鋼筋鋼纖維復(fù)合混凝土管片的生產(chǎn)與應(yīng)用

【摘要】根據(jù)地下軌道交通對(duì)鋼筋鋼纖維復(fù)合混凝土管片的需求, 介紹了鋼纖維混凝土配制的基本要求、鋼纖維混凝土管片生產(chǎn)的工藝流程, 與普通混凝土管片相比: 具有優(yōu)良的力學(xué)性能及應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】地鐵管片鋼纖維聚丙烯纖維復(fù)合混凝土

【中圖分類號(hào)】TU755.6 / 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B 【文章編號(hào)】1004- 1001( 2007) 03- 0188- 04

　　在上海軌道交通6 號(hào)線浦電路～藍(lán)村路站上行線區(qū)間SK18+840—SK18+909 內(nèi)淺埋有科研用直線環(huán)鋼筋鋼纖維復(fù)合混凝土管片, 總數(shù)為48 環(huán), 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55P10。本文介紹用于地鐵管片鋼纖維混凝土的制作工藝及與普通混凝土管片的比較。

1 鋼纖維混凝土的配制與生產(chǎn)

1.1 鋼纖維混凝土的增強(qiáng)機(jī)理與配制原則

　　鋼纖維混凝土可認(rèn)為是把鋼纖維和混凝土作為素材在各自規(guī)定的空間進(jìn)行均勻配制和制造的雙向復(fù)合材料, 與素混凝土相比具有一系列優(yōu)良的物理力學(xué)性能: 它具有較高的抗拉、抗彎、抗剪和抗壓強(qiáng)度, 如單軸抗拉可提高40%~ 50%,抗彎強(qiáng)度提高50%以上; 具有卓越的抗沖擊性能; 抗裂、抗疲勞性能顯著提高; 變形性能改善, 鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10%~ 30%。目前, 對(duì)于混凝土中均勻而任意分布的短纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理, 存在兩種不同的理論解釋[2]。其一為“纖維間距機(jī)理”。認(rèn)為混凝土內(nèi)部原來(lái)就存在著缺陷,當(dāng)外力作用于材料上時(shí), 缺陷部位的集中應(yīng)力較大, 于是裂紋就從這些部位發(fā)展。在材料中摻入鋼纖維后, 裂紋端部鋼纖維的粘結(jié)應(yīng)力發(fā)揮出阻止裂縫的作用, 其結(jié)果, 在裂紋尖端的部位就減少了裂紋的擴(kuò)大力量, 抗裂強(qiáng)度得到增強(qiáng)。為了擴(kuò)大這種效果, 減少纖維的間距是有效的。于是得出纖維混凝土的抗裂強(qiáng)度是由纖維間距決定的。其二為“復(fù)合材料機(jī)理”, 將纖維增強(qiáng)混凝土看作是纖維強(qiáng)化體系, 應(yīng)用混合原理來(lái)推定纖維混凝土的抗拉和抗彎強(qiáng)度, 于是得出纖維混凝土強(qiáng)度與纖維的摻入量、方向、長(zhǎng)徑比及粘結(jié)力之間的關(guān)系。

　　因此鋼纖維均勻分散在混凝土中是必不可少的條件, 也是配合比設(shè)計(jì)時(shí)必須首先考慮和滿足的。

　　配合比設(shè)計(jì)原則: 軸心抗壓f fc=26.0 MPa, 抗拉f ft=2.62 MPa, 強(qiáng)度等級(jí)C55, 具有較好的工作性能, 較好的粘聚性, 不泌水、不離析, 鋼纖維在拌制過(guò)程中不折斷、不結(jié)團(tuán)。

1.2 原材料的技術(shù)要求及選用

1.2.1 水泥、粗細(xì)骨料、外加劑、粉煤灰的選用

　　(1) 水泥: 選用產(chǎn)量大、質(zhì)量較穩(wěn)定的上海海螺52.5PII水泥, R3=30.8 MPa, R28=62.6 MPa 且與外加劑的適應(yīng)性能良好。

　　(2) 細(xì)骨料: 選用天然河砂, μf = 2.6, 含泥量O.4%, 泥塊含量0.2%, 級(jí)配良好。

　　(3) 粗骨料: 選用湖州新紀(jì)元5~ 25 mm連續(xù)級(jí)配碎石,針片狀含量5%, 含泥量0.4%, 泥塊含量0.1%。

　　(4) 粉煤灰: 混凝土中摻入鋼纖維后, 和易性會(huì)變差, 而且流動(dòng)性降低, 不利于施工, 需利用礦物摻合料的疊加效應(yīng),優(yōu)化攪拌施工工藝。粉煤灰還可以減少混凝土的干縮與徐變, 降低水化熱、提高混凝土后期強(qiáng)度。選用揚(yáng)州洋榕生產(chǎn)的II 型低鈣灰、45μm方孔篩篩余17.2%, 需水量比103%。

　　(5) 外加劑: 選用欣良潤(rùn)榕公司生產(chǎn)的XL—126 減水劑, 摻量1.2%, 減水率19.1%。

　　(6) 拌合水: 采用可飲用自來(lái)水。

1.2.2 鋼纖維的技術(shù)要求

　　(1) 鋼纖維按其制造方式可分為切斷鋼纖維、切削鋼纖維, 剪切鋼纖維和熔抽鋼纖維。本工程選用上海哈瑞克斯金屬制品有限公司生產(chǎn)的切斷鋼纖維, 長(zhǎng)度lf=50 mm, 直徑df=0.9 mm, 抗拉強(qiáng)度f(wàn) sft>1 000 MPa, 形狀縱向平直, 兩端帶鉤, