隧道橋梁加固工程范文

時(shí)間:2023-12-07 17:49:27

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隧道橋梁加固工程

篇1

關(guān)鍵詞:公路橋梁;隧道施工;灌漿法;加固技術(shù)

中圖分類號(hào):U457 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,公路橋梁是一項(xiàng)重要的交通運(yùn)輸載體,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要的作用。隨著公路橋梁工程規(guī)模的擴(kuò)大,各類工程在施工中也展現(xiàn)出局限性,為了提高公路橋梁的質(zhì)量,為人們提供更加安全的出行環(huán)境,應(yīng)該對(duì)公路橋梁隧道的加固技術(shù)進(jìn)行研究。

1.公路橋梁隧道工程中的問(wèn)題分析

公路橋梁工程使用時(shí)間比較長(zhǎng)以后,很容易發(fā)生工程的裂縫等,而且鋼筋材料使用的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易出現(xiàn)銹蝕等問(wèn)題,這些問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致交通運(yùn)輸不能正常的進(jìn)行,給人們的安全帶來(lái)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(guò)對(duì)丘陵地區(qū)的地質(zhì)分析,可以看出其地質(zhì)結(jié)構(gòu)一般是砂巖和石英砂巖,而且?guī)r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(huì)產(chǎn)生很大的交通壓力。隧道會(huì)出現(xiàn)裂縫的情況,而且隧道的砌石會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的情況,在橋梁使用的過(guò)程中,橋臺(tái)容易產(chǎn)生凹凸不平的情況,對(duì)公路的形勢(shì)安全產(chǎn)生很大的隱患。

2.利用灌漿法對(duì)公路橋梁隧道進(jìn)行加固的原理

在進(jìn)行公路橋梁隧道施工的過(guò)程中,常常要對(duì)各類病害問(wèn)題進(jìn)行處理,從而可以完善工程的質(zhì)量,節(jié)省成本。在公路橋梁隧道完善的過(guò)程中,主要的方法有添加鋼筋進(jìn)行加固,或者采用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行加固。也能使道路拓寬或者延長(zhǎng),通過(guò)增加預(yù)應(yīng)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(jiàn),但是這些方法會(huì)導(dǎo)致施工成本的上升,而且性能并不穩(wěn)定,如果在交通壓力比較大的公路上實(shí)施,不能獲得較好的效果。灌漿法在此類問(wèn)題的處理中最具有優(yōu)勢(shì),而且具有經(jīng)濟(jì)性特征。

灌漿法是采用水泥、砂子和黏土等按照規(guī)定的比例混合,然后通過(guò)壓力的方式將漿液直接注入地基中,從而對(duì)斷裂的部分起到修復(fù)的效果。通過(guò)灌漿的方式,可以對(duì)結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行改善,改變結(jié)構(gòu)的物理性能和化學(xué)性能。漿液在隧道的裂縫中會(huì)發(fā)生凝固現(xiàn)象,從而使公路橋梁的強(qiáng)度提升,可以完善公路橋梁的承載能力,防止橋梁發(fā)生不均勻的沉降問(wèn)題。

3.利用灌漿法對(duì)公路橋梁隧道進(jìn)行加固的技術(shù)

在進(jìn)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(jìn)行灌漿的過(guò)程中,如果不能完善施工的工序,就會(huì)導(dǎo)致很多問(wèn)題的產(chǎn)生,如果灌漿不均勻,就會(huì)導(dǎo)致地面發(fā)生抬動(dòng)的問(wèn)題,如果不能進(jìn)行連續(xù)的灌漿,就會(huì)導(dǎo)致冒漿和串漿情況的產(chǎn)生。灌漿法示意圖如圖1所示。

3.1 灌漿施工前的準(zhǔn)備

在進(jìn)行灌漿之前,首先要將材料調(diào)配好,灌漿的漿液中主要有水泥、黏土和混合的砂子構(gòu)成,結(jié)合高分子化學(xué)溶液,在灌漿材料的配置中也可以選擇水泥灰,因?yàn)樗嗷业某杀颈容^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(duì)施工的地段進(jìn)行選擇,在道路橋梁隧道進(jìn)行灌漿前,應(yīng)該選擇合適的施工地段,按照地段發(fā)生沉降的問(wèn)題,合理地選擇灌漿的位置,在一些裂縫嚴(yán)重的地區(qū),應(yīng)該增加灌漿的用料。

最后要完善施工隊(duì)伍的建立,并且確保材料已經(jīng)準(zhǔn)備齊全,組建一支專業(yè)能力比較強(qiáng)的施工隊(duì)伍,確保工程可以順利地完成,在施工中需要的設(shè)備要提前準(zhǔn)備好,并且確保設(shè)備可以正常的運(yùn)行,在施工前,要對(duì)攪拌車和電機(jī)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。在施工前,要準(zhǔn)確的測(cè)量施工的半徑,確定好半徑,對(duì)灌漿的深度進(jìn)行確定。

3.2 根據(jù)實(shí)際情況確定施工標(biāo)準(zhǔn)

在進(jìn)行灌漿施工的過(guò)程中,要完善施工標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行,在對(duì)道路橋梁隧道進(jìn)行灌漿技術(shù)中,要結(jié)合工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,在進(jìn)行基礎(chǔ)部分加固的過(guò)程中,要通過(guò)對(duì)工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析,如果工程要承受很大的車流量,那么應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)地分析,從而制定合理的質(zhì)量控制方案。

在進(jìn)行道路橋梁隧道進(jìn)行灌漿的過(guò)程中,應(yīng)該確定好灌漿的壓力,在工程進(jìn)行加固之前,要先對(duì)工程的抗壓能力進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),確定好灌漿的壓力。在工程實(shí)施的過(guò)程中,如果遇到突發(fā)的狀況,應(yīng)該通過(guò)對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行科學(xué)地分析,從而可以從容地調(diào)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(shù)采用的過(guò)程中,要根據(jù)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(jìn)行灌漿修復(fù)之前,應(yīng)該準(zhǔn)備好充足的配料,確保在灌漿的過(guò)程中,進(jìn)入到空隙中的漿液是飽滿和密實(shí)的,使?jié){液可以完全地填補(bǔ)縫隙。通常情況下,在進(jìn)行將液量的準(zhǔn)備中,要多準(zhǔn)備20%。

在灌漿的過(guò)程中,要確保工程完成后,其承載力可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),在復(fù)合地基中,其承載力應(yīng)該更大,在淤泥地段,地基的承載力一般在90kPa,在復(fù)合地基地段,承載力應(yīng)該達(dá)到135kPa以上。

在工程實(shí)施的階段,要根據(jù)工程的實(shí)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(jié)束灌漿。

3.3 灌漿法施工工藝分析

在灌漿的過(guò)程中,在工作人員都到場(chǎng)后,要對(duì)道路橋梁隧道的工作流程進(jìn)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(jìn)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(guò)程中,要注意各個(gè)環(huán)節(jié)的施工,而且要采取措施做好|量控制的措施,從而確保整個(gè)施工流程有條不紊地進(jìn)行。

在鉆孔的過(guò)程中,采用90mm的鉆頭進(jìn)行,防止鉆孔出現(xiàn)偏移的情況,在鉆頭進(jìn)入到粉性土層后,應(yīng)該先將導(dǎo)管導(dǎo)入,然后注意孔壁的保護(hù)工作,確保黏性土可以發(fā)揮作用。在漿管的安放和封堵孔口的過(guò)程中,在這個(gè)環(huán)節(jié)中,應(yīng)該采用軟橡皮質(zhì)地的包裹,防止由于外力導(dǎo)致漿液出現(xiàn)外流的情況。在灌漿過(guò)程中,要實(shí)現(xiàn)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(huán)節(jié)中,要按照一定的順序進(jìn)行,一般采用自上而下的順序進(jìn)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(jié)束后的半個(gè)小時(shí),漿液可以完全凝固。在封孔的過(guò)程中,要確定好密封性,確保整個(gè)施工流程的完成,這時(shí)在封孔一個(gè)小時(shí)后,要對(duì)封孔處進(jìn)行觀察,如果發(fā)現(xiàn)漿液出現(xiàn)下沉的情況,應(yīng)該進(jìn)行二次灌漿,這時(shí)要將封堵的孔打開(kāi)重新灌漿。

結(jié)語(yǔ)

要完善對(duì)公路橋梁隧道的定期維護(hù),通過(guò)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(qiáng)度,解決各類工程缺陷,防止工程重新建設(shè)導(dǎo)致成本的提高,使工程的使用年限延長(zhǎng),在確保道路交通安全的前提下,節(jié)約了大量的用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成本。本文對(duì)公路橋梁隧道工程出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)略地分析,然后提出了有效的解決方案,在施工的前期應(yīng)該提高施工的材料的質(zhì)量和施工的質(zhì)量,在后期要完善施工的保養(yǎng)工作,從而為人們提供更好的出行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[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(shù)的應(yīng)用[J].福建質(zhì)量管理,2016(4):152.

篇2

關(guān)鍵詞:公路隧道橋梁;常見(jiàn)問(wèn)題;施工要點(diǎn)

公路隧道橋梁的建設(shè)對(duì)加強(qiáng)地區(qū)間的聯(lián)系,方便人們出行有重要的作用,但是在工程建設(shè)過(guò)程中由于受到多方面因素的影響,導(dǎo)致隧道橋梁存在很多的問(wèn)題,這些問(wèn)題的存在對(duì)公路隧道橋梁工程質(zhì)量產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。為了提升公路隧道橋梁的質(zhì)量,必須立足于實(shí)踐,根據(jù)實(shí)際要求,制定相應(yīng)的策略,加強(qiáng)質(zhì)量控制,保證工程質(zhì)量,進(jìn)而提升整體經(jīng)濟(jì)效益。

一、當(dāng)前公路隧道橋梁中存在的問(wèn)題

受到多種因素的影響,當(dāng)前公路隧道橋梁應(yīng)用中存在各種問(wèn)題,對(duì)整體質(zhì)量構(gòu)成威脅。以下將對(duì)當(dāng)前公路隧道橋梁中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析。

1.裂縫問(wèn)題

裂縫是公路隧道橋梁中常見(jiàn)的問(wèn)題之一,導(dǎo)致出現(xiàn)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(yīng)用的主要材料,但是由于在施工過(guò)程中受到其他因素的影響,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理,材料本身存在嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題,其次施工人員沒(méi)有對(duì)材料進(jìn)行充分合理的應(yīng)用。其次在施工現(xiàn)場(chǎng),相關(guān)工作人員忽視了材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),導(dǎo)致材料等級(jí)劃分不一,進(jìn)而導(dǎo)致長(zhǎng)期暴露在外的混凝土存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患[1]。

