钢纤维混凝土在现浇预应力混凝土桥梁中的应用
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摘要：钢纤维混凝土由于其优越的性能在桥梁工程中已得到了广泛的应用。文章从钢纤维混凝土的基本性能出发，以某城市承建的立交桥桥梁为例，对钢纤维混凝土在现浇预应力混凝土桥梁中的应用进行阐述，力图使钢纤维混凝土在现浇预应力混凝土桥梁中得到推广。
关键词：钢纤维混凝土；现浇预应力；立交桥
近年来，钢纤维混凝土在桥梁建筑领域应用较广泛。目前，国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的基本性能也做了大量的研究，由于其中掺加了一定数量的钢纤维，因而具有比普通混凝土更为优越的物理和力学性能。
一、钢纤维混凝土的基本性能
钢纤维混凝土最基本的性能就是具有较高的抗弯、抗拉、抗扭以及抗剪强度。在混凝土中掺入适量钢纤维，混凝土的抗弯强度会提高30%～70%，抗拉强度会提高20%～45%，抗剪强度会提高45%～90%。同时，钢纤维混凝土具有经济性的重要标志就是强度和重量比值增大。其次，钢钎维混凝土具有卓越的抗冲击性能。材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性。另外，由于钢纤维混凝土比普通混凝土的抗裂性、整体性都好，所以其耐磨性、耐冻融性、抗气蚀性以及抗腐蚀性均有显着提高。
二、钢纤维混凝土在现浇预应力混凝土桥梁中的应用――以某城市承建的立交桥桥梁为例
（一）该立交桥桥梁承建实况
该立交桥是往城市机场和其它城市方向的重要交通要道。设计荷载汽车-超20级，挂车-120。桥面全宽21.75米，分为南北两座桥。立交桥桥梁全长145.6米，宽13.4米，跨径为40+50+40米，上部结构为三孔现浇预应力混凝土变截面连续箱梁，下部结构中墩采用V型墩，同时与箱梁固结。桥梁横断面为单箱四室，梁高1.1米，箱梁两则悬臂各2.5米。另外，施工要求泵送混凝土，混凝土设计强度等级C50，坍落度80毫米～180毫米。经过与预应力结构方案比较，确定主梁采用钢纤维混凝土。
（二）钢纤维混凝土的配合比设计
钢纤维混凝土配合比的设计内容包括计算配制强度、确定水灰比、钢纤维体积率、单位用水量、单位水泥用量、含砂率、计算集料、钢纤维用量。要先确定好钢纤维体积率、砂率以及水灰比。然后确定好单位体积水泥用量与用水量后，再按绝对体积法计算材料用量，确定初步配合比。紧接着，按初步配合比进行拌和物性能试验，调整单位体积用水量和砂率，确定强度试验用基准配合比。最后，根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率，确定钢钎维混凝土施工配合比。
（三）钢纤维混凝土的现场施工
1．施工注意事项。首先，对主梁混凝土进行施工时，应当注意主梁混凝土的浇筑顺序是从底板到腹板再到顶板，并且一台混凝土泵车要位于待浇孔跨的一端，再由这一端向另一端泵送入模。同时，泵送下料口的位置应当经常性的移动，在同一个位置的混凝土不能堆积太厚，而且严禁用插入式振捣棒平拖混凝土。另外，要特别注意抹压后的混凝土表面应该是平整的，且没有碎石、钢纤维裸露等现象。其次，在施工过程中要注意确保混凝土不结团。一旦发现有结团现象，一定要及时用人工撕开抖散或剔除，避免其硬化后，混凝土表面出现蜂窝现象。还应注意早期的湿润养护，采用洒水保湿养生、采用脱模剂或覆盖草袋。同时，主梁混凝土强度达到其标准强度的80%时，须对预应力钢筋进行张拉。而且，在张拉过程中，应避免构件截面呈过大的偏心受压状态。
2．现场施工流程。主梁混凝土主要施工流程为：（1）对施工基面进行处理，对主桥桥墩钻孔桩、承台、立柱、帽梁施工，现场搭设梁体支架，并浇筑拱肋湿接头；（2）先对底板和腹板进行混凝土施工。将施工缝留在翼板与腹板交接处，然后逐孔分层浇筑。并且采用浮吊船吊装就位，现浇湿接头，接头处用胶带纸缠绕，严防漏浆；（3）继续浇筑顶板；（4）待接头混凝土达到标准强度的90%后，按顺序拆除拱肋支架；（5）铺设行车道板，现浇桥面整体化混凝土，安装防撞护栏及附属构件；（6）主梁混凝土施工结束后，对其进行早期的湿润养护，待混凝土强度达到其标准强度的80%时，对预应力钢筋进行张拉。
三、防治裂缝现象的措施
施工过程中，由于现场施工人员没有按照要求来认真完成钢钎维混凝土的施工，经常会出现裂缝现象，使得主梁今后的正常使用直接受到影响。所以，在主梁混凝土施工过程中，施工人员要加强质量意识，把工作落实到实处。质检人员在质量验收中一旦发现问题要立刻采取防治和补救措施。
（一）落实施工质量监控工作
施工质量包含着施工原材料的质量以及施工人员的施工操作正确性。首先，在浇筑前，施工单位必须规定用于本桥梁的所有原材料要按技术规范的要求进行严格的检查，并定期进行抽检，不合格的材料坚决不能用于本桥梁。另外，还须督促试验员及时留取强度试块，以便与普通混凝土强度进行对比。
（二）采用合理的浇筑方法
合理有效地浇筑方法是保证施工质量的基础。主梁的浇筑，一般采用二次成型法，即先浇筑底板和腹板，再浇筑顶板的方法。将施工缝留在翼板与腹板交接处，然后逐孔分层浇筑。对于钢钎维混凝土顶板的浇筑，应当严格控制其标高，为防止混凝土收缩裂缝，可在钢钎维混凝土表面初凝时进行二次抹面。
（三）有效维护混凝土保护层
在主梁混凝土施工过程中，要经常对其保护层进行维护，增加主梁使用保护层垫块厚度。这样可以很好的隔绝产生裂缝而出现二氧化碳氧化桥梁钢筋的现象。在主梁混凝土保护层施工过程中，一定要注意将保护层垫块摆放的位置和距离按照设计图纸的规定摆放。最关键的是，在浇筑过程中，施工人员要注意保护层是否存在损坏，一旦发现问题，必须立刻停止浇筑，补充后再继续浇筑，以确保桥梁施工的质量符合标准要求。
（四）该立交桥工程检验结果
该立交桥工程完工后，对其进行了荷载试验，检验结果表明：该立交桥在试验荷载作用下量测的控制截面的挠度、应变值均低于设计计算值，最大挠度和最大应变处的残余变形均小于20%。试验前后对试验主梁进行了裂缝检查，未发现有明显裂缝，检测指标满足规范要求。同时也表明，该立交桥工程施工人员质量意识较高，基本是按照工程要求来完成混凝土施工。
四、结语
现浇梁裂缝的产生不仅严重缩短了我国高速公路桥梁的寿命，同时对已建设好的桥梁也会造成严重的安全隐患。在现浇预应力混凝土桥梁中应用钢纤维混凝土，混凝土的抗剪、抗压、抗裂、抗折等强度以及冲击韧性均能明显提高。同时，钢纤维混凝土的外形较美观，使用寿命长，维修和养护费用较低。因此，应当尽快解决这类裂缝问题，落实好混凝土施工中的防裂工作，将产生质量缺陷的机率降至最低点，使钢纤维混凝土在桥梁中得到推广使用，使其在未来取得更大的技术进步和广阔的应用前景。
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