纤维混凝土在桥梁中的应用

纤维混凝土在桥梁中的应用

一、纤维混凝土桥面铺装

纤维混凝土作桥面铺装，是纤维混凝土运用最成功、最广泛的领域。自笔者1992年在成都双桥子互通式立交桥推广钢纤维混凝土桥面铺装以来，其优良的力学性能已经广泛获得桥梁界人士和专家们的青睐，纤维混凝土已被普遍地用在立交桥、跨江大桥上，例如万县长江大桥、涪陵长江大桥、风都长江大桥、江津长江大桥等。我省纤维混凝土桥面铺装已有43.72万m2以上。纤维品种也由起初单一的剪切钢纤维，增加了聚丙烯等多种纤维。 1、 旧式钢筋网混凝土桥面铺装

过去的混凝土桥面铺装层均采用加小直径钢筋方格网的混凝土，钢筋直径一般为￠6~￠8，网格间距一般为15~20cm，布设位置在铺装层表面下约3cm的高度处。后来，从改善和减少铺装裂纹考虑，人们逐渐缩小钢筋网格间距，许多设计将其缩小至10cm。

钢筋网混凝土桥面铺装有一个致命的弱点，就是施工中不可避免的受到施工人员和施工机具的践踏，使支垫就位的钢筋下沉而紧贴桥梁梁体表面，从而丧失了钢筋网在铺装混凝土中防止和改善裂缝的作用。成都衣冠庙立交桥，成新公路跨机场路连续钢构造桥和许多桥（特别是连续桥梁）桥面大量裂缝，甚至严重破坏，原因就在于此。

2、 纤维混凝土桥面铺装

混凝土配合比基本不变，用钢纤维或聚丙烯纤维替换上述普通钢筋网混凝土中的钢筋网格。

纤维混凝土铺装厚度与普通钢筋网混凝土厚度相同，不得小于6 cm；剪切钢纤维混凝土中钢纤维掺量78~120kg；聚丙烯纤维混凝土中聚丙烯纤维掺量为每立方米混凝土中掺0.9kg，掺少了效果不好，掺多了则效果不明显。 3、 纤维混凝土桥面铺装的优点

（1）、纤维混凝土桥面铺装，是一种很好的材料，它抗折、抗裂、抗疲劳、耐磨等各项力学指标，均匀优于钢筋网混凝土桥面铺装（见表1）。从比较表中

知，虽试验用的钢筋网网格间距已加密至5 cm*5 cm，位置安放也很准确，但抗折强度等仍不及我们现时采用的掺剪切钢纤维混凝土。特别是连续负弯矩区段和厚层桥面铺装中，更显示出其比钢筋网混凝土具有优越的抗裂性能。 （2）纤维在混凝土中分布比较均匀，克服了钢筋网在混凝土中难于准确定位，发挥不了作用的弱点。 （3）由于没有了钢筋网，工艺简单、立模方便、提高了尺寸准确性，加快了工程进度。 表1 试验结果对比表 配合比 w/c 水泥用量钢水泥：（kg/m3） 纤砂：石 维料品种 1：1.91：0.40 4.75 剪1.91注：切此配合型比按28钢天抗折纤强度达维 到4.5 ￠mpa计算 6.5钢筋网 二、加强梁体混凝土、改善抗裂性能 1997年国庆通车的成都峨影厂高架直通桥，是一个长500多米的连续梁桥，一般跨径20m，主要跨径30m。第一、二联浇注后，尚未通车梁体底部和侧面已经发现大量明显的裂纹。经检算，梁体布筋满足受力要求。设计采取的措施是（1）沿梁外露面混凝土内增设防裂的细钢筋网； （2）在梁体中掺加聚丙烯纤维，掺量为每立方米混凝土0.9kg微纤维。 钢纤维用抗压强开裂载抗折强抗折弹模量（kg/m3） 度（mpa） 荷（kn） 度（mpa） （*103mpa） 78.5 43.3 39.67 5.27 3.21 间距5cm 39.8 69.5 kg/m3 39.17 5.22 3.45 增设钢筋网和掺加聚丙烯纤维后，梁体裂缝数量减少，裂缝宽度变窄。 三、用纤维混凝土进行旧桥加固 某沱江大桥是一座60年代末修建的跨径9*40m+8*20m,桥梁全长520m的双曲拱桥，当时的设计荷载标准已不适应现时交通需要。为提高桥梁承受能力，经多方案比较，选用了增加了拱肋缘钢筋和补浇拱背波谷混凝土的补强方案。加固步骤是凿露出拱肋下缘主筋和箍筋，在原主筋下点焊两根￠25新钢筋，并在其外增加箍筋，然后喷射混凝土封闭新增主筋和箍筋。 起初用普通喷射混凝土，反弹损耗极大，改用掺聚丙烯纤维喷射混凝土后，回弹明显减少，对防裂也起到了好作用。 四、组合桥面板 在重庆鹅公岩长江大桥投标210m+600m+210m钢悬索桥方案中，我们设计了钢纤维混凝土与钢组合桥面板。该设计除桥面与普通钢板桥面不同之外，截面其余部分两者均一致。它与桥面板构造的区别是： （1） 钢桥面：桥面钢板厚度12mm，钢板顶面直接铺装沥青混凝土磨耗层。 （2） 组合桥面：将桥面钢板减薄至8mm，在钢板顶面浇注10mm钢纤维混凝土组合层（钢板兼作模板），钢板与混凝土间靠剪力键传力，在钢纤维混凝土顶面，在浇沥青后天内磨耗层。 在分离式箱梁中，组合桥面钢箱梁与钢桥面箱梁比，组合桥面有以下优点： （1） 恒活比合理，结构刚度大，对行车有利。 （2） 用钢量省，造价较低（表2）。组合桥面钢箱梁与钢桥面钢箱梁相比，组合桥面钢箱梁增加缆索用钢量600t，减少加劲梁用钢2880吨，由主缆索单价低于加劲梁单价，经济效益显著。 表2 鹅公岩长江大桥两种截面主要工程数量及造价比较 截面 缆索预应力钢普通钢材（t） 混凝土安装重建设安装工程（t） 材（t） 加劲梁 其他 （m3） 量（t） 费用（万元）