2.鋼筋腐蝕

鋼筋腐蝕是公路隧道橋梁的主要問(wèn)題,導(dǎo)致該原因主要和工作人員的工作能力有一定的聯(lián)系。在施工過(guò)程中,相關(guān)施工人員自身防護(hù)意識(shí)不強(qiáng),沒(méi)有按照既定額操作程序?qū)︿摻钸M(jìn)行涂層,導(dǎo)致鋼筋和外界腐蝕物接觸較多,達(dá)不到既定的防腐要求。其次很多工作人員對(duì)其進(jìn)行精細(xì)化的處理,包括涂層及防護(hù)等,但是忽視了后期保護(hù)作用,在儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用過(guò)程中對(duì)涂層表面造成嚴(yán)重的破壞,對(duì)原有的結(jié)構(gòu)造成威脅,進(jìn)而出現(xiàn)鋼筋腐蝕的現(xiàn)象[2]。

3.鋪裝層質(zhì)量問(wèn)題

鋪裝層是近些年來(lái)在公路隧道橋梁施工過(guò)程中出現(xiàn)次數(shù)較多的質(zhì)量問(wèn)題,導(dǎo)致該原因的因素有很多,其中多和鋪裝層的施工質(zhì)量有一定的聯(lián)系,如果在實(shí)踐中沒(méi)有嚴(yán)格控制控制程序,相關(guān)工作人員沒(méi)有按照既定的操作方式規(guī)范施工,相關(guān)執(zhí)行人員過(guò)于重視公路隧道橋梁的外觀,導(dǎo)致橋面鋪裝層存在很多松散物質(zhì),長(zhǎng)此以往導(dǎo)致橋梁表面脫落,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問(wèn)題。

4.監(jiān)督管理不到位

除了技術(shù)性問(wèn)題之外,在公路隧道橋梁實(shí)際施工過(guò)程中,很多問(wèn)題的存在都是和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理有一定的聯(lián)系。安全問(wèn)題尤為嚴(yán)重,施工人員安全施工意識(shí)和管理意識(shí)比較差,忽視了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理,對(duì)機(jī)械設(shè)備、施工材料沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)督和檢查,其次沒(méi)有按照規(guī)定的程序?qū)ζ溥M(jìn)行管理,進(jìn)而為公路隧道橋梁留下嚴(yán)重的安全隱患[3]。

二、公路隧道橋梁?jiǎn)栴}控制措施分析

針對(duì)當(dāng)前公路隧道橋梁存在的種種問(wèn)題,為了減少干擾性因素,需要在施工過(guò)程中對(duì)其引起重視,從多個(gè)方面入手,找到問(wèn)題所在,探究正確的控制措施。以下將對(duì)公路隧道橋梁?jiǎn)栴}控制措施進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.裂縫問(wèn)題控制措施

為了有效的控制公路隧道橋梁的裂縫問(wèn)題,在實(shí)踐中必須按照原有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工,為了減少其他因素的影響,需要相關(guān)工作人員了解設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)標(biāo)磚要求設(shè)計(jì)配合比。例如在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,不同類型的混凝土強(qiáng)度存在一定的差異,在實(shí)踐中有不同的作用,因此要對(duì)不同強(qiáng)度的混凝土有明確的劃分,采用科學(xué)合理的計(jì)算方式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。最后要保證施工工藝的準(zhǔn)確性,水泥及水灰的配合比要控制合理,其次在鼓搗過(guò)程中,保證鼓搗的均勻性,必要時(shí)加入適量的摻合料,達(dá)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(fèi)鋼筋腐蝕問(wèn)題,必須在設(shè)計(jì)初期對(duì)其進(jìn)行有效的控制。首先要對(duì)鋼筋進(jìn)行涂層,在涂層過(guò)程中要考慮到其他因素的影響,對(duì)涂層進(jìn)行有效的保護(hù),其次如果出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕情況,無(wú)法對(duì)其進(jìn)行重修或者改進(jìn),可以使用電化學(xué)防護(hù)法對(duì)其進(jìn)行保護(hù),將表面的腐蝕物清除干凈。由于電化學(xué)防護(hù)技術(shù)自身技術(shù)含量比較高,在應(yīng)用過(guò)程中能使鋼筋具有足夠量的電子,無(wú)論在什么情況下,都能將表面的腐蝕物清除干凈,進(jìn)而使其處在穩(wěn)定的狀態(tài)下。如果能對(duì)腐蝕表面進(jìn)行修復(fù),則可以將腐蝕區(qū)域的混凝土清除干凈,必要時(shí)采用噴砂法進(jìn)行處理,如果腐蝕情況比較嚴(yán)重,而且對(duì)現(xiàn)有的橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)成威脅,則要適當(dāng)?shù)脑黾愉摻顢?shù)量。根據(jù)工程區(qū)域的地理?xiàng)l件和其他影響因素,確定增減的數(shù)量,進(jìn)而滿足實(shí)踐要求[5]。

3.進(jìn)行安全檢查工作

當(dāng)前公路隧道橋梁中存在的問(wèn)題趨于多樣性,為了保證檢查程序的有效性,必須從多個(gè)入手,掌握安全管理應(yīng)注意的問(wèn)題,并在實(shí)踐中對(duì)其引起重視。 必要時(shí)要成立安全管理小組,小組成員要明確自身任務(wù),對(duì)各個(gè)施工程序進(jìn)行嚴(yán)格的審核,必須按照審核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。其次要提升技術(shù)操作人員的技術(shù)能力,公路隧道橋梁中存在的很多問(wèn)題都是和技術(shù)操作人員的失誤有一定的聯(lián)系,為了減少操作失誤情況的出現(xiàn),要求提升大家的安全防范意識(shí),嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工。以安全管理制度為依據(jù),加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理,進(jìn)而保證施工的整體安全性。必要時(shí)要對(duì)施工周圍環(huán)境進(jìn)行勘察檢測(cè),及時(shí)了解公路隧道的實(shí)際施工情況,對(duì)于不利于公路隧道建設(shè)的地質(zhì)條件,采取必要的加固措施,減少其干擾性。

4.保證材料的質(zhì)量

材料質(zhì)量是影響公路隧道橋梁安全的關(guān)鍵性因素,為了達(dá)到保證施工質(zhì)量的目的,要求在實(shí)踐中做好各方面的管理工作,尤其是材料選購(gòu)。首先要和供應(yīng)商建立良好的合作關(guān)系,保證采購(gòu)的材料質(zhì)量符合相關(guān)檢查標(biāo)準(zhǔn)。不合格的材料禁止進(jìn)入施工場(chǎng)地,在材料質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中,為了避免出現(xiàn)單一檢測(cè)的情況,要隨機(jī)抽取材料樣本,確保材料質(zhì)量符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。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(zhì),按照規(guī)定的防止條件,對(duì)材料進(jìn)行合理的保存,減少外在因素的影響,進(jìn)而對(duì)材料安全構(gòu)成威脅。

結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)當(dāng)前公路隧道橋梁中存在的問(wèn)題,為了減少問(wèn)題存在幾率,要求相關(guān)工作人員對(duì)其引起重視,在原有的管理基礎(chǔ)上深化管理體制,及時(shí)調(diào)整施工技術(shù)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),如果出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題,要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制。由于隧道施工需要的條件環(huán)境和地面施工環(huán)境存在一定的差異,受到地質(zhì)、地形等因素的影響,對(duì)整體施工程序也帶來(lái)一定的考驗(yàn),為了提升施工質(zhì)量,必須明確問(wèn)題所在,在實(shí)踐中不斷完成施工程序,仔細(xì)查看公路隧道操作中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題,且能想出切實(shí)可行的處理辦法,進(jìn)而達(dá)到提升隧道橋梁質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]唐守華.淺談公路隧道施工監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題[J].科技資訊,2010(10):90-93.

[2]王運(yùn)金.基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的Ⅳ級(jí)圍巖條件下隧道襯砌結(jié)構(gòu)變形和受力特性分析研究[J]. 公路交通科技( 應(yīng)用技術(shù)版) ,2011(19):890-893.

[3]王文廣,李泳伸. 鄧婷. 公路隧道建設(shè)中的工程變更管理[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2012( 15) : 30-33.

篇3

1.FRP材料在橋梁中的應(yīng)用在舊橋梁改造中的應(yīng)用

傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)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(qiáng)度,但在對(duì)鋼橋梁加固施工中,需要特別注意,由于結(jié)構(gòu)中鋼、碳等容易發(fā)生電反應(yīng),因此要事先采用預(yù)防措施,且FRP材料的選用要滿足彈性模量與設(shè)計(jì)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(huán)境中,可以用FRP材料替代普通鋼筋作為結(jié)構(gòu)中的增強(qiáng)筋,以實(shí)現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)耐腐蝕性的目的。在實(shí)際施工中,應(yīng)當(dāng)注意FRP與混凝土間的粘結(jié)性,在FRP拉擠成型后要對(duì)其表面進(jìn)行粗糙處理,這是為了提高FRP材料與混凝土間的粘結(jié)力,具體處理方法有壓痕、纏繞纖維呈螺紋狀等。

3.用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋

對(duì)FRP材料施加預(yù)應(yīng)力不僅能夠充分調(diào)動(dòng)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(shí)際橋梁施工應(yīng)用中存在體內(nèi)、體外兩種預(yù)應(yīng)力梁筋,如果混凝土結(jié)構(gòu)截面布置體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋不易或者需要使用FRP筋進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)當(dāng)可以采取體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),在實(shí)際應(yīng)用中仍要以體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋為主。

4.FRP在隧道中的應(yīng)用

在隧道工程中應(yīng)用FRP材料需要注意以下幾個(gè)方面。

5.FRP格柵

FRP格柵與傳統(tǒng)格柵相比具有很強(qiáng)的耐久性,而且此類格柵的質(zhì)量小、強(qiáng)度高、因此便于施工效果展現(xiàn)。在隧道加固工程、新建結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)方式,隧道主體都處于非常惡劣的圍巖環(huán)境中,如何解決構(gòu)件的腐蝕問(wèn)題迫在眉睫。如果在隧道環(huán)境中采取FRP材料為主結(jié)構(gòu)的受力筋,由于FRP材料具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,將能很好的解決腐蝕性問(wèn)題。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定問(wèn)題,由于FRP材料的彈性模量普遍較低,因此,F(xiàn)RP混凝土構(gòu)件存在變形或裂縫的風(fēng)險(xiǎn);此外,由于施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件復(fù)雜,很難實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)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(duì)的實(shí)際問(wèn)題。

7.FRP感知性能的應(yīng)用

FRP不僅是一種具有良好力學(xué)性能的材料,而且是一種具備相應(yīng)感知性能的功能材料,因此,在隧道施工中不僅可以作為結(jié)構(gòu)的受力筋,而且還能作為一種傳感器來(lái)使用。比如,CFRP筋在受力變形過(guò)程中,電阻也會(huì)隨變形而發(fā)生變化,體現(xiàn)特殊感知性。在應(yīng)用中將隧道結(jié)構(gòu)功能檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等內(nèi)容與FRP材料的特性充分結(jié)合,便能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況真實(shí)、準(zhǔn)確的反映出來(lái),避免后期人為控制,節(jié)約成本,便于操作。

二、對(duì)FRP材料未來(lái)應(yīng)用的建議

從上文可知,F(xiàn)RP材料在混凝土橋梁橋面及橋梁隧道工程中已經(jīng)得到具體應(yīng)用。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,區(qū)域政府對(duì)道路的重視程度不斷加大,目前,我國(guó)在建、待建、完工隧道橋梁的工程量巨大,雖然FRP材料在我國(guó)橋梁工程應(yīng)用上已經(jīng)取得了初步成果,但同發(fā)達(dá)國(guó)家相比,差距仍然很大,在FRP品種開(kāi)發(fā)上也存在一定缺陷。因此,在今后FRP材料開(kāi)發(fā)及應(yīng)用上應(yīng)當(dāng)做以下幾方面努力。

1.改變思想、勇于創(chuàng)新

由于我國(guó)材料技術(shù)人員普遍在工作中過(guò)分重視工作經(jīng)驗(yàn)、且受傳統(tǒng)模式影響較大,對(duì)采用新技術(shù)、新材料、新方法等有一定心理抵觸,當(dāng)前FRP材料的價(jià)格比鋼材料高出許多,很多技術(shù)人員看到這點(diǎn),便不愿進(jìn)行研究、應(yīng)用,很大程度上制約了我國(guó)FRP材料的應(yīng)用于發(fā)展。

2.注重應(yīng)用、實(shí)踐

在踴躍學(xué)習(xí)國(guó)外關(guān)于FRP材料的先進(jìn)技術(shù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),也要注重聯(lián)系實(shí)際工程項(xiàng)目,在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn),在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)過(guò)程中不斷發(fā)展技術(shù),在技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程中提高應(yīng)用能力,在良性循環(huán)的過(guò)程中發(fā)展、創(chuàng)新、應(yīng)用。

3.改變工程應(yīng)用中的盲目、不規(guī)范應(yīng)用現(xiàn)象

FRP材料雖然優(yōu)點(diǎn)頗多,但是在應(yīng)用中仍存在一定的不足之處,因此,在工程應(yīng)用中,我們提倡科學(xué)、合理的應(yīng)用新材料,一方面,隨著FRP材料種類的越來(lái)越多,我們要選擇最合適的材料,另一方面,要避免出現(xiàn)為使用FRP而應(yīng)用FRP情況的發(fā)生,在傳統(tǒng)建材、傳統(tǒng)技術(shù)方法能夠解決問(wèn)題的情況下,就盡量避免FRP材料的使用,畢竟FRP材料的價(jià)格要高出傳統(tǒng)建材很多,建筑的經(jīng)濟(jì)性也是工程師應(yīng)當(dāng)考慮的因素之一。

三、結(jié)束語(yǔ)

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(guān)鍵詞: 道路橋隧工程;施工難點(diǎn);改進(jìn)措施

Key words: road bridge and tunnel engineering;construction difficulties;improvement measures

中圖分類號(hào):U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2017)21-0007-02

0 引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展飛速成長(zhǎng)的時(shí)代背景下,拓展道路交通設(shè)施建設(shè)對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。但是,在建設(shè)道路的同時(shí)會(huì)遇到各種各樣的施工難點(diǎn),如果不能妥善解決,則會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)道路建設(shè)的質(zhì)量,嚴(yán)重的還會(huì)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。例如道路建設(shè)中的橋隧工程,目前還存在較大施工問(wèn)題,為了能夠全面提升我國(guó)道路建設(shè)質(zhì)量,必須要對(duì)橋隧工程的施工難點(diǎn)展開(kāi)討論,并研究其改善措施。

1 道路橋隧工程施工特點(diǎn)

在進(jìn)行道路橋隧工程施工的過(guò)程很是復(fù)雜,其中會(huì)出現(xiàn)較多的不可預(yù)見(jiàn)因素,特別是地質(zhì)因素的不可預(yù)見(jiàn)性。在施工之前往往會(huì)對(duì)其內(nèi)部情況進(jìn)行相應(yīng)的勘查,以做好應(yīng)對(duì)措施。不過(guò)要想全面掌握其地質(zhì)情況還是較為困難的,因?yàn)闊o(wú)法預(yù)見(jiàn)地下水、泥石流、圍巖變化、溶洞以及瓦斯地層等不良的地質(zhì)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(yù)見(jiàn)因素也會(huì)給橋隧工程的施工帶來(lái)較大的安全[患問(wèn)題,在摸不清楚前方情況時(shí),很可能由于施工不當(dāng)而出現(xiàn)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(jiàn)問(wèn)題

2.1 鋪裝層脫落 在施工的過(guò)程中,導(dǎo)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(zhì)量,導(dǎo)致對(duì)鋪裝層施工質(zhì)量的忽視,進(jìn)而在進(jìn)行鋪裝層施工時(shí)敷衍了事,最終導(dǎo)致鋪裝層出現(xiàn)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(gè)現(xiàn)象的主要原因是缺乏對(duì)于鋼筋的保護(hù)意識(shí),沒(méi)有給鋼筋涂抹相應(yīng)的防腐涂料,或者是在進(jìn)行防護(hù)施工時(shí)操作不當(dāng)。要及時(shí)對(duì)鋼筋做好防護(hù)措施,但是由于儲(chǔ)存,運(yùn)輸或者安裝時(shí)存在碰撞等情況,導(dǎo)致其防護(hù)層被破壞,同樣會(huì)造成鋼筋的銹蝕。

2.3 安全風(fēng)險(xiǎn) 工程的相關(guān)工作人員缺乏安全保護(hù)意識(shí),在施工時(shí)沒(méi)有完全遵守施工規(guī)范,缺乏嚴(yán)格的管理措施,使其在施工時(shí)比較松散。動(dòng)作人員不能意識(shí)到自己的松懈會(huì)給工程帶來(lái)什么樣的危害,由此類工作人員施工會(huì)給工程的安全質(zhì)量帶來(lái)較大隱患。

3 道路橋隧施工常見(jiàn)問(wèn)題改進(jìn)措施

3.1 采取有效措施避免發(fā)生鋪裝層脫落現(xiàn)象 施工人員必須對(duì)鋪裝層的厚度進(jìn)行明確,盡量選擇優(yōu)質(zhì)材料,防止鋪裝層發(fā)生斷裂。對(duì)鋪裝層進(jìn)行施工的過(guò)程中必須合理應(yīng)用防水材料,從而有效避免路面滲水現(xiàn)象的發(fā)生,不但能夠完善鋪裝層質(zhì)量而且能夠使鋪床層的使用年限獲得有效延長(zhǎng)。除此之外,地理位置也會(huì)對(duì)鋪裝層的質(zhì)量造成影響,在進(jìn)行施工時(shí)必須根據(jù)地理位置進(jìn)行處理,有效降低鋪裝層裂縫等問(wèn)題的發(fā)生率。

3.2 采取有效的鋼筋銹蝕防御措施 對(duì)鋼筋進(jìn)行科學(xué)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(yīng)的保護(hù)措施,避免涂層在鋼筋儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及應(yīng)用過(guò)程中遭到破壞。應(yīng)用電化學(xué)防護(hù)法可使鋼筋產(chǎn)生充足數(shù)量的電子并使其穩(wěn)定狀態(tài)獲得保持,也能夠有效預(yù)防鋼筋銹蝕。若鋼筋已經(jīng)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象需要立即采取有效的修復(fù)措施,及時(shí)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(zhì)量 在進(jìn)行工程施工時(shí),如果都不能保證原材料的質(zhì)量,那么如何保證工程質(zhì)量,可見(jiàn)確保原材料質(zhì)量是工程質(zhì)量的重要影響因素之一。施工企業(yè)要成立相關(guān)的材料質(zhì)量管理部門,專門負(fù)責(zé)材料的購(gòu)買,質(zhì)量審核以及儲(chǔ)存保管。在進(jìn)行購(gòu)買時(shí)要加大對(duì)材料的質(zhì)量審核力度,嚴(yán)格調(diào)查供應(yīng)商的信用度。在將材料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)保管時(shí),要對(duì)其尺寸和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)查,并將審查合格的材料分類標(biāo)號(hào),分開(kāi)儲(chǔ)存,并認(rèn)真進(jìn)行報(bào)告單填寫工作。在儲(chǔ)存階段,還要定期進(jìn)行材料質(zhì)量抽查,以確保其質(zhì)量。

3.4 加大安全管理力度 工作人員的安全意識(shí)較差則會(huì)給工程的質(zhì)量帶來(lái)較大的影響,為了提高施工人員的施工安全意識(shí),企業(yè)要對(duì)施工人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn),使員工具有足夠的安全上意識(shí),從而保證工程的質(zhì)量。

3.5 確保勘查設(shè)計(jì)工作合理有序進(jìn)行

在進(jìn)行橋隧施工時(shí),有時(shí)為了提高工程速度,而不按照規(guī)定的施工流程進(jìn)行施工,則會(huì)給工程質(zhì)量帶來(lái)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(fā)生率入手。在展開(kāi)施工之前,要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行完整的勘查工作,盡量規(guī)劃出合理的施工路線,有意避開(kāi)復(fù)雜的地形路段,保證隧道的穩(wěn)定性。如果施工路段地基的穩(wěn)定性較差,則要采取相應(yīng)的技術(shù)來(lái)進(jìn)行加固。

3.6 對(duì)施工檢驗(yàn)工作進(jìn)行強(qiáng)化和完善 在一項(xiàng)工程任務(wù)完成之后,要成立相應(yīng)的檢查部門,對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行全面的核查,而且在完工后的一段時(shí)間內(nèi)不定期的進(jìn)行核查。如果檢查結(jié)果滿足要求,向相關(guān)部門匯報(bào)檢查結(jié)果,如果檢查出現(xiàn)問(wèn)題,則應(yīng)及時(shí)解決,并且分析原因,及時(shí)排查是否還存在同樣原因的隱藏問(wèn)題。相關(guān)的監(jiān)管部門要與施工同時(shí)進(jìn)行工作,即監(jiān)管員工的施工是否規(guī)范,全面控制現(xiàn)場(chǎng)的施工節(jié)奏。除此之外,還需要進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定和抽檢工作,使道路橋梁隧道工程的施工質(zhì)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(jìn)措施

4.1 形成原因

4.1.1 原材料質(zhì)量低劣導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)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?xí)r,選用的一種或幾種原材料質(zhì)量低劣,未達(dá)到國(guó)家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),那么最終使用的混凝土定型后就會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。比如,骨料是混凝土中關(guān)系到成品混凝土強(qiáng)度大小的一種原材料。如果配置混凝土?xí)r,選用的是以質(zhì)量未能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度上效果極差,甚至造成成品混凝土在攪拌時(shí)的含水量都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出預(yù)期。這樣做的嚴(yán)重后果便是,將會(huì)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(shè)因混凝土的強(qiáng)度問(wèn)題而在形式上出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。我們還應(yīng)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(gè)組成部分。當(dāng)選擇不同種類和不同檔次的外加劑和摻合料時(shí),要注意的是,堅(jiān)決杜絕它們和攪拌水或者骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象發(fā)生。否則,同樣會(huì)造成道路橋梁隧道工程中的混凝土形成裂縫,進(jìn)而給工程建設(shè)帶來(lái)巨大的麻煩。

4.1.2 溫度應(yīng)力原因?qū)е禄炷脸霈F(xiàn)裂縫 澆筑后的混凝土,其結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)因?yàn)樗療岬淖饔枚斐杀旧頊囟入S之升高,在20h混凝土的內(nèi)部,其最低溫度也可達(dá)到50攝氏度,最高溫度甚至可高達(dá)80攝氏度。接下來(lái),由于澆筑后的混凝土,其溫度在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部與外表面上差異過(guò)大便形成了溫差裂縫。從橋梁結(jié)構(gòu)的角度來(lái)講,特別是那種大跨徑橋梁,其溫差裂縫問(wèn)題最為明顯。因此,導(dǎo)致混凝土的非結(jié)構(gòu)受力裂縫得以產(chǎn)生的主要原因便是澆筑混凝土?xí)r的水化熱造成的溫度應(yīng)力。所以若想要實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土的裂縫控制,其著眼點(diǎn)就是要從混凝土因溫差收縮等原因所引起的非結(jié)構(gòu)裂縫上加以著手切入。特別是大跨徑橋梁,在進(jìn)行大體積的混凝土工程時(shí),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(tái)與零號(hào)塊的澆筑過(guò)程中必須要采取專門的進(jìn)行溫度控制的措施,在工程內(nèi)部要設(shè)置有冷卻用的降溫水管與通風(fēng)設(shè)施,確保混凝土的內(nèi)外溫差降到最小。

4.2 改進(jìn)措施

4.2.1 嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)和攪拌的科學(xué)關(guān) 要想從基礎(chǔ)上防治混凝土出現(xiàn)裂縫的施工難題,我們最先應(yīng)當(dāng)要做的工作便是嚴(yán)把混凝土的原材料|量關(guān)。因?yàn)橹挥形覀兦袑?shí)把好、把牢、把嚴(yán)混凝土的原材料準(zhǔn)入的大門,才可以真正實(shí)現(xiàn)預(yù)算荷載的規(guī)范要求與保障標(biāo)準(zhǔn)。僅僅做到這樣,還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。混凝土在進(jìn)行攪拌的時(shí)候,工作人員必須要認(rèn)真遵照攪拌的正確順序與科學(xué)配比,把好混凝土攪拌時(shí)的科學(xué)關(guān)。因?yàn)橹挥凶裾赵牧系目茖W(xué)配比標(biāo)準(zhǔn),合理地進(jìn)行對(duì)混凝土的攪拌工作,才能夠使得最終的成品混凝土的質(zhì)量可以達(dá)到國(guó)家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。尤其是在攪拌時(shí)對(duì)于加水量的控制工作要做到高度地重視。這是因?yàn)榧铀繉?duì)于混凝土在體積變形上的影響是很大的,適當(dāng)?shù)乃磕軌蚯袑?shí)有效地提高混凝土的抗裂能力。

4.2.2 及時(shí)調(diào)節(jié)混凝土的內(nèi)外溫差,減少溫差裂縫的產(chǎn)生 混凝土進(jìn)行攪拌時(shí),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(nèi)外溫差。特別是在氣溫較高的天氣條件下,進(jìn)行工程建設(shè)時(shí),一定要把混凝土的內(nèi)外溫度控制好。例如,如果在夏天進(jìn)行工程建設(shè)的話,我們?cè)谶M(jìn)行混凝土的澆筑工作時(shí),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(shí)候,我們可以及時(shí)地給混凝土的內(nèi)部進(jìn)行輔助降溫的工作,通過(guò)增設(shè)降溫裝置等進(jìn)一步地增強(qiáng)混凝土自身的抗裂能力。因?yàn)榛炷磷陨碣|(zhì)量越好,它的抗裂能力就越高。因此,進(jìn)行道路橋梁或者隧道的工程建設(shè)時(shí),對(duì)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(shí),要及時(shí)采取加水等措施進(jìn)行混凝土的降溫工作;混凝土的溫度過(guò)低時(shí),要及時(shí)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(diǎn),便可有效地提高混凝土的抗裂能力,大大降低混凝土出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

道橋隧道工程的質(zhì)量直接關(guān)系到我國(guó)人民的生產(chǎn)和生活,因此,在進(jìn)行道橋隧道工程的施工過(guò)程中,只有保證了工程的質(zhì)量,施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益才可以得以實(shí)現(xiàn),同時(shí)人民群眾的生活和生產(chǎn)可以順利進(jìn)行。所以,工程質(zhì)量的提升是目前急需解決的一個(gè)問(wèn)題。本文提出的一系列解決措施,都是對(duì)目前道橋隧道工程存在的問(wèn)題的客觀分析,同時(shí)提出的措施希望可以有效解決工程中存在的問(wèn)題,強(qiáng)化工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

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[2]羅富強(qiáng).道路橋梁隧道工程施工技術(shù)研究[J].科技資訊,2014(16).

篇5

【關(guān)鍵詞】公路橋梁 加固技術(shù)

國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,我國(guó)的交通事業(yè)蒸蒸日上,對(duì)交通設(shè)施的寄出需求迅猛增長(zhǎng),但時(shí)間久的橋梁到目前都發(fā)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(jié)構(gòu)裂紋銹爛、擋墻傾斜錯(cuò)位、錐坡下挫坍塌、墩臺(tái)基底沖空、橋頭路基沖塌、河床護(hù)底沖翻以及河道被沖刷嚴(yán)重變遷而危及橋頭路基等。因此開(kāi)發(fā)公路橋梁加固新技術(shù),加大橋梁承載力,提高橋梁安全性,不僅能滿足新時(shí)期公路交通運(yùn)輸?shù)男枰疫€可以為國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一、 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的實(shí)質(zhì)是以粗鋼筋、鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲等鋼材作為施力工具,對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)施加體外預(yù)應(yīng)力,以預(yù)加產(chǎn)生的反彎矩抵消部分外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力,從而達(dá)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(shù)原理

體外預(yù)應(yīng)力加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料,通過(guò)張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力,在此偏心壓力作用下,使梁體發(fā)生上拱,抵消部分自重應(yīng)力,減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力,能夠較大幅度地提高結(jié)構(gòu)承載力。與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比,預(yù)應(yīng)力筋與原結(jié)構(gòu)只在錨固點(diǎn)與粱連接,類似于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。目前體外預(yù)應(yīng)力加固是采用較多的加固方法之一,特別是在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁和連續(xù)剛構(gòu)橋梁的加固方面。體外預(yù)應(yīng)力筋錨固在梁端或中間橫隔梁上,跨間用轉(zhuǎn)向塊調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋的角度,以適應(yīng)橋梁的線形變化及受力要求。

2、 技術(shù)特點(diǎn)

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)與普通預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比,其結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

(1)設(shè)計(jì)方面

體外預(yù)應(yīng)力鋼筋可以設(shè)計(jì)為不可更換的,也可以設(shè)計(jì)成可更換、可補(bǔ)拉的。相對(duì)于不可更換的而言,可更換的體外預(yù)應(yīng)力筋便于維修、加固、養(yǎng)護(hù)。

(2)施工方面

體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋構(gòu)造簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)化了施工。由于梁肋中不設(shè)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(shí)現(xiàn)全年施工,對(duì)處于寒冷地區(qū)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

(3) 使用方面

降低了預(yù)應(yīng)力筋的摩阻損失,預(yù)應(yīng)力筋利用效率高、應(yīng)力變化幅值小,對(duì)抗疲勞有利。體外預(yù)應(yīng)力加閻混凝土橋梁技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用,為解決工程上長(zhǎng)期困擾的混凝土耐久性問(wèn)題提供了可能,提高了橋梁耐久性,延長(zhǎng)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(yù)應(yīng)力加固技術(shù),改善了橋梁的整體使用性能,延長(zhǎng)了橋梁的使用壽命。為橋梁養(yǎng)護(hù)管理及加固補(bǔ)強(qiáng)帶來(lái)可觀的直接經(jīng)濟(jì)效益,其問(wèn)接和長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益也相當(dāng)顯著。體外預(yù)應(yīng)力體系布置較為靈活,不僅可用來(lái)加固簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋,還可用來(lái)加固拱橋和剛構(gòu)橋等;不僅可用來(lái)改善梁的抗彎性能,還可用來(lái)改善構(gòu)件的抗剪性能;不僅可用來(lái)進(jìn)行整體橋梁加固,而且可用于橋梁局部加固;不僅可用來(lái)加固橋梁的上部結(jié)構(gòu),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(yīng)用前景。

二、 高強(qiáng)復(fù)合纖維加固技術(shù)

高強(qiáng)復(fù)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(yīng)用非常廣泛,技術(shù)比較成熟。

1、 技術(shù)比較

在結(jié)構(gòu)受拉區(qū)或抗剪薄弱區(qū)域,直接粘貼纖維加固方法采用的較多。就實(shí)際工程中大量遇到的承載力加固而言,多采用在受拉區(qū)直接粘貼碳纖維布的被動(dòng)加固方法。后加補(bǔ)強(qiáng)材料是不能充分發(fā)揮作用的。計(jì)算表明,對(duì)原梁高度較小、配筋率較大的情況,加固設(shè)計(jì)以混凝土壓應(yīng)變達(dá)到極限值控制設(shè)計(jì),在極限狀態(tài)下,后加補(bǔ)強(qiáng)材料的應(yīng)力僅為700~800MPa,此值只相當(dāng)碳纖維抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的(21-2%~24.2%);對(duì)原梁高度較大、配筋率較小的情況。加固設(shè)計(jì)以原梁鋼筋應(yīng)變達(dá)到極限值控制設(shè)計(jì),在極限狀態(tài)下,后加補(bǔ)強(qiáng)材料的應(yīng)力也只有2000MPa左右,此值相當(dāng)碳纖維抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的60%。

2、技術(shù)特點(diǎn)

高強(qiáng)復(fù)合纖維加固技術(shù)與其他鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

(1)施工方面

在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中可以充分利用其高強(qiáng)度、高彈性模量的特點(diǎn)來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和延性。改善其受力性能,達(dá)到高效加固修補(bǔ)的目的。其施工便捷、工效高、沒(méi)有濕作業(yè),不需大型施工機(jī)具,施工占地少,施工效率高。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),粘貼FR是粘貼鋼板施工工效的4―8倍。FRP輕質(zhì)柔軟,易貼附,與粘貼鋼板相比其施工質(zhì)量更易保證。

(2)結(jié)構(gòu)方面

線膨脹系數(shù)與混凝土接近,保證了溫度變化時(shí),F(xiàn)RP與混凝土可以協(xié)同工作。不增加構(gòu)件的自重和體積。FRP質(zhì)量輕且厚度很薄,經(jīng)加固修補(bǔ)后的構(gòu)件,基本上不增加原結(jié)構(gòu)的自重和尺寸,也就不會(huì)減少建筑物的使用空問(wèn)。

