破损脱空检验技术上的困难,我国大多数水泥混凝土路面的灌浆效果并不理想。主要原因是脱空发现过迟, 灌浆时机偏晚, 水泥混凝土路面板的残余疲劳寿命已经不多。其次是灌浆技术不过关, 一些关键的技术指标即使在《公路水泥混凝土路面养护技术规范》中也不明确, 灌浆稳板效果较差。甚至有些水泥混凝土路面在灌浆后, 并未使面板的疲劳寿命得到延长,反而加速了断裂破坏。

因此, 必须对灌浆原材料、配合比、浆体与原基层的强度匹配关系、灌浆压力等关键工艺指标和灌浆质量进行深入的研究。

3 断板快速修复技术

水泥混凝土路面的快速修复, 是相对传统的修复材料和修复方法而言的。采用传统的修复方式,路面要经过长时间的养生才能开放交通, 在一些繁忙的交通要道, 这种修复方式已不能满足要求。必须采用快速修复材料和快速修复工艺进行养护。针对这种要求,可以采取两种方法进行试验, 一是预制拼装形式的断板快速修复技术,即将板块的浇注、养护等工艺放置后场完成, 现场吊装并进行接缝处理就能开放交通; 二是采用特殊的材料在现场完成浇注、并进行短时间养护就能开放交通的快速修复方法, 以满足12h 内达到通车要求。

4 新技术研究成果

4.1盐冻破坏机理

试验采用剥落量作为评定水泥混凝土抗盐冻性的技术指标。当30次冻融循环的剥落量大于1.0kg/m2 时, 就判定该混凝土已严重剥蚀破坏, 为不合格；反之, 则判定该混凝土的抗盐冻性为合格。

研究表明: 水溶液结冰产生的膨胀率和膨胀压随着盐浓度的提高显著降低。但在完全饱水条件下,溶液结冰产生的膨胀压均非常高, 例如水和4%NaCl溶液的结冰压分别高达40.3MPa和36.3MPa, 即使是高浓度溶液, 如10%NaCl溶液的结冰压也有25.8MPa, 足以使高强混凝土解体破坏。根据溶液平衡结冰膨胀率、膨胀压和毛细管平衡饱水度的数据综合计算分析表明, 2%～6%中低浓度盐溶液产生的结冰膨胀压( 即破坏力) 最大。

盐冻剥蚀最主要的原因是盐使混凝土内部平衡饱水度显著提高, 且盐浓度愈高, 饱水度愈大, 这是除冰盐引起混凝土破坏的最主要原因。

对处于高盐或干湿频繁交替环境的混凝土, 盐结晶产生的膨胀也是其破坏的一个重要原因。NaCl除冰盐一般无化学侵蚀问题, 但CaCl2除冰盐在一定条件下可形成膨胀性的复盐。处于( 10±5) ℃的20%CaCl2 溶液可形成新的水化产物: CaCl2·Ca (OH) 2·H2O复盐(2.344, 3.144)。这类复盐属膨胀性产物, 加剧混凝土化学腐蚀破坏。

试验显示, 除Na2SO4 外, 各种融雪剂、NaCl、CaCl2、尿素和海水均有不同程度的融冰雪效果。不论其化学成分是有机物还是无机物, 只要具有融冰雪功能, 就会产生盐冻剥蚀破坏, 融雪剂不可滥用。

掺引气剂和降低水灰比是提高混凝土抗盐冻性的最主要技术措施。建议在我市水泥混凝土的路桥施工时必须掺引气剂, 按《公路水泥混凝土路面施工技术规范》( JTGF30-2003) 规定, 含气量应控制在5.5%±0.5%的范围内, 混凝土水灰比不大于0.40。

建议高抗盐冻性能混凝土尽可能使用Ⅰ型硅酸盐水泥或普硅水泥, 禁止使用高掺量磨细石灰石的水泥。除硅灰外, 应少掺或不掺矿渣和粉煤灰等各种掺合料。混凝土粗集料应选用碎石, 不宜用卵石。当骨料在24h 内的吸水率大于2%时, 不宜选用。

试验表明: 由于钢纤维的热传导性极好, 对气泡结构有损伤, 钢纤维混凝土的抗盐冻性能较差。在相同的含气量下, 混凝土的抗盐冻性能随钢纤维掺量增加而降低。免费论文。

对于有抗盐冻性要求的混凝土结构, 应尽可能采用自然养护。如果必须采用蒸养, 则蒸养温度宜小于60℃, 蒸养前预养静置时间大于10h。

非引气的传统快硬水泥和普硅水泥均不适合于作为盐冻破坏路面混凝土的修补材料。而新型超快硬高强磷酸盐水泥基材料具有非常高的抗盐冻性能,适用于修补因盐冻引起的道路破坏。

