一种桥面加强用钢纤维混凝土振捣整平施工方法与流程

本发明涉及桥面摊铺技术领域，尤其涉及一种桥面加强用钢纤维混凝土振捣整平施工方法。

背景技术：

在箱梁式桥梁的桥面铺装中，混凝土的强度尤为重要，因此钢纤维混凝土得到大范围使用。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。

近期研究表明，钢纤维的分布和取向与钢纤维砼的强度密切相关，因此衍生出一个研究方向——钢纤维定向排列。根据目前的研究结果，钢纤维定向排布的操作难度仍然较大，制备效率也较低，从而影响大面积桥面铺装的施工效率，亟待改进。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种桥面加强用钢纤维混凝土振捣整平施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种桥面加强用钢纤维混凝土振捣整平施工方法，包括以下步骤：

s1、桥面整理：包括桥面标平、钢筋削平、冲击去结块及凿毛处理；

s2、钢纤维混凝土的现场拌合：将混凝土与钢纤维按照重量比为3-5：1的比例，同时加入到特制拌合机中，进行现场拌合，通过驱动车头悬挂特制拌合机，并现场匀速出料到桥面上；

特制拌合机包括混合箱和搅拌筒，混合箱具体是立式方柱体空腔结构，混合箱的底壁为斜坡设置且坡度为5-15°，混合箱位于斜坡顶部处的侧壁底连通有钢纤维进料斗，钢纤维进料斗侧壁与混合箱位于斜坡顶部处的侧壁相连通，钢纤维进料斗顶部设有进料口，混合箱位于斜坡顶部处的侧壁顶固接有三角支撑板，三角支撑板通过螺栓固接在驱动车头的悬臂上；

混合箱顶壁中心设有与主动轴套接的轴承孔，主动轴顶端伸出混合箱外且连接有低速电机，低速电机外壳底面通过支撑架固接在混合箱顶壁上表面，混合箱顶壁还开设有混凝土进料斗，主动轴底端固接在主动齿盘上表面的中心处，主动齿盘下表面边缘处环形分布有主动齿柱，主动轴套接有推流搅拌桨，推流搅拌桨底部与主动齿盘上表面之间的间隙小于1cm；

混合箱位于斜坡两侧处的侧壁下部架设有从动辊，从动辊与主动轴相互垂直，从动辊伸入混合箱内的辊壁中部固接有等距设置的翼板，翼板的表面与从动辊长度方向相垂直，相邻翼板之间的间距大于钢纤维宽度且小于钢纤维的长度，从动辊伸入混合箱内的辊壁两端对称设有从动齿盘，两个从动齿盘相对的表面边缘处环形分布有从动齿柱，任一从动齿盘的从动齿柱均与主动齿柱相咬合，主动齿盘的转动能够带动从动齿盘旋转，且主动齿盘与从动齿盘的传动比为1:3-1:5，翼板底边与混合箱底壁间的最小间距大于钢纤维的厚度，以便翼板向上转动时将聚集在混合箱底壁的钢纤维上拨，并随混凝土被整理，从而顺利通过翼板之间的间隙，实现定向整理；

搅拌筒为横置，搅拌筒一端面连通在混合箱位于斜坡底部处的侧壁底，搅拌筒另一端面为封闭端且中心部位设有轴承座，轴承座内通过轴承套接有搅拌轴，搅拌轴一端伸出搅拌筒外且连接有中速电机，中速电机外壳靠近搅拌筒的一侧通过支撑架固接在搅拌筒端面，搅拌轴另一端一直延伸至混合箱中；