(3) 使用方面

可廣泛用于各種結(jié)構(gòu)類型(如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁隧道、涵洞、炯囪等)、各種結(jié)構(gòu)形狀如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等。各種結(jié)構(gòu)部位如梁、板、節(jié)點(diǎn)、拱、殼、墩等的加固修補(bǔ),且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀試驗(yàn)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(jīng)常遇到的酸、堿、鹽等對(duì)結(jié)構(gòu)的腐蝕。使用此材料加固后,不僅不需要對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù),而且其本身更可以對(duì)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用。

三、 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加圍技術(shù)

1、作用原理

利用錨固于被加固梁體上的小直徑預(yù)應(yīng)力筋,對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力,然后噴注具有較高抗拉強(qiáng)度的復(fù)合砂漿,將預(yù)應(yīng)力筋與被加固梁體粘結(jié)為一體,構(gòu)成有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系以其預(yù)應(yīng)力筋錨固簡(jiǎn)單、張拉施工方便、結(jié)構(gòu)耐久性好,材料利用效率高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)受到國(guó)內(nèi)外土木工程界的重視。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系特點(diǎn)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(duì)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(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋,由于受箱梁高度的限制.在箱內(nèi)布置體外預(yù)應(yīng)力筋有困難的情況下,采用在箱梁底板部增設(shè)預(yù)應(yīng)力筋,然后噴注高性能抗拉復(fù)合砂漿的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系是理想的加固方案。

2、技術(shù)特點(diǎn)

與體外預(yù)應(yīng)力加固體系相比有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固體系的突出優(yōu)點(diǎn)是:能最大限度的發(fā)揮后加補(bǔ)強(qiáng)材料的作用,提高材料的利用效率;噴注的高性能抗拉復(fù)合砂漿保護(hù)層。抗碳化和抗氯離子侵蝕能力強(qiáng),保護(hù)鋼筋免于銹蝕,提高結(jié)構(gòu)耐久性,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命; 靠小型錨具和高性能抗拉復(fù)合砂漿粘結(jié)的雙重作用錨固預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)的施工問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施探析??

關(guān)于水利工程鋼筋混凝土施工技術(shù)的探討??

淺談南水北調(diào)工程通信管道施工方法??

污水處理廠現(xiàn)澆鋼筋砼蓄水池滲漏分析與預(yù)防??

淺談水泥混凝土路面施工??

淺談鐵道橋梁施工技術(shù)??

淺析土質(zhì)路基填方施工??

對(duì)水泥混凝土路面破壞斷裂問(wèn)題的分析?

試述水利工程建筑的設(shè)計(jì)方法??

沿河路基沖刷防護(hù)問(wèn)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(zhì)量缺陷處理工藝??

淺談沉井帶水下沉施工技術(shù)??

凍結(jié)法加固巖體的施工問(wèn)題探討??

淺談公路防撞護(hù)欄的施工?

現(xiàn)澆混凝土大模板內(nèi)置外保溫板施工技術(shù)探討??

水利工程中混凝土澆筑問(wèn)題探討??

淺談鉆孔灌注樁后壓漿法樁端地基加固施工技術(shù)??

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(shè)計(jì)的一般原則??

防水混凝土技術(shù)分析??

談排水節(jié)點(diǎn)安裝尺寸的核算

大跨徑鋼管混凝土拱橋纜索吊裝技術(shù)探討?

灌漿加固法在建筑軟土區(qū)地基施工中的應(yīng)用??

淺談瀝青混凝土路面的施工技術(shù)?

城市公路排水問(wèn)題探討?

淺談鐵道工程測(cè)繪??

公路施工中結(jié)構(gòu)問(wèn)題探討??

試論混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)試驗(yàn)??

原有混凝土路面利用方式的判斷及檢測(cè)手段?

論管道工程施工質(zhì)量控制??

淺談建設(shè)項(xiàng)目工程造價(jià)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(jiān)理方案??

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)質(zhì)量問(wèn)題及現(xiàn)場(chǎng)管理淺議

淺談高層建筑的施工管理及控制要點(diǎn)??

公路工程質(zhì)量的影響因素??

小議公路工程的質(zhì)量控制??

淺談市政道路施工方法及質(zhì)量控制??

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁質(zhì)量控制的幾個(gè)關(guān)鍵因素??

淺議建筑施工企業(yè)安全管理??

淺談當(dāng)前路橋施工項(xiàng)目管理??

建筑施工安全文化建設(shè)探討??

論建筑工程各專業(yè)協(xié)調(diào)管理的方法?

淺談小型水利工程質(zhì)量管理??

淺談建筑工程管理中存在的問(wèn)題及控制措施??

淺析建筑工程質(zhì)量管理與控制

試論建筑工程安全管理的重要性??

對(duì)部分建設(shè)工程監(jiān)理合同條款的探討?

水利工程施工進(jìn)度控制質(zhì)量控制和安全控制??

高層建筑懸挑轉(zhuǎn)換層的抗震設(shè)計(jì)??

屋面梁地胎膜制作新工藝??

拉結(jié)鋼筋在框架墻體中的優(yōu)化設(shè)置探討??

混凝土剪力墻產(chǎn)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(shí)??

淺談水利工程混凝土施工裂縫的危害與防治措施

篇7

關(guān)鍵詞:碳纖維;加固;市政工程

由于碳纖維加固技術(shù)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,施工快速便捷,抗疲勞性能佳以及優(yōu)秀的耐腐蝕、抗?jié)B透等性能,該技術(shù)近年來(lái)在我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)加固改造領(lǐng)域中迅猛發(fā)展,脫穎而出。它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加固技術(shù)方法中的諸多不足,體現(xiàn)出了不可替代的優(yōu)越性。近期運(yùn)用碳纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)也出現(xiàn)在市政工程建設(shè)領(lǐng)域,不少城市橋梁、隧道、堤岸工程,以及其他一些市政設(shè)施建筑物、構(gòu)筑物的維護(hù)大修工作過(guò)程中都采用了該技術(shù)。

1市政工程領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)加固技術(shù)的需求

城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(shè)施都在逐步進(jìn)行更新與擴(kuò)容,一些不能滿足未來(lái)使用要求的建筑物與構(gòu)筑物將面臨拆除或加固處理。例如在城市道路進(jìn)行拓寬的過(guò)程中,河道上的橋梁也需要增加車道,一方面可以將原來(lái)的橋梁拆除重新建設(shè)滿足使用要求的橋梁,另一方面則可以對(duì)原橋梁進(jìn)行加固處理,增加橋面寬度,達(dá)到增加車道的目的。通常來(lái)說(shuō),以下幾種情況造成城市市政設(shè)施需要進(jìn)行加固處理:(1)由于市政設(shè)施使用超過(guò)了或達(dá)到了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,建筑物、構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)已經(jīng)老化,不適宜繼續(xù)使用。例如城市早期建設(shè)的橋梁、河道的護(hù)岸工程。(2)早期的某些設(shè)施由于當(dāng)時(shí)的工程建設(shè)質(zhì)量較差,隨著時(shí)間的推移,建筑物、構(gòu)筑物出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)缺陷。(3)由于某些自然災(zāi)害以及人為損壞事件的發(fā)生,對(duì)市政工程中建筑物、構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,需要對(duì)受損結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理,提高設(shè)施的安全性和耐久性,延長(zhǎng)其使用壽命。(4)由于設(shè)施的功能與規(guī)模等發(fā)生變化,原來(lái)的建筑物、構(gòu)筑物不能滿足使用要求,需要對(duì)原設(shè)施進(jìn)行加固處理以滿足未來(lái)的使用要求。這是城市中市政設(shè)施需要進(jìn)行加固處理的最常見(jiàn)原因。

2碳纖維加固技術(shù)介紹

2.1常用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)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(guò)增大構(gòu)件截面面積,提高構(gòu)件的承載力和結(jié)構(gòu)剛度來(lái)達(dá)到對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行加固目的的一種傳統(tǒng)的加固方法。該方法廣泛運(yùn)用于砌體結(jié)構(gòu)中的梁、板、柱、墻等構(gòu)件,鋼結(jié)構(gòu)中的柱、屋架等構(gòu)件。2.1.2外包鋼加固法

外包鋼加固法是在結(jié)構(gòu)構(gòu)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(tǒng)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(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是在被加固構(gòu)件體外增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿,通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力使體外拉桿或壓桿與被加固構(gòu)件共同受力,克服被加固構(gòu)件應(yīng)力的超前現(xiàn)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(jié)劑將鋼板粘貼到需要加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件部位,以提高構(gòu)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(shí),還可以約束核心混凝土,提高混凝土強(qiáng)度和構(gòu)件的延性。

2.1.5增設(shè)構(gòu)件加固法

增設(shè)構(gòu)件加固法是在原構(gòu)件基礎(chǔ)上增加新的構(gòu)件,用以減少受荷面積,從而間接達(dá)到結(jié)構(gòu)加固的目的。

2.1.6增設(shè)支點(diǎn)加固法

增設(shè)支點(diǎn)加固法是在梁、板等構(gòu)件上增設(shè)新的支點(diǎn),在柱子、屋架之間增設(shè)支撐構(gòu)件,用以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算跨度、荷載效應(yīng),挖掘構(gòu)件潛力,增加構(gòu)件的穩(wěn)定性,用以達(dá)到加固的目的。2.2碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)介紹

2.2.1概述

近年來(lái)FRP(Fiber Reinforced Plastics纖維增強(qiáng)塑料)在土木工程中的應(yīng)用一直是國(guó)外土木工程界研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。FRP的含義很廣,它指近年來(lái)開(kāi)發(fā)出來(lái)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(lǐng)域研究和應(yīng)用較多,并日益受到工程界的重視。根據(jù)生產(chǎn)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(yù)應(yīng)力筋。這些碳纖維產(chǎn)品的共同特點(diǎn)是:(1)軸向抗拉強(qiáng)度高,纖維方向的抗拉強(qiáng)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(hù)措施;(4)彈性模量高,高強(qiáng)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(dá)鋼材的兩倍;(5)應(yīng)力應(yīng)變曲線呈線性關(guān)系,直至拉斷脆性破壞。碳纖維結(jié)構(gòu)加固方法是指利用樹(shù)脂類膠結(jié)材料將碳纖維材料粘貼于混凝土構(gòu)件表面,使混凝土構(gòu)件與碳纖維共同作用,從而達(dá)到對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固的研究工作開(kāi)始于20世紀(jì)80年代末。

2.2.2施工工藝介紹

碳纖維結(jié)構(gòu)加固方法的施工工藝主要包括施工前期準(zhǔn)備、加固區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)基層表面的打磨與修復(fù)處理、碳纖維材料與膠結(jié)劑的制備、碳纖維材料的粘貼及固化養(yǎng)護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)粘貼成品的保護(hù)以及施工驗(yàn)收。2.2.3碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的優(yōu)越性與傳統(tǒng)加固修補(bǔ)方法及粘鋼板、噴射混凝土加固技術(shù)相比,碳纖維材料(CFRP)加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),主要表現(xiàn)在:

2.2.3.1高強(qiáng)高效由于CFRP優(yōu)異的物理力學(xué)性能,在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中可以充分利用其高強(qiáng)度、高彈性模量的特點(diǎn)來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延性,改善其受力性能,達(dá)到高效加固修補(bǔ)的目的。

2.2.3.2施工便捷施工工效高,沒(méi)有濕作業(yè),不需大型施工機(jī)具,無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施,施工占用場(chǎng)地少。

2.2.3.3具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性能試驗(yàn)表明,粘貼CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)有良好的耐腐蝕性能及耐久性,可以抗拒建筑物經(jīng)常遇到的各種酸、堿、鹽對(duì)結(jié)構(gòu)的腐蝕。

2.2.3.4適用面廣粘貼CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)形狀、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ),且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀。這是目前任何一種結(jié)構(gòu)加固方法所不可比擬的。尤其重要的是,對(duì)于一些大型土木工程結(jié)構(gòu),如大型橋梁的橋墩、梁、板,隧道,大型筒體,以及殼體結(jié)構(gòu)工程等,采用原有的加固手段幾乎無(wú)法實(shí)施,而采用該項(xiàng)加固技術(shù)都能很順利地解決。

2.2.3.5施工質(zhì)量易保證由于碳纖維材料是柔性的,即使被加固的結(jié)構(gòu)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(fā)現(xiàn)表面局部有氣泡,也很易于修補(bǔ)。

2.2.3.6碳纖維材料質(zhì)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(bǔ)后,基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。

3結(jié)語(yǔ)

由于采用碳纖維材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比于粘鋼加固、外包鋼加固、擴(kuò)截面加固等傳統(tǒng)加固技術(shù)手段來(lái)說(shuō),具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性強(qiáng)、施工便捷以及使用面廣等許多無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),近年來(lái)在工程結(jié)構(gòu)加固施工中得到了廣泛運(yùn)用。隨著我國(guó)不少大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已由大規(guī)模的新建階段向全面維護(hù)階段更新轉(zhuǎn)變,可以預(yù)見(jiàn),未來(lái)采用碳纖維材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在市政工程領(lǐng)域也將得到長(zhǎng)足發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]舒國(guó)忠;碳纖維加固技術(shù)在市政工程領(lǐng)域的應(yīng)用,中國(guó)市政工程.2009-02-25

篇8

鋼纖維混凝土是一種具有良好力學(xué)性能的工程復(fù)合材料,具有施工簡(jiǎn)便利于縮短工期,價(jià)格相對(duì)其他材料低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此在道路路面,橋梁結(jié)構(gòu),房屋建設(shè)等諸多工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。能夠城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,高等級(jí)公路和橋梁的建設(shè)步伐日益加快對(duì)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(shù)的應(yīng)用予以闡述,以供參考。

關(guān)鍵詞:路橋施工;鋼纖維混凝土;施工技術(shù)

鋼纖維混凝土是一種纖維材料與顆粒材料混雜的復(fù)合材料。亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成,使其韌性發(fā)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(qiáng)。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(yīng)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(jīng)過(guò)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(zhì)均發(fā)生變化,且均有較大提高:對(duì)由于溫度應(yīng)力而造成的裂縫及裂縫的擴(kuò)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(yōu)越,普通的混凝土其開(kāi)裂荷載和極限荷載幾乎一樣,而鋼纖維混凝土可以在出現(xiàn)開(kāi)裂荷載后,荷載還能夠增大;抗拉、抗壓及抗彎的極限強(qiáng)度較高,與普通混凝土比較其單軸抗拉極強(qiáng)度可提高40-50%,抗彎極限強(qiáng)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(shí),其沖擊韌性指標(biāo)可提高50-100倍,甚至更高;明顯改善的變形性能,鋼纖維對(duì)混凝土抗壓彈性模量影響不顯著,但對(duì)抗拉彈性模量提高較多,鋼纖維對(duì)混凝土長(zhǎng)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(qiáng)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(yīng)用

2.1道路施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

通常情況下,鋼纖維混凝土主要用于鋪設(shè)全截面鋼纖維混凝土路面、復(fù)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(yīng)用范圍廣,能有效減少路面橫向縮縫少,甚至鋪筑不設(shè)縱縫的路面等等,優(yōu)勢(shì)明顯。①用鋼纖維水泥砂漿、鋼纖維細(xì)石混凝土對(duì)損壞的路面進(jìn)行罩面修補(bǔ)時(shí),鋼纖維體積占總體積1% -2%效果較好,長(zhǎng)徑比可略高于鋼纖維增強(qiáng)混凝土的長(zhǎng)徑比。一般控制在70-100范圍內(nèi)。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(qiáng)度與韌性增強(qiáng),碾壓混凝土的力學(xué)性能也會(huì)得以改善。③新建復(fù)合式鋼纖維混凝土路面。復(fù)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(shè),約占全厚的40-60%鋼纖維混凝土。三層式復(fù)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明。在有較高機(jī)械化鋪設(shè)條件的地區(qū)宜使用三層式復(fù)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(shè)制縱逢。橫縫間距常為20-30m,不超過(guò)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(jié)合式、直接式、分離式三種結(jié)合。結(jié)合式罩面面層與舊混凝土相互粘結(jié)為一整體,共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結(jié),而是中間設(shè)置一個(gè)隔離層,各層獨(dú)立發(fā)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(yīng)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(jié)構(gòu)性,廣泛應(yīng)用于鋪設(shè)橋面、建造橋梁上部荷載部位、加固橋梁墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)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(guò)橋面時(shí)震動(dòng)釋放出的巨大能量會(huì)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(yīng)對(duì)較強(qiáng)的沖擊力,加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)與伸縮縫的連接強(qiáng)度,減少或降低伸縮縫的位移、變形或者翹曲,延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。同時(shí)鋼纖維混凝土橋面很少有坑槽現(xiàn)象,混凝土剝落少,開(kāi)裂緩慢得多,且裂縫寬度小。鋼纖維混凝土的應(yīng)用推動(dòng)著橋梁結(jié)構(gòu)朝著大跨度、輕型化的方向發(fā)展。②橋梁上部承受荷載部位。作為主梁(主拱圈)或加強(qiáng)局部應(yīng)力集中區(qū),優(yōu)化結(jié)構(gòu)受力性能,有效降低結(jié)構(gòu)變形程度,減輕自重,推動(dòng)橋梁整體結(jié)構(gòu)輕型化、大跨度的發(fā)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(tái)數(shù)量也相應(yīng)減少,從而降低造價(jià),而且,結(jié)構(gòu)性能良好,造型美觀,經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)得到提高。③橋梁墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)局部加固。長(zhǎng)久的動(dòng)載作用導(dǎo)致橋面和橋梁墩臺(tái)表層剝落及板裂縫病害,使用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射5-20cm 鋼纖維混凝土從而使結(jié)構(gòu)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(gè)部位的抗裂性能得以提高。④鋼筋混凝土樁加強(qiáng)。鋼纖維混凝土的應(yīng)用能夠使得樁頂或樁尖局部得到增強(qiáng),大大增加樁的穿透力,減少錘擊的次數(shù),對(duì)于打擊速度會(huì)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(hù)加固

采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道是一種有效的技術(shù)措施。具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性和防止隧道滲漏水的作用。在邊坡巖石節(jié)理裂隙發(fā)育的地質(zhì)不良地段,采用普通混凝土支護(hù)并用噴射鋼纖維混凝土加強(qiáng)或全截面采用噴射纖維混凝土支護(hù)加固。

3、鋼纖維混凝土施工技術(shù)

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(zhì)量的優(yōu)劣,在很大程度上取決于施工質(zhì)量。因此,在鋼纖維混凝土施工時(shí),除了滿足普通混凝土的施工要求外,還應(yīng)特別重視鋼纖維給施工帶來(lái)的技術(shù)問(wèn)題,確保鋼纖維均勻分布在基體中。

3.1設(shè)置鋼纖維分散裝置

鋼纖維為一次性直接投入攪拌機(jī)易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,為了保證鋼纖維充分均勻的分散,應(yīng)使鋼纖維經(jīng)過(guò)分散機(jī)后再進(jìn)入攪拌機(jī)。分散機(jī)功率宜為0.75 kW -1.0kW,分散力宜為20kg/min-60kg/min。鋼纖維應(yīng)事先與細(xì)骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質(zhì)較好的纖維,并在料斗入口處設(shè)置振動(dòng)篩。

3.2 攪拌投料順序和攪拌時(shí)間

為避免鋼纖維結(jié)團(tuán),應(yīng)采取先干后濕分級(jí)投料的工藝。其工藝應(yīng)按砂鋼纖維碎石水泥的順序在攪拌機(jī)內(nèi)將混和料先干拌 1min,之后加外加劑和水濕拌2min。

3.3 采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)

鋼纖維混凝土攪拌機(jī),一般情況宜使用雙錐反轉(zhuǎn)出料式和強(qiáng)制式攪拌機(jī)。為防止攪拌機(jī)超負(fù)荷工作,當(dāng)纖維坍落度較小和摻量較高時(shí),相應(yīng)有所降低攪拌機(jī)的利用率。

3.4 澆注和振搗

鋼纖維混凝土的澆注不得使?jié)沧⒔宇^明顯。為保持整體連續(xù)性每次倒料必須相壓 15-20cm。同時(shí),必須連續(xù)進(jìn)行對(duì)鋼纖維混凝土的澆注。為鋼纖維混凝土進(jìn)行振搗應(yīng)使用插入式振動(dòng)棒,會(huì)產(chǎn)生集束效應(yīng)使得鋼纖維的聚集方向朝振動(dòng)棒;在振搗棒插振后不得出現(xiàn)沒(méi)有鋼纖維的空洞、穴坑、溝槽。鋼纖維混凝土路面的鋪設(shè),對(duì)振搗棒組的振搗頻率有要求,振搗棒組不得插入路面內(nèi)部振搗。通過(guò)平板振動(dòng)器振搗成型后可以確保鋼纖維的二維分布。當(dāng)采用振搗棒時(shí),為保證邊角混凝土密實(shí),能夠有利于抵抗板體溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力及荷載的傳遞鋼纖維的排列應(yīng)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(xì)的特點(diǎn), 因此鋼纖維混凝土路面宜采用機(jī)械抹平以防止鋼纖維外露。為避免拉毛產(chǎn)生纖維外露現(xiàn)象可采用壓紋機(jī)壓紋工藝。拆模后對(duì)漏振或纖維外露進(jìn)行及時(shí)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(jī)做成不設(shè)縱縫的整幅式。鋼纖維澆筑達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%后切鋸縮縫。