4.2板底灌浆技术

提出了板底压浆施工前路面检测的内容和方法,检测内容包括板底脱空的判定、板体使用状况调查、板缝弯沉检测、高程测量以及钻芯试验。其中, 板底脱空的判定是调查的重点, 主要通过外观判别法、弯沉检测法和探地雷达法进行综合判定。

从压浆效果、施工可控性、应用经济性等因素考虑, 通过配合比优化实验, 确定混凝土路面板底压浆浆液配比技术指标: 灌浆液水灰比≤0.45、竖直管流动度≤140s、水平管流粘度系数应≤49×10- 3Pa·s、灌浆液的泌水率应≤1.0%、灌浆液的膨胀率应≥3.0%的要求、根据强度匹配的试验, 提出灌浆液的3d 强度应满足≥10MPa。

提出了灌浆施工工艺要求, 包括制浆、布孔、压浆、清洗、封孔、养生、灌缝、压浆配套处治措施及安全施工的具体要求。

提出了压浆后的评价指标, 主要有填充性指标、弯沉检查指标、强度和膨胀性指标及耐久性指标。

填充性指标采用钻孔取芯进行检验, 有条件的地方也可采用探地雷达进行论证。要求抽检5%的压浆板块, 合格率应达到90%; 弯沉检查: 压浆处治7d 后测量板缝弯沉, 小于0.1mm 的弯沉值比例应大于90%；在压浆施工过程中, 每公里取现场施工浆液做抗压、泌水和膨胀3个指标的试验合格；耐久性指标: 板底压浆一年之内, 不发生唧泥现象,原有的路面板病害保持稳定不进一步发展。

4.3边角快速修复技术

选用道桥修复材料( 超快硬修补水泥)，快硬硫铝酸盐水泥及聚醋酸乙烯白乳胶, 分析了5 种不同配比混凝土的弯拉强度、劈裂强度和抗压强度, 及新旧混凝土的粘结弯拉强度、粘结劈裂强度和粘结抗剪强度。研究了旧混凝土界面潮湿状态和界面洁净程度对粘结性能的影响。并结合路用特性, 比较不同修复材料的耐磨性。

研究表明: 道桥修复材和快硬硫铝酸盐水泥的早期强度都很高, 且强度发展快。特别是道桥修复材, 不仅快硬早强, 而且粘结性能优异。

在快硬硫铝酸盐水泥中掺入适量的乳胶, 除了可降低混凝土脆性、提高耐磨性外, 混凝土本身的强度和粘结性能都相应降低, 因此, 应慎用各类有机材料, 确实需要加入时,必须通过试验确定合理掺量。本次试验结果表明: 综合考虑强度、粘结性能和耐磨性, 乳胶掺量不宜超过10%。

界面的干湿及洁净状态对粘结性能有很大的影响作用, 一般旧混凝土基体处于饱和态可提高粘结性能。旧混凝土界面干净时粘结抗剪强度可比界面不做任何处理的高出55%, 粘结劈裂强度可高出15%。免费论文。

提出了适用于高等级公路和低等级公路边角修复的胶凝材料类型和工程配合比。

4.4预制拼装快速修复技术

从理论上分析了预制板弯拉强度和几何尺寸的确定方法, 阐明了预制拼装修复技术的各道施工工艺, 并对预制拼装和现浇修复的经济性进行比较。提出了预制拼装修复技术应用建议。研究表明: 预制拼装修复技术是目前所有快速修复技术中用时最短、占用道路面积最小、对道路交通影响最小的一项实用技术。路面修复时间从面板拼装至重新开放交通不超过5h, 是真正意义上的无阻碍交通快速修复方法。路面修复后能达到新建路面的使用功能。

综合考虑快速修复路面的使用性能和施工性能, 预制拼装板的设计弯拉强度应不小于原路面结构的设计弯拉强度, 且宜采用2.5m×2.0m 的小板, 面板配筋量以满足吊装要求即可。为提高接缝传荷能力, 减少热变形破坏, 预制板块厚度应与旧板厚度一致。

板间接缝采用碎石和环氧砂浆填塞, 顶面用TST改性沥青粘结料密封, 既可实现良好的荷载传递, 又能防止雨水渗透破坏, 使用效果优异。

预制拼装水泥混凝土路面的修复成本小于现浇快通水泥混凝土路面, 具有良好的经济效益, 在养护修复工程中极具应用前景。

4.5现浇快速修复技术

可使用近几年研究开发的SBT-K10快速修补剂,掺加了该修补剂的混凝土初凝时间略大于1h, 坍落度不小于3cm, 能很好地满足施工要求。且具有早期强度发展快、后期强度不倒缩、脆性低的优点,混凝土在标准养护条件下12h 抗折强度超过4.5MPa, 抗折强度7d 后基本稳定,抗压强度直至90d 龄期仍能持续增长。快速修补混凝土在早期具有微膨胀特性, 弥补了传统快速修补混凝土收缩大的缺点。

SBT-K10型快速修补剂具有良好的耐久性, 用其配制的混凝土的抗渗、耐磨性能优于普通混凝土, 28d 碳化深度小于10mm; 抗冻性能满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范》( JTGF30-2003) 中严寒地区路面混凝土抗冻标号不宜小于F250 的要求。

工程应用结果表明, SBT-K10型快速修补剂与水泥具有良好的适应性, 用其修补路面可满足10h开放交通要求,真正实现了“隔夜快通修复”的要求。

5 结束语

通过对盐冻破坏机理的研究, 提出高抗盐冻性水泥混凝土路面等的设计施工技术原则。这对大幅度提高我市水泥混凝土路面、桥面等结构物的耐久性和使用寿命, 降低维护费用,具有显著的经济效益和社会效益。

确定灌浆原材料的技术要求; 研究浆液配合比、可灌性; 分析浆体强度发展规律及其与原基层的强度匹配关系; 探索灌浆压力等关键工艺指标和灌浆质量的关系等是灌浆稳板研究的主要内容。灌浆稳板是水泥混凝土路面预防性养护中的关键技术。是保持水泥路面结构完好、保证交通畅通、降低养护费用的必备养护技术之一。

采用快硬材料进行修复, 重在研究和挖掘。但特种快硬水泥材料在全国范围内产地、产量有限,不易购买, 目前尚未大量普及应用, 且价格昂贵,修复成本较高, 因此仅能用于少量的应急修复工程。从施工性能及经济性来看, 预制拼装是水泥路面快速修复的发展趋势。

加强对盐冻破坏修复方法、板底灌浆技术、预制拼装及现浇快速修复等养护新技术的研究和推广,将为我市水泥混凝土路面养护水平的提高提供科学的理论依据和实践经验。

第13篇

关键词：道路工程；桥梁工程；融雪化冰；技术分析

Abstract: This paper introduces the domestic and ice melt road bridge engineering technology and its application status, different methods of snow and ice classification, and on this basis, the pros and cons of various methods were elaborated.

Keywords: road engineering; bridge engineering; snow and ice; Technical Analysis

中图分类号：U41

0 引言

我国大部分地区属于冰雪地区，由于桥梁是架于水面之上，或者是跨线高架，不能吸收大地热量，调查结果显示桥面温度通常低于与其相衔接的路面2-3℃。因此在负温情况下，桥面往往较路面先产生薄冰层，甚至路面不冻结的情况下桥面已经存在薄冰层；而在冻结情况下，当气温回升时，桥面气温回升又滞后于路面，在路面积雪融化时桥面仍有冰层存在。因此，对于高速行驶的车辆从无冰层的路面到薄冰层的桥面的转换行驶是事故高发的过渡段，寻求科学有效的抑制冰雪技术成为近年来研究的热点。

我国经常有因积雪冰冻而引发交通事故的报道，后果惨重，令人触目惊心。仅2009年初冬季节就有多起因桥面积雪结冰而造成的交通事故，损失均相当严重。2009年11月，一辆客车在烟威一级公路双岛海湾大桥处，由于路滑，在行驶中失控，造成13人死亡；京昆高速西禹段，由于苇子沟大桥桥面和路面积雪结冰，相继发生十余起事故。因此，如何行之有效的对桥面及时破冰和除冰，增大路表附着力，保证冰雪季节桥面及路面的通行能力并减少道路交通事故发生率，已成为广大道路工作者所关心的主要问题之一，因而对于冰雪地区桥面寻求科学的除冰雪方案对道路交通的发展具有至关重要的现实和社会意义。

一 国内外研究及应用现状

对公路积雪结冰的处理问题，各国道路交通部门多年来一直非常重视，而且作了大量的研究工作，探索出了多种清除道路表面积雪结冰的方法。这些方法主要分为化学方法和物理方法两大类。

1、化学方法

化学方法是通过在公路上撒布化学药剂（即融雪剂）来降低冰雪的冰点，使冰雪融化，进而清除冰雪。撒布融雪剂是目前国际上较为流行的一种公路除冰雪的手段。国内外常用的融冰雪剂主要有氯化钙、氯化钠等各种盐类、乙二醇、丙二醇、尿素类、醋酸钾、醋酸钠、甲酸钠、醋酸镁钙类等。化学方法的除冰雪效果受环境温度、车流量和车辆行驶速度等的影响较大，效果千差万别。如果环境温度过低或降雪量过大，都会严重影响它的使用效果。尤其是环境温度较低时，融雪剂自身很难快速溶解、融化，须借助车辆轮胎的碾压作用，所以融冰雪持续时间长，效果差，使用范围受限制，综合成本高。

而且多数融雪具有很大副作用。近年来研究成果表明融雪剂对淡水生物具有很高的危害。由于融雪剂在融冰雪时以电解质的形式存在于冰水中而降低水的结冰温度，因此，融雪剂本身的化学成分和盐分不会发生改变，随融化后的雪水渗入路面结构或流入周围水体，使得水体矿物组成发生改变而影响水体内生物生长。

由此可见，撒布融雪剂抑制冰雪，不但使用效果很难保证，而且由于融雪剂中的有害物质强力腐蚀道路材料、设备和机动车辆，影响路面的使用性能，还会造成一定程度的环境污染，已成为冰雪国家和地区的一种新公害。因此，各国公认化学方法并非理想的除冰雪方式。

2、物理方法

根据采用的具体措施的不同，物理除冰雪技术分为人工清除法、机械清除方法、热力融冰雪方法和抑制冻结铺装等。

(1)人工清除法

即通过人工的方法清除路面积雪结冰。该方法对冰雪清除较彻底，但效率低，费用高，清冰雪作业影响车辆通行及行车安全，不能长时间作业，主要适用于雪量较小情况下或重点难点路段的冰雪的清除。

(2)机械清除方法

该方法分为机械铲冰雪和机械吹雪两类。机械铲冰雪方法是采用大型机械将路表冰雪通过铲、推等方式除去的除冰雪方法，该方法通常采用平地车等强力清除设备，由于铲具与路表间间隙不易控制，若间隙过大除冰雪效果不佳，形成表面薄冰层，使得除冰雪效果适得其反，若间隙过小则容易损坏路面，产生初始缺陷，从而为水分的渗入创造条件，为路面的病害埋下隐患。同时国内生产的铲雪机功能单一，设备利用率较低；国外综合性的除冰雪机械价格昂贵，维修养护费用高，经济效益较差。

机械吹雪方法采用大型鼓风设备将路面积雪吹离路表的除雪方法，该方法由于其自身条件的限制，仅适合于未经碾压的薄层路表积雪，当积雪厚度较大时其除雪能力急剧下降，且积雪一经碾压，其鼓风能力限制了其吹离积雪的范围，因此机械吹雪方法只适用于机场等小范围除雪，不适合交通量较大的公路和城市道路除雪。

（3）自动热控融雪化冰桥（路）面

热力融冰雪方法是利用热水、地热、燃气、电或太阳能等产生的热量使冰雪融化，如地热管法、电热丝法、流体加热法、发热电缆法等。

①喷洒热水除冰雪

喷洒热水除冰雪技术主要是降雪时向道路表面喷洒热水，使路面表面的冰雪融化，再流入道路内部或周边的集水管线，予以排除。此项技术多采用大孔隙路面，以方便雪水的顺畅排除。喷洒热水除冰雪技术不但消耗大量的能源，而且融化的雪水进入路面结构时会将路表的灰尘等杂质带入，在路面结构内部积存，进而堵塞孔隙，致使排水不畅，影响雪水的排除。另外，进入路面内部的雪水还可能造成路面结构的冻胀破坏，影响路面的正常使用功能。

②循环热流体技术

循环热流体是通过在路面内部铺设一定的水管，通过蓄能或其他能量转换的方式加热路面，从而提升路面温度，达到融雪化冰目的的除冰雪技术，它主要包括路面集热蓄能融冰雪技术、太阳能融雪化冰技术等。

路面集热蓄能融雪化冰技术是通过在路面或桥面内铺设热流管，以水为能量载体，将夏天太阳辐射和路面高温热量传导到地下土壤内部进行储存，冬季气温降低路面结冰后采用地下换热器从底部土壤中导出热量，经热管提升后，通过水泵将高温水沿输送管泵送至路面内分布的水管内，热量通过对流交换得到使表面冰层融化的目的。它主要包括路面集热、地下蓄能装置以及泵送设备等部分，其主要构成如图1所示。

图1 路面集热蓄能融雪化冰系统

该系统不但冬季可实现桥面（路面）融雪化冰，而且可充分利用夏季太阳能季节性集热的特征，同时，该系统可实现夏季降低路表温度，冬季提高路面温度，显著降低了沥青路面的车辙及开裂等病害的发生。美国、日本以及瑞士、挪威、冰岛、波兰等国家率先在该领域进行了大量研究和试验路修筑。如美国芝加哥O’Hare国际机场滑行跑道Snowfree融雪化冰示范实验工程、挪威首都奥斯陆Gardrmoen机场的热泵空调和停机坪热流体循环融雪化冰系统，日本二户市的高速公路弯坡道路全自动热融雪化冰系统Gaia工程，波兰Goleniow机场地源热泵地面融雪化冰系统等。

③太阳能融雪化冰路面技术

长安大学王选仓教授的太阳能融雪化冰路面课题组利用光伏或光热系统加热对水体进行加热，加热后的水体通过铺设在路面内的导管对路面进行加热，从而实现冬季路面（桥面）融雪化冰的目的，室内及试验路均得到了良好了融雪化冰效果。