搅拌筒长度方向与混合箱底壁表面相平行，搅拌筒位于斜坡底部处的弧面底端开设有出料管，搅拌轴位于混合箱与出料管之间的轴壁位置固接有梯形板，梯形板表面与搅拌轴长度方向平行，多组梯形板沿搅拌轴轴心线成环形分布；

s3、钢纤维混凝土的摊铺：在特制拌合机的后面设置摊铺机，特制拌合机，摊铺系数按1.2-1.3控制，在摊铺过程中如有结团现象，及时用人工撕开抖散或剔除，以免发生蜂窝，用人工将sfrc拌和料大致铺整平，并在人工布料时应用铁锹反扣法将钢筋孔隙先填满，再铺平其他部分；

s4、振捣压实：采用大功率平板振动器振捣密实使钢纤维呈二维平面分布，使平面内钢纤维受力均匀，先用插入式振动器沿模板边沿振捣，最后用梁式振动器振捣整平，如发现有钢纤维团出现，要及时将团状物打撒并均匀撒于混凝土中，用表面带凸棱的金属圆滚筒将竖起钢纤维及浮在面上的钢纤维和石子压下去，然后用金属圆滚筒将表面滚压平整；

s5、刮板整平：先用带磨砂的压辊滚压平整，再3长刮板进行纵横向精平表面，将刮起的钢纤维压入混凝土中，并用打磨板压光，使铺装表面为粗糙面，以利于沥青层的粘接；

s6、切缝：横向在每个墩顶部的设一道横向假缝，在桥面其他位置以15-20m间距等距设横向假缝，并与防撞栏的假缝对齐，缝宽3-5mm、缝深2.5cm，切缝时间由气温和钢纤维混凝土的强度确定，一般强度控制在8-15mpa为宜，切缝完成后用聚氨脂焦油灌缝；

s7、抗滑处理：采用刻槽法施工，在钢纤维混凝土初硬后顶端进料口50cm以上的高度位置倾倒入钢纤维进料斗中，通过三角支撑板将混合箱悬挂固接在驱动车头的悬臂上；

s7、抗滑处理：采用刻槽法施工，在钢纤维混凝土初硬后（用刻槽机横向刻槽，槽距25mm、槽宽3mm、槽深3mm；

s8、养护：由于钢纤维混凝土早期强度较高，故应加强早期湿润养护，为确保与沥青结合面的清洁，采用自来水养护，不覆盖草袋、砂等覆盖物，为防止气温过高，水分蒸发过快，采用塑料薄膜覆盖湿养，待测试强度分别达到30mpa且不小于7d时，方可安排施工车辆在桥面行驶。

优选地，特制拌合机的使用过程如下：

a.混凝土由普通混凝土的滚筒式搅拌机供应，钢纤维从距离钢纤维进料斗顶端进料口50cm以上的高度位置倾倒入钢纤维进料斗中，通过三角支撑板将混合箱悬挂固接在驱动车头的悬臂上；

b.开启低速电机及中速电机，控制低速电机转速为3-5r/min，并使从动辊旋转方向为顺时针，使翼板将混合箱底壁积累的钢纤维往斜坡顶的方向拨动，混凝土从混凝土进料斗落入到主动齿盘上表面，经过推流搅拌桨的低速搅拌后，从主动齿盘四周落入到混合箱下部，一部分混凝土与钢纤维进料斗进入的钢纤维结合，并经过转动的翼板之间间隙，筛分后定向排列的钢纤维并携带混凝土，另一部分混凝土直接落入搅拌筒中并与定向排列的钢纤维混合；

c.定向排列的钢纤维与混凝土混合后，进入到梯形板之间的位置，经过中速旋转搅拌，后一直运输至出料管处，倾倒至桥面上。

优选地，出料管长度方向与搅拌筒长度方向之间的夹角为60-75°，便于钢纤维混凝土顺利滑落至桥面。

优选地，在特制拌合机的使用过程中，从钢纤维进料斗适当添加部分水，以浸润钢纤维，实现湿法拌合。

优选地，出料管处钢纤维的定向排列比例为80-85%，定向排列的钢纤维易形成二维平面的织网结构，受桥面垂向的抗压强度大幅度增加，从而提高本发明的桥面整体强度。

优选地，从动辊两端的轴承孔两侧部均固接有密封套，提高密封程度，避免混凝土泄液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.针对现有钢纤维混凝土中钢纤维的均匀分布难的技术难题，本发明提出一种新颖的特制拌合机，其采用可转动的、且等间距分布的翼板形成筛分阵列，将杂乱排列的钢纤维快速定向排列，截留的未排列钢纤维经过拨动和搅拌改变方向，直到可从筛分阵列中顺利通过，从而实现了快速定向排列；

2.再针对传统方法先将钢纤维排列（磁性和人工）后再运输到混凝土中进行振动拌合后钢纤维排列的定向率再次下降的问题不足，本发明提出的特制拌合机在将钢纤维定向排列后与混凝土之间混合，并通过梯形板中速搅拌，梯形板与定向排列后的钢纤维基本平行，使搅拌基本不改变钢纤维的方向，彻底实现解决混凝土搅拌和钢纤维定向排列之间的矛盾，得到钢纤维混凝土的强度高于乱向分布钢纤维的复合混凝土。

附图说明

图1为本发明所采用的特制拌合机的结构示意图；

图2为本发明所采用的特制拌合机中的齿柱传动结构示意图；

图中：混合箱1、搅拌筒2、钢纤维进料斗3、三角支撑板4、主动轴5、低速电机6、混凝土进料斗7、主动齿盘8、主动齿柱9、从动辊10、翼板11、从动齿盘12、从动齿柱13、轴承座14、搅拌轴15、中速电机16、出料管17、梯形板18、推流搅拌桨19。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种桥面加强用钢纤维混凝土振捣整平施工方法，包括以下步骤：

s1、桥面整理：包括桥面标平、钢筋削平、冲击去结块及凿毛处理；

s2、钢纤维混凝土的现场拌合：将混凝土与钢纤维按照重量比为3-5：1的比例，同时加入到特制拌合机中，进行现场拌合，通过驱动车头悬挂特制拌合机，并现场匀速出料到桥面上；

特制拌合机包括混合箱1和搅拌筒2，混合箱1具体是立式方柱体空腔结构，混合箱1的底壁为斜坡设置且坡度为5-15°，混合箱1位于斜坡顶部处的侧壁底连通有钢纤维进料斗3，钢纤维进料斗3侧壁与混合箱1位于斜坡顶部处的侧壁相连通，钢纤维进料斗3顶部设有进料口，混合箱1位于斜坡顶部处的侧壁顶固接有三角支撑板4，三角支撑板4通过螺栓固接在驱动车头的悬臂上；

混合箱1顶壁中心设有与主动轴5套接的轴承孔，主动轴5顶端伸出混合箱1外且连接有低速电机6，低速电机6外壳底面通过支撑架固接在混合箱1顶壁上表面，混合箱1顶壁还开设有混凝土进料斗7，主动轴5底端固接在主动齿盘8上表面的中心处，主动齿盘8下表面边缘处环形分布有主动齿柱9，主动轴5套接有推流搅拌桨19，推流搅拌桨19底部与主动齿盘8上表面之间的间隙小于1cm；

混合箱1位于斜坡两侧处的侧壁下部架设有从动辊10，从动辊10与主动轴5相互垂直，从动辊10伸入混合箱1内的辊壁中部固接有等距设置的翼板11，翼板11的表面与从动辊10长度方向相垂直，相邻翼板11之间的间距大于钢纤维宽度且小于钢纤维的长度，从动辊10伸入混合箱1内的辊壁两端对称设有从动齿盘12，两个从动齿盘12相对的表面边缘处环形分布有从动齿柱13，任一从动齿盘12的从动齿柱13均与主动齿柱9相咬合，主动齿盘8的转动能够带动从动齿盘12旋转，且主动齿盘8与从动齿盘12的传动比为1:3-1:5，翼板11底边与混合箱1底壁间的最小间距大于钢纤维的厚度，以便翼板11向上转动时将聚集在混合箱1底壁的钢纤维上拨，并随混凝土被整理，从而顺利通过翼板11之间的间隙，实现定向整理；

搅拌筒2为横置，搅拌筒2一端面连通在混合箱1位于斜坡底部处的侧壁底，搅拌筒2另一端面为封闭端且中心部位设有轴承座14，轴承座14内通过轴承套接有搅拌轴15，搅拌轴15一端伸出搅拌筒2外且连接有中速电机16，中速电机16外壳靠近搅拌筒2的一侧通过支撑架固接在搅拌筒2端面，搅拌轴15另一端一直延伸至混合箱1中；