3.7運(yùn)輸

鋼纖維混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中,坍落度和含氣量都會(huì)有損失,拌和物稠度下降。由于在運(yùn)輸時(shí)受到振動(dòng)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(yùn)輸距離應(yīng)盡量縮短,料斗出口尺寸要大一些。有條件時(shí)也可以采用泵送。

4、結(jié)語(yǔ)

(1)重視鋼纖維混凝土的施工,是保證其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

(2)采用復(fù)合路面結(jié)構(gòu)是充分發(fā)揮鋼纖維混凝土路用性能和降低工程造價(jià)的有效途徑。

(3)開(kāi)發(fā)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(jìn)一步提高鋼纖維混凝土的物理力學(xué)性能。

(4)鋼纖維混凝土是一種新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料,可以實(shí)現(xiàn)按照使用要求設(shè)計(jì)材料的目的。隨著鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和基礎(chǔ)理論的不斷完善,鋼纖維混凝土在路橋工程的應(yīng)用將進(jìn)一步拓寬。

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篇9

關(guān)鍵詞:路橋施工;鋼纖維混凝土;應(yīng)用;控制;施工技術(shù);

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,交通事業(yè)也加快了前進(jìn)步伐,越來(lái)越來(lái)多的高等級(jí)公路和橋梁建筑如雨后春筍般紛紛出現(xiàn)。因此,橋梁建設(shè)勢(shì)必往更好更精更安全耐用的方向發(fā)展,這就對(duì)建筑材料的要求越來(lái)越高。鋼纖維混凝土作為一種新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料,可以實(shí)現(xiàn)按照使用要求設(shè)計(jì)材料的目的。因其性能優(yōu)越、施工簡(jiǎn)便、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)而在道路路面、橋梁結(jié)構(gòu)、房屋建筑等工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)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(yōu)越的物理力學(xué)性質(zhì):強(qiáng)度與重量比值增大;較高的抗拉、抗壓和抗彎的極限強(qiáng)度。在混凝土中摻人適量鋼纖維,其極限抗壓強(qiáng)度可以提高,單軸抗拉極強(qiáng)度可提高40%~50%,抗彎極限強(qiáng)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(shí),其沖擊韌性指標(biāo)可提高5O倍~100倍,甚至更高;變形性能明顯改善。鋼纖維對(duì)混凝土抗壓彈性模量影響不顯著,但對(duì)抗拉彈性模量提高較多,鋼纖維對(duì)混凝土長(zhǎng)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(yōu)越的抗剪性能;良好的阻止和抑制因溫度應(yīng)力引起裂縫產(chǎn)生與擴(kuò)展的能力;良好的抗凍性與耐磨性能。

2 鋼纖維混凝土的應(yīng)用

2.1道路施工中的應(yīng)用

由于鋼纖維混凝土路面具有減薄鋪裝厚度、縱縫不設(shè)或少設(shè)、橫向縮縫少、良好的耐磨性及凍融性等優(yōu)點(diǎn),延長(zhǎng)路面使用壽命,從而在路面工程中獲得廣泛應(yīng)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(shè)縱逢,橫縫間距20m~30m,最長(zhǎng)可取50m。

2.1.2新建復(fù)合式鋼纖維混凝土路面

復(fù)合式路面可以做成雙層式或三層式。雙層式路面的構(gòu)造是在全路面板厚的上層約全厚40% ~60%鋪設(shè)鋼纖維混凝土。三層式復(fù)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(jié)構(gòu)上比較合理,但施工復(fù)雜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),三層式復(fù)合路面宜在機(jī)械化鋪設(shè)條件較高的地區(qū)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(qiáng)度和韌性增強(qiáng),改善碾壓混凝土的力學(xué)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(jié)合式、直接式、分離式二種結(jié)合。結(jié)合式罩面面層與舊混凝土相互粘結(jié)為一整體,共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結(jié),而是中間設(shè)置一個(gè)隔離層,各層獨(dú)立發(fā)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(xì)石混凝土罩面修補(bǔ)

用鋼纖維水泥砂漿或鋼纖維細(xì)石混凝土對(duì)損壞的路面進(jìn)行修補(bǔ)罩面。鋼纖維體積率以1%~2%為宜,長(zhǎng)徑比可略高于鋼纖維增強(qiáng)混凝土的長(zhǎng)徑比。一般限制在70~1O0范圍內(nèi)。

2.2橋梁施工中的應(yīng)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(qiáng)橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能,還可以增強(qiáng)橋梁抗折強(qiáng)度,增加橋梁本身剛度,減少鋪裝厚度,降低結(jié)構(gòu)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(fù)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(yīng)力集中區(qū)局部加強(qiáng),改善結(jié)構(gòu)受力性能,有效控制結(jié)構(gòu)變形,減輕自重,推動(dòng)橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化方向發(fā)展。結(jié)構(gòu)性能良好,造型美觀,而且可減少上部材料用量,使下部墩臺(tái)數(shù)量也相應(yīng)減少,從而降低造價(jià),提高經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)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(tái)等結(jié)構(gòu)局部加固

對(duì)動(dòng)載長(zhǎng)期作用下造成的橋梁墩臺(tái)及橋面板裂縫或表層剝落病害,采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射5cm~20cm鋼纖維混凝土以滿足結(jié)構(gòu)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(duì)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(qiáng)

采用鋼纖維混凝土對(duì)樁頂或樁尖局部增強(qiáng),樁的穿透力有較大提高,錘擊次數(shù)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(qiáng)樁頂?shù)目箾_擊韌性,避免樁頂在打入設(shè)計(jì)深度以前出現(xiàn)破裂,并增加樁尖入土能力,提高打擊速度。樁身部分仍用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當(dāng)然也可以全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土,但其經(jīng)濟(jì)效益會(huì)有所下降。

2.3襯砌隧道和邊坡防護(hù)加固

采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道是一種有效的技術(shù)措施。具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性和防止隧道滲漏水的作用。在邊坡巖石節(jié)理裂隙發(fā)育的地質(zhì)不良地段,采用普通混凝土支護(hù)并用噴射鋼纖維混凝土加強(qiáng)或全截面采用噴射纖維混凝土支護(hù)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(zhì)量控制

泵送混凝土的連續(xù)不間斷地、均衡地供應(yīng),能保證混凝土泵送施工順利進(jìn)行。泵送混凝土要按照配合比要求、拌制得好,混凝土泵送時(shí)則不會(huì)產(chǎn)生堵塞。因此,泵送施工前周密地組織泵送混凝土的供應(yīng),對(duì)混凝土泵送施工是重要的。

泵送混凝土的供應(yīng),包括泵送混凝土的拌制和泵送混凝土的運(yùn)送。泵送混凝土宜采用預(yù)拌混凝土,在商品混凝土工廠制備,用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng),這樣制備的泵送混凝土容易保證質(zhì)量。泵送混凝土由商品混凝土工廠制備時(shí),應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),《預(yù)拌混凝土》的有關(guān)規(guī)定,在交貨地點(diǎn)進(jìn)行泵送混凝土的交貨檢驗(yàn)。拌制泵送混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格按混凝土配合比的規(guī)定對(duì)原材料進(jìn)行計(jì)量,也應(yīng)符合《預(yù)拌混凝土》中有關(guān)的規(guī)定。

混凝土攪拌時(shí)的投料順序,應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定投料。如配合比規(guī)定摻加粉煤灰時(shí),則粉煤灰宜與水泥同步投料。外加劑的添加時(shí)間應(yīng)符合配合比設(shè)計(jì)的要求,且宜滯后于水和水泥。泵送混凝土的最短攪拌時(shí)間,應(yīng)符合《預(yù)拌混凝土》中有關(guān)的規(guī)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(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸。現(xiàn)在大量使用的是攪拌筒6-7m,的混凝土攪拌運(yùn)輸車。用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸途中,攪拌筒以3-6r\min的緩慢速度轉(zhuǎn)動(dòng),不斷攪拌混凝土拌合物,以防止其產(chǎn)生離析。

3.2混凝土泵送施工質(zhì)量控制

開(kāi)始泵送時(shí),混凝土泵應(yīng)在可慢速、勻速并隨時(shí)可反泵的狀態(tài)。待各方面情況都正常后再轉(zhuǎn)人正常泵送。正常泵送時(shí),泵送要連續(xù)進(jìn)行,盡量不停頓,遇有運(yùn)轉(zhuǎn)不正常的情況,可放慢泵送速度。當(dāng)混凝土供應(yīng)不及時(shí)時(shí),寧可降低泵送速度,也要保持連續(xù)泵送速度,但慢速泵送的時(shí)間不能超過(guò)從攪拌到澆筑的允許延續(xù)時(shí)間。不得己停泵時(shí),料斗中應(yīng)保留足夠多的混凝土,作為問(wèn)隔推動(dòng)管路中的混凝土之用。

4 鋼纖維混凝土施工技術(shù)

鋼纖維混凝土的施工,按其施工方法來(lái)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(zhì)量的優(yōu)劣,在很大程度上取決于施工質(zhì)量。因此在鋼纖維混凝土施工時(shí),除了滿足普通混凝土的施工要求外,還應(yīng)特別重視鋼纖維給施工帶來(lái)的技術(shù)問(wèn)題,確保鋼纖維均勻分布在基體中。4.1設(shè)置鋼纖維分散裝置

由于鋼纖維一次性直接投入攪拌機(jī)易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,為使鋼纖維充分分散,宜將鋼纖維通過(guò)分散機(jī)再進(jìn)入攪拌機(jī)。鋼纖維應(yīng)事先與細(xì)骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質(zhì)較好的纖維,并在料斗入口處設(shè)置振動(dòng)篩。

4.2攪拌投料順序和攪拌時(shí)間

為防止鋼纖維結(jié)團(tuán),需采取分級(jí)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(jī)內(nèi)干拌1min,然后加水和外加劑濕拌2min。

4.3采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)

鋼纖維混凝土攪拌機(jī),一般最好使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)和雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。當(dāng)纖維摻量較高和坍落度較小時(shí).為不使攪拌機(jī)超負(fù)荷工作,攪拌機(jī)的利用率相應(yīng)有所降低。

4.4澆注和振搗

鋼纖維混凝土在澆注時(shí),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(xù)性。司時(shí),鋼纖維混凝土的澆注必須連續(xù)進(jìn)行。因使用插入式振動(dòng)棒插入鋼纖維混凝±進(jìn)行振搗會(huì)使鋼纖維朝振動(dòng)著的振動(dòng)棒聚集,產(chǎn)生集束效應(yīng)。為確保鋼纖維的二維分布,宜使用平板振動(dòng)器振搗成型。當(dāng)采用振搗棒時(shí),為保證邊角混凝土密實(shí),應(yīng)使鋼纖維縱向條狀集束排列有利于抵抗板體收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力及荷載的傳遞。振搗好的混凝土表面應(yīng)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(xì)、砂率大、纖維亂向分布的特點(diǎn),因此鋼纖維混凝土路面宜采用真空吸水工藝,機(jī)械抹平以防止鋼纖維外露現(xiàn)象。采用壓紋機(jī)壓紋工藝以避免拉毛產(chǎn)生纖維外露現(xiàn)象。拆模后對(duì)纖維外露或漏振時(shí),應(yīng)及時(shí)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(jī)可做成整幅式,不設(shè)縱縫。鋼纖維澆筑要達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度5O%后切鋸縮縫。