由于循环热流体除冰雪系统涉及道路、桥梁以及地下工程，初始投资大，传热设施改造维修困难。所以，国际上开始重视模型分析和数值计算，依此开展广泛的性能研究、可变性预测、控制策略研究及设计评价等工作，提高对复杂集热蓄能融雪化冰系统设计的有效性和认知程度。

④加热式桥面技术

加热式桥面是采用加热桥面或桥面铺装使冰雪融化，恢复路表抗滑性能方法，如发热电缆法、红外线灯照加热法、电热丝法、传导式混凝土以及导电沥青等。

发热电缆法是通过在桥面中敷设一定数量的发热电缆，在桥面结冰前一定时间内对电缆通电加热，从而实现桥面冬季无凝冰现象的除冰雪技术。加热电缆在桥面（路面）敷设方式通常采用蛇形分布，在横断面位置通常敷设在桥面铺装层底部，如图2及图3所示。

图2发热电缆敷设平面分布图 图3发热电缆敷设横断面位置

北京工业大学对敷设了发热电缆的路面进行了室内试验，结果表明发热电缆工作2.5小时后，路表温度达到2℃，大气温度为-4℃，在均匀的撒布了厚度的碎冰1小时后碎冰基本不融化，撒冰2小时后，碎冰融化接近一半，直到撒冰5个小时后，才基本将冰融化完毕。降雪后加热电缆，表层雪在很短的时间内就全部融化完毕，融雪效果显著。

导电混凝土电热融冰雪是通过在混凝土中添加适当种类和适当含量的导电组分材料，使混凝土变成具有良好导电性能的导电体。通电后导电混凝土产生热量并使路面温度升高，无积雪、不结冰，从而保障道路畅通和行车安全。导电混凝土主要类型为钢纤维导电混凝土和碳纤维导电混凝土，但钢纤维导电混凝土电阻会随着时间而增大，安全性差，碳纤维混凝土施工工艺复杂，价格昂贵。

武汉理工大学采用表面涂有环氧树脂的碳纤维编织在玄武岩土工格栅上，形成具有电热功能的碳纤维格栅并将其埋入距离路表面5cm的混凝土路面中（图4、图5），形成具有通电后加热除冰雪效果的复合型格栅。采用此种类型的格栅进行路面除冰雪能满足路面表面升温并保持路面表面无凝冰，且碳纤维格栅电阻和电功率稳定。该种复合导电格栅充分利用了碳纤维格栅及玄武岩格栅的特点，施工方便可靠，造价显著低于碳纤维混凝土。

图4 复合型碳纤维格栅图5 碳纤维格栅在路面结构中的位置

(4)抑制冻结铺装技术

抑制冻结类铺装技术是通过在路面材料中掺加一定量的特殊材料，利用路面本身的结构特性或表面特性，在荷载作用下使得表面冰层或雪层内部产生自应力作用而使冰层或雪层产生破碎，从而达到抑制路面结冰，恢复其通行能力的除冰雪技术。通常采用的特殊材料为废旧橡胶颗粒，其在沥青混合料中掺入的方式有两种:①橡胶颗粒沥青路面。即采用橡胶颗粒沥青混合料铺筑而成的路面。②镶嵌类铺装技术。将大尺寸的废旧轮胎橡胶颗块强制碾压后使其嵌挤于路表，在荷载作用下利用橡胶颗粒周围冰层或雪层的变形不均匀性达到破碎表面冰层或雪层的目的。

对于抑制铺装类技术来说，国外多数采用的镶嵌类铺装技术，此种方法虽然具有一定的效果，但由于橡胶块位于路面表面，其与沥青材料间粘附性不足，从而在水分及行车荷载的反复作用下容易从沥青表面脱落而使路表产生麻面，影响路面耐久性。

二 结语

为解决道路桥梁工程结冰所引起交通事故的问题，国内外进行了大量的努力和尝试，由于撒布除冰雪剂其本身具有其他除冰雪方法所不具备的优势，现阶段仍然得到了广泛的应用。因此有必要将实用性及可靠性相结合，开发更加适用于我国国情的道路除冰雪技术，提高道路行车安全性。

参考文献：

刘凯.融雪化冰水泥混凝土路面研究[D].长安大学博士学位论文,2010.

黄中岳,陈光,王晓放等.热力机械负荷除雪除冰方法研究[J],2004,(1)

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关键词:预应力;连续箱梁;箱外加固;工艺要求

一、概述

某特大型桥梁，全长2352m，主桥上部结构为双幅单箱单室预应力混凝土连续箱梁，跨径组合为65+100+65m。设计荷载:汽超-20级，挂车-120级。主桥变截面箱梁高度介于220～560cm之间，箱梁顶板厚25cm，腹板厚42cm，底板厚度介于18～80cm之间变化。

桥梁经过若干年运营后，出现了箱梁截面开裂、跨中下挠等病害，且病害日趋严重。

二、主要病害及成因分析

该桥主要病害如下:

(1)该桥在前期检查中发现边跨及中跨腹板出现近45°斜裂缝，中跨跨中合拢段出现U形裂缝，裂缝贯通左右腹板，历次检查结果对比显示该桥原有裂缝继续发展且不断有新的裂缝产生。

(2)原线形测量结果显示，以设计标高为参照并考虑基础沉降后，左幅主桥跨中下挠较多，预应力损失较为明显，主跨跨中截面预应力度不满足全预应力结构的要求。

(3)实际桥面铺装厚度过大，且沥青铺装厚度分布离散严重，实际铺装厚度非常不均匀，并且分布在主跨跨中附近。

经分析，施工误差引起箱梁恒荷载过大及汽车超载等因素导致箱梁预应力度不足，是箱梁下挠的主要原因。

三、连续箱梁体外索加固施工

3.1 箱梁体外索布置

箱梁加固采用的体外预应力钢束为两股沿底板的曲线束和两股箱内的直线束。

底板束锚固构造特点:在箱梁底板两侧四分之一跨的位置浇筑新齿板，通过在箱梁底板凿出剪力槽，新旧混凝土接触面种植钢筋，使结构共同受力。底板束均通过齿板锚固于底板上并靠近底板布置。直线长束则锚固于主墩墩顶对应的横隔梁上。

3.2 体外索加固施工总体工艺

(1)根据设计要求，在设置齿板处植入直径16mm的钢筋，植入深度为20cm，并与齿板钢筋焊接，设置可更换索式的TSK15-12型锚具，外径为102×5mm的钢管。预应力钢束轴线应与锚垫板垂直。

(2)齿板混凝土按照设计要求强度进行配合比设计。齿板混凝土采用商品混凝土。7天强度大于80%的设计强度，28天强度大于50MPa。每立方米齿板混凝土内掺入钢纤维78.5kg，掺入纤维素纤维0.9kg。为尽量减少车辆震动影响混凝土初凝以及新老混凝土的结合效果，浇筑前进行充分准备，确保一次浇筑成形，不允许产生施工缝。混凝土浇筑过程中封闭桥面交通。混凝土浇筑采用地泵接管泵送工艺。

(3)体外索的张拉顺序为先张拉主梁底板曲线短束A1号束，后张拉主梁底板直线长束A2号束。

3.3 体外索安装工艺

(1)按照设计图纸计算无粘结钢绞线下料长度，在厂内进行无粘结钢绞线的切断下料工作。下料长度的计算应考虑钢束曲线长、锚夹具长度、千斤顶长度及外露工作长度等因素。

(2)布索完成后，按图纸要求在相应位置设置减震器或减震支座。

(3)穿束前首先要准确计算张拉端的PE护套剥除的长度，无粘结预应力筋张拉段范围内PE层先行去掉，将内部油脂全部清除干净，以确保夹片与钢绞线的咬合。穿束过程中必须小心，防止碰坏刮伤体外索的索体PE护套。穿束完成后方能安装锚头。千斤顶及其辅助设备(如工作锚、限位板、悬浮式张拉支撑撑脚)要求配套安装与使用，相关的加工尺寸及参数须准确一致。

3.4 体外索张拉工艺

(1)体外索张拉原则

混凝土养护龄期达7天及混凝土强度达到设计强度的90%后，方可张拉预应力钢束。

张拉过程实行分级张拉工艺，最后锚下控制应力为1209MPa。根据体外索设计张拉力，选择YCW250B型千斤顶进行张拉。

张拉荷载采用“双控”法进行控制，预应力钢束的张拉顺序，应使结构基本上保持受力均匀、同步，所以在张拉过程中应遵循同步、对称、两端同时张拉的原则。

(2)第一对索的张拉

将第一对索作为试验索进行张拉。选择2根编号为A1的短体外索做为试验索。为了保证第一对索张拉施工的安全，张拉过程需分级进行。

考虑到桥梁通车过程中有一个动菏载的作用，使得齿板张拉完成后的混凝土开裂有一个过程，第一对索张拉完成后需根据具体情况再观察1天，以观察裂缝是否产生与已出现的裂缝的开展情况。张拉前后观察过程确保连续进行，并记录观察结果。

(3)另一对体外索的张拉

根据第一对索的张拉情况与观测结果，来安排另一对索的张拉施工。为了保证张拉施工作业安全，另一对索的张拉时参照第一对索张拉工艺也分级进行。

3.5 体外索防护工艺

体外索张拉完成后，为了保证体外索的锚固安全可靠，在锚具连接筒内灌注环氧砂浆进行锚固，安装锚具防护罩并涂刷防腐油脂封锚作业。

用砂轮切割机切除多余的钢绞线，然后安装锚具保护罩，并将与锚垫板接触面四周进行密封。锚具保护罩表面需要进行防腐涂装处理。

四、体外索加固过程的施工监控

4.1 监控内容

(1)裂缝监控

该桥运营阶段在中跨跨中附近腹板出现了斜裂缝，加固过程中随着不同施工阶段的进行，裂缝会出现不同的反应，为掌握结构加固过程中过程中梁体裂缝的闭合情况，选取主要截面的典型裂缝进行监测。根据前期检查结果，在跨中两侧各选取2条裂缝进行监测。裂缝测点随预应力张拉分级测试。

(2)桥面线形监测

桥面线形测量点取用原防撞墙上布设的长期观测点，在边跨的L/4及中跨的L/8断面布设线形测点。

(3)预应力筋永存应力监测

为获得体外预应力束张拉后产生的有效预应力值，为后期运营阶段预应力筋的二次张拉提供依据，在体外预应力束上安装磁通量传感器以测试预应力筋的实际预应力值。每根体外预应力束安装两个传感器，全桥合计共安装8个磁通量传感器。

4.2 监测工况安排

(1)重做桥面铺装前后，完成以下测试:桥面线形测试与A截面内埋应力测点测试。

(2)张拉A1体外预应力束过程中完成以下测试:桥面线形测量;A、B、C截面外贴测点安装测试及内埋测点测试;D、E截面裂缝监测测点安装测试;锚下应力监测磁通量传感器测试。

(3)张拉A2体外预应力束过程中完成以下测试:桥面线形测量;A、B、C截面外贴测点安装测试及内埋测点测试;D、E截面裂缝监测测点安装测试;锚下应力监测磁通量传感器测试。

结束语

该变截面连续梁桥梁体采用增设体外索等维护加固措施，各截面中性轴高度明显上升，桥面铺装参与了结构受力，结构整体刚度有了一定程度的提高，维持桥梁的运营桥面线形，在试验荷载作用下各截面测试指标均正常。加固后满足设计荷载汽-超20、挂-120的正常使用要求，延长了桥梁的使用寿命，确保了运营期间桥梁结构的安全，该工艺对旧危桥加固维修领域应用推广价值较大。

参考文献

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关键词：粘结机理；破坏机理；影响因素

引言

混凝土结构是当今世界上用途最广、用量最大的建筑结构。并已被广泛应用于已建的和在建的水利、交通、工业民用建筑等大型国民经济基础性设施和国防工程中。但同时，它也面临着严重的耐久性问题。工程实践证明，在原有建筑形体基础上对其进行加固和改造，不仅可提高原结构的安全，而且能达到新建筑使用功能的要求。而这些都会涉及到新旧混凝土粘结的问题，新旧混凝土粘结的质量直接影响加固改造成果的质量。因此，对新旧混凝土界面的粘结以及受力性能研究是具有重要的理论研究意义和工程应用价值。

1新旧混凝土界面粘结机理

关于新旧混凝土的粘结机理，具有代表性的观点是：新旧混凝土的粘结模型分为渗透层、反应层和渐变层。渗透层在老混凝土一侧，是由老混凝土以及由界面长入老混凝土的晶体组成；反应层是物理化学变化最复杂的区域，主要由界面剂的水化产物以及界面剂与新旧混凝土的化学反应产物组成，该层的晶体较大，孔洞较多，为界面强度的决定因素；渐变层是由反应层向新混凝土的过渡层，主要由新混凝土的水化产物组成，但该层的晶体较新混凝土本体大，孔洞也较多。

2新旧混凝土的结合面薄弱原因分析

新旧混凝土破坏曲面不是唯一的，大部分情况下，会在原结合面附近或沿偏离结合面的区域破坏，这一破坏区域，叫做界面过渡区，它是新旧混凝土粘结后的薄弱区。对于界面过渡区的破坏机理，主要是下面两种观点。其中之一认为界面过渡区的破坏机理与整浇混凝土的破坏机理基本相同，所不同的是其内部的潜在缺陷比整浇混凝土更严重。造成这种严重缺陷的原因主要有以下几点：

（1）粘结面附近旧混凝土的强度劣化及粘结面凿毛处理时对老混凝土骨料的扰动；

（2）粘结界面处新旧混凝土结合不良；

（3）新混凝土浇筑不实及新混凝土本身固有的结构组织特性。

另一种观点则认为界面过渡区的破坏机理不同于整浇混凝土，其破坏机理是由于界面过渡区本身的特点以及界面生成物造成的。通过一些SEM照片可以发现，界面区中主要存在C-S-H凝胶（水化硅酸钙）、C-H晶体[Ca （OH）2]、Aft （钙钒石）、未水化的熟料及孔洞、裂缝，界面区中C-H晶体数量多且晶体尺寸较大，而且孔洞较多，对界面粘结将产生不利影响。因此，这种观点认为界面过渡区具有以下特点：