搅拌筒2长度方向与混合箱1底壁表面相平行，搅拌筒2位于斜坡底部处的弧面底端开设有出料管17，搅拌轴15位于混合箱1与出料管17之间的轴壁位置固接有梯形板18，梯形板18表面与搅拌轴15长度方向平行，多组梯形板18沿搅拌轴15轴心线成环形分布；

s3、钢纤维混凝土的摊铺：在特制拌合机的后面设置摊铺机，特制拌合机，摊铺系数按1.2-1.3控制，在摊铺过程中如有结团现象，及时用人工撕开抖散或剔除，以免发生蜂窝，用人工将sfrc拌和料大致铺整平，并在人工布料时应用铁锹反扣法将钢筋孔隙先填满，再铺平其他部分；

s4、振捣压实：采用大功率平板振动器振捣密实使钢纤维呈二维平面分布，使平面内钢纤维受力均匀，先用插入式振动器沿模板边沿振捣，最后用梁式振动器振捣整平，如发现有钢纤维团出现，要及时将团状物打撒并均匀撒于混凝土中，用表面带凸棱的金属圆滚筒将竖起钢纤维及浮在面上的钢纤维和石子压下去，然后用金属圆滚筒将表面滚压平整；

s5、刮板整平：先用带磨砂的压辊滚压平整，再3长刮板进行纵横向精平表面，将刮起的钢纤维压入混凝土中，并用打磨板压光，使铺装表面为粗糙面，以利于沥青层的粘接；

s6、切缝：横向在每个墩顶部的设一道横向假缝，在桥面其他位置以15-20m间距等距设横向假缝，并与防撞栏的假缝对齐，缝宽3-5mm、缝深2.5cm，切缝时间由气温和钢纤维混凝土的强度确定，一般强度控制在8-15mpa为宜，切缝完成后用聚氨脂焦油灌缝；

s7、抗滑处理：采用刻槽法施工，在钢纤维混凝土初硬后用刻槽机横向刻槽，槽距25mm、槽宽3mm、槽深3mm；

s8、养护：由于钢纤维混凝土早期强度较高，故应加强早期湿润养护，为确保与沥青结合面的清洁，采用自来水养护，不覆盖草袋、砂等覆盖物，为防止气温过高，水分蒸发过快，采用塑料薄膜覆盖湿养，待测试强度分别达到30mpa且不小于7d时，方可安排施工车辆在桥面行驶。

参照图1，特制拌合机的使用过程如下：

a.混凝土由普通混凝土的滚筒式搅拌机供应，钢纤维从距离钢纤维进料斗3顶端进料口50cm以上的高度位置倾倒入钢纤维进料斗3中，通过三角支撑板4将混合箱1悬挂固接在驱动车头的悬臂上；

b.开启低速电机6及中速电机16，控制低速电机6转速为3-5r/min，并使从动辊10旋转方向为顺时针，使翼板11将混合箱1底壁积累的钢纤维往斜坡顶的方向拨动，混凝土从混凝土进料斗7落入到主动齿盘8上表面，经过推流搅拌桨19的低速搅拌后，从主动齿盘8四周落入到混合箱1下部，一部分混凝土与钢纤维进料斗3进入的钢纤维结合，并经过转动的翼板11之间间隙，筛分后定向排列的钢纤维并携带混凝土，另一部分混凝土直接落入搅拌筒2中并与定向排列的钢纤维混合；

c.定向排列的钢纤维与混凝土混合后，进入到梯形板18之间的位置，经过中速旋转搅拌，后一直运输至出料管17处，倾倒至桥面上。

参照图1，出料管17长度方向与搅拌筒2长度方向之间的夹角为60-75°，便于钢纤维混凝土顺利滑落至桥面。

参照图1，在特制拌合机的使用过程中，从钢纤维进料斗3适当添加部分水，以浸润钢纤维，实现湿法拌合。

参照图1，出料管17处钢纤维的定向排列比例为80-85%，定向排列的钢纤维易形成二维平面的织网结构，受桥面垂向的抗压强度大幅度增加，从而提高本发明的桥面整体强度。

参照图1，从动辊10两端的轴承孔两侧部均固接有密封套，提高密封程度，避免混凝土泄液。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。