4.7運(yùn)輸

鋼纖維混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中,坍落度和含氣量都會(huì)有損失,拌和物稠度下降。由于在運(yùn)輸時(shí)受到振動(dòng)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(yùn)輸距離應(yīng)盡量縮短料斗出口尺寸要大―些。有條件時(shí)也可以采用泵送。

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關(guān)鍵詞:路橋施工;鋼纖維混凝土;性能分析;施工技術(shù)

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(qiáng)度高,但與水泥沙漿的界面粘結(jié)性較差。對(duì)鋼纖維表面進(jìn)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(guī)律性變化的鋼纖維可以改善其力學(xué)性能。當(dāng)用廢鋼絲繩切斷而成時(shí),必須進(jìn)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(qiáng)度為450~800MPa, 與水泥砂漿的粘結(jié)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(qiáng)度因熔鋼成分與熱處理?xiàng)l件而異,表面不規(guī)則且有一層強(qiáng)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(jié)強(qiáng)度。鋼纖維的彈性模量與抗拉強(qiáng)度都比較高,大約為水泥基材的5倍以上。同時(shí)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(zhuǎn)的銑刀切削軟鋼錠或厚鋼板制得,強(qiáng)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(jié)較好。

2.鋼纖維增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度機(jī)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(kuò)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(dāng)基料發(fā)生開(kāi)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(guò)某一臨界值,整個(gè)復(fù)合材料可繼續(xù)承受較高的荷載,并產(chǎn)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(fù)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(jīng)硬化而得,與普通混凝土相比,具有一系列優(yōu)越的物理力學(xué)性質(zhì):

(1)強(qiáng)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(shí),其沖擊韌性指標(biāo)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(qiáng)度。在混凝土中摻入適量鋼纖維,其極限抗壓強(qiáng)度可以提高,單軸抗拉極強(qiáng)度可提高40~50%,抗彎極限強(qiáng)度可提高 50~150%;

(4)變形性能明顯改善。鋼纖維對(duì)混凝土抗壓彈性模量影響不顯著,但對(duì)抗拉彈性模量提高較多,鋼纖維對(duì)混凝土長(zhǎng)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(yīng)力引起裂縫產(chǎn)生與擴(kuò)展的能力;

(6)優(yōu)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(zhǎng)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(zhǎng)徑比是影響鋼纖維混凝土性能的主要因素。當(dāng)鋼纖維混凝土用于路面材料時(shí),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(yīng)用

1.道路施工中鋼纖維混凝土的應(yīng)用

由于鋼纖維混凝土路面具有減薄鋪裝厚度、縱縫不設(shè)或少設(shè)、橫向縮縫少、良好的耐磨性及凍融性等優(yōu)點(diǎn),延長(zhǎng)路面使用壽命,從而在路面工程中獲得廣泛應(yīng)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(shè)縱逢,橫縫間距20~30m,最長(zhǎng)可取50m。

1.2新建復(fù)合式鋼纖維混凝土路面

復(fù)合式路面可以做成雙層式或三層式。雙層式路面的構(gòu)造是在全路面板厚的上層約全厚40~60%鋪設(shè)鋼纖維混凝土。三層式復(fù)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(jié)構(gòu)上比較合理但施工復(fù)雜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)三層式復(fù)合路面宜在機(jī)械化鋪設(shè)條件較高的地區(qū)使用。此外,還可以采用鋼纖維-鋼絲網(wǎng)混凝土復(fù)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(qiáng)度和韌性增強(qiáng),改善碾壓混凝土的力學(xué)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(jié)合式、直接式、分離式三種結(jié)合。結(jié)合式罩面面層與舊混凝土相互粘結(jié)為一整體,共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結(jié),而是中間設(shè)置一個(gè)隔離層,各層獨(dú)立發(fā)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(xì)石混凝土罩面修補(bǔ)

用鋼纖維水泥砂漿或鋼纖維細(xì)石混凝土對(duì)損壞的路面進(jìn)行修補(bǔ)罩面。鋼纖維體積率以1~2%為宜,長(zhǎng)徑比可略高于鋼纖維增強(qiáng)混凝土的長(zhǎng)徑比。一般限制在70 ~100范圍內(nèi)。

1.6在多年凍土地區(qū)的用于抗凍

在多年凍土地區(qū)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(yīng)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(qiáng)橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能,還可以增強(qiáng)橋梁抗折強(qiáng)度,增加橋梁本身剛度,減少鋪裝厚度,降低結(jié)構(gòu)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(fù)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(yīng)力集中區(qū)局部加強(qiáng),改善結(jié)構(gòu)受力性能,有效控制結(jié)構(gòu)變形,減輕自重,推動(dòng)橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化方向發(fā)展。 結(jié)構(gòu)性能良好,造型美觀,而且可減少上部材料用量,使下部墩臺(tái)數(shù)量也相應(yīng)減少,從而降低造價(jià),提高經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)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(tái)等結(jié)構(gòu)局部加固

對(duì)動(dòng)載長(zhǎng)期作用下造成的橋梁墩臺(tái)及橋面板裂縫或表層剝落病害,采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射5~20cm 鋼纖維混凝土以滿足結(jié)構(gòu)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(duì)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(qiáng)

采用鋼纖維混凝土對(duì)樁頂或樁尖局部增強(qiáng), 樁的穿透力有較大提高,錘擊次數(shù)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(qiáng)樁頂?shù)目箾_擊韌性,避免樁頂在打入設(shè)計(jì)深度以前出現(xiàn)破裂,并增加樁尖入土能力,提高打擊速度。樁身部分仍用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當(dāng)然也可以全斷面整體澆筑鋼纖維混凝土, 但其經(jīng)濟(jì)效益會(huì)有所下降。所以,應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(hù)加固

采用噴射鋼纖維混凝土襯砌隧道是一種有效的技術(shù)措施。具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性和防止隧道滲漏水的作用。在邊坡巖石節(jié)理裂隙發(fā)育的地質(zhì)不良地段, 采用普通混凝土支護(hù)并用噴射鋼纖維混凝土加強(qiáng)或全截面采用噴射纖維混凝土支護(hù)加固。

三、鋼纖維混凝土設(shè)計(jì)

鋼纖維混凝土配合比可以根據(jù)普通混凝土配合比的選擇原則,通過(guò)試驗(yàn)最后決定。首先應(yīng)選擇與基材強(qiáng)度相適應(yīng)的鋼纖維品種,鋼纖維極限抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于500MPa。圓直和熔抽鋼纖維適宜配制中低標(biāo)號(hào)混凝土,剪切鋼纖維可配制高標(biāo)號(hào)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(xué)性能與施工和易性要求盡量一致,對(duì)鋼纖維長(zhǎng)徑比應(yīng)加以控制,同時(shí)還應(yīng)考慮鋼纖維的最小直徑。鋼纖維最小直徑不應(yīng)小于 0.40mm,一般應(yīng)控制在0.45~0.70mm左右;鋼纖維的長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)。在正常攪拌機(jī)拌和時(shí),長(zhǎng)徑比應(yīng)控制在50~80。鋼纖維細(xì)石混凝土的砂

率應(yīng)高于相同標(biāo)號(hào)的普通混凝土。為保證鋼纖維同基體牢固結(jié)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(wú)銹、無(wú)油污,并不含其它雜質(zhì)和碎屑。

四、 鋼纖維混凝土施工技術(shù)

鋼纖維混凝土的施工, 按其施工方法來(lái)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(zhì)量的優(yōu)劣,在很大程度上取決于施工質(zhì)量。因此,在鋼纖維混凝土施工時(shí),除了滿足普通混凝土的施工要求外,還應(yīng)特別重視鋼纖維給施工帶來(lái)的技術(shù)問(wèn)題, 確保鋼纖維均勻分布在基體中。

1. 設(shè)置鋼纖維分散裝置

由于鋼纖維一次性直接投入攪拌機(jī)易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象, 為使鋼纖維充分分散,宜將鋼纖維通過(guò)分散機(jī)再進(jìn)入攪拌機(jī)。分散機(jī)功率宜為0.75~1.0kW,分散力宜為20~60kg/min。鋼纖維應(yīng)事先與細(xì)骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質(zhì)較好的纖維,并在料斗入口處設(shè)置振動(dòng)篩。

2. 攪拌投料順序和攪拌時(shí)間

為防止鋼纖維結(jié)團(tuán),需采取分級(jí)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(jī)內(nèi)干拌1min,然后加水和外加劑濕拌2min。

3. 采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)

鋼纖維混凝土攪拌機(jī), 一般最好使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)和雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī) 當(dāng)纖維摻量較高和坍落度較小時(shí),為不使攪拌機(jī)超負(fù)荷工作,攪拌機(jī)的利用率相應(yīng)有所降低

4. 澆注和振搗

鋼纖維混凝土在澆注時(shí),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(xù)性。同時(shí),鋼纖維混凝土的澆注必須連續(xù)進(jìn)行。因使用插入式振動(dòng)棒插入鋼纖維混凝土進(jìn)行振搗,會(huì)使鋼纖維朝振動(dòng)著的振動(dòng)棒聚集,產(chǎn)生集束效應(yīng),為確保鋼纖維的二維分布,宜使用平板振動(dòng)器振搗成型。當(dāng)采用振搗棒時(shí),為保證邊角混凝土密實(shí),應(yīng)使鋼纖維縱向條狀集束排列有利于抵抗板體收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力及荷載的傳遞。振搗好的混凝土表面應(yīng)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(xì)、砂率大、纖維亂向分布的特點(diǎn),因此鋼纖維混凝土路面宜采用真空吸水工藝,機(jī)械抹平以防止鋼纖維外露。采用壓紋機(jī)壓紋工藝以避免拉毛產(chǎn)生纖維外露現(xiàn)象。拆模后對(duì)纖維外露或漏振時(shí),應(yīng)及時(shí)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(jī)可做成整幅式,不設(shè)縱縫。鋼纖維澆筑養(yǎng)生達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%后切鋸縮縫。

7. 運(yùn) 輸

鋼纖維混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中,坍落度和含氣量都會(huì)有損失,拌和物稠度下降。由于在運(yùn)輸時(shí)受到振動(dòng)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(yùn)輸距離應(yīng)盡量縮短,料斗出口尺寸要大一些。有條件時(shí)也可以采用泵送。

五、結(jié) 語(yǔ)

(1)鋼纖維混凝土是一種新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料,可以實(shí)現(xiàn)按照使用要求設(shè)計(jì)材料的目的。隨著鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和基礎(chǔ)理論的不斷完善, 鋼纖維混凝土在路橋工程的應(yīng)用將進(jìn)一步拓寬。

(2)重視鋼纖維混凝土的施工,是保證其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。