（1）界面过渡区中晶体比水泥浆本体中的晶体粗大；

（2）界面过渡区中晶体有择优取向；

（3）界面过渡区中晶体比水泥浆本体具有更大、更多的孔隙。

3新旧混凝土界面粘结的影响因素

3.1 界面处理工艺对界面粘结的影响

大连理工大学的赵志方等人采用了高压水射法对新老混凝土粘结面进行冲毛处理试验，以3种喷射水压力得到了不同粗糙度的老混凝土表面.随后进行了劈拉强度试验，其结果表明随着喷射水压力的增大，粘结面的粗糙度增大，新老混凝土的粘结劈拉强度也随之提高，约为老混凝土整体劈拉强度的64.1%～75.5%，为新混凝土整体劈拉强度的63.3%一74.5%[1]。

切槽法[2]是近几年提出的一种新的界面处理方法，是用人工或机械在老混凝土表面上按照一定的深度进行间隔切槽，每个切槽深度约为老混凝土最大粗骨料粒径的1/4～1/2，槽宽为老混凝土最大粗骨料粒径的1～1.5倍。

此外，还有喷蒸汽法、气锤凿毛法、化学腐蚀法以及最常用的人工凿毛法等粘结面处理方法.综合考虑，高压水射法和喷砂法由于其效率高，且不损伤周围老混凝土的特性，因而能获得较高的粘结强度，但其购置设备费用较高；人工凿毛法易在老混凝土界面产生扰动，产生附加裂缝，但施工技术简单且工程造价低，因而在实际工程中较常使用。

3.2 界面剂的选择对界面粘结的影响

经过粗糙度处理的老混凝土表面涂刷界面剂可改善老混凝土的粘结微观结构，提高粘结性能，提高的幅度随界面剂种类的不同而异，一般可达8%一60%。常用的界面剂有水泥净浆、水泥砂浆、快硬铁铝酸盐水泥浆、水泥膨浆及聚合物类界面剂等，均能改善新老混凝土粘结性能，而水泥净浆具有经济实用的优点，且其提高新老混凝土粘结断裂韧度效果较好，因此在工程种应用较多。界面剂厚度一般不超过3mm，以0.5～1.5mm为宜。

汕头大学的李庚英等人以粉煤灰、细砂为改性材料配制了新型界面剂：水灰比为0.4，水泥和砂比为1。进行劈拉试验与同水灰比的水泥净浆、水泥膨浆相比较。试验结果显示，新型界面剂显著提高了界面粘结强度，其剂较水泥净浆和水泥膨浆分别提高了25.6%和34.2%，且界面层结构密实。申豫斌采用碳纤维水泥砂浆作为界面剂[3]，用劈拉试验测试新老混凝土粘结界面抗拉强度。与水泥净浆做界面剂7、14、28d的粘结强度比较，可提高75.5%、80.7%、80.0%。

3.3 新混凝土的种类对界面粘结的影响

混凝土结构加固所用的混凝土强度等级，设计时宜比原结构、构件的设计混凝土强度提高一级，且不应低于C20.粘结强度随着新混凝土强度的增加而提高，但提高幅度很小，且不经济。

赵志方等人对由1年以上龄期的老混凝土制成的新老混凝土粘结抗折试件进行试验，新混凝土分别选用了普通硅酸盐水泥混凝土、尼龙纤维混凝土、钢纤维混凝土、快硬铁铝硅酸盐水泥混凝土.实验结果表明，尼龙纤维混凝土对新老混凝土粘结抗折强度提高不大，纤维混凝土对粘结抗折强度有一定的提高，而快硬铁铝酸盐水泥混凝土的粘结抗折强度高于同龄期普通水泥混凝土，可适用于一些紧急抢修工程.且掺入纤维、聚合物或采用预铺骨料混凝土等均可不同程度的减小混凝土的收缩，提高新老混凝土的粘结性。

4 结语

从以上几个方面的论述，可以看出，新老混凝土的粘结性能与实际的施工方法、对粘结面的处理方式、施工中使用的界面剂、老混凝土强度和老化程度、新混凝土的强度等都有密切关系。

同时关于新老混凝土粘结还存在以下问题待解决：

（1）界面处理方式、界面剂、新老混凝土龄期、植筋等因素对新老混凝土粘结性能的影响，目前试验和理论研究并不充分，而且不同的研究者研究结论并不统一，甚至矛盾。

（2）关于粘结面粘结强度的计算公式目前还寥寥无几，且结果并不可靠。

（3）目前的试验研究绝大部分集中于小构件试验，对于足尺试验涉及并不多，试验结果难以移植。

参考文献

[1] 赵志方，赵国藩.采用高压水射法处理新老混凝土粘结面的试验研究[J].大连理工大学学报，1999，39（4）：558-561.

[2] 韩菊红.新老混凝土粘结断裂性能研究及工程应用[D] 大连：大连理工大学，2002.

[3] 申豫斌.新老混凝土粘结界面收缩裂缝和疲劳特性的试验研究[D].汕头：汕头大学.2001

[4] 高剑平等.不同界面剂对新旧混凝土粘结强度影响的试验研究[J].哈尔滨建筑大学学报， 2001 （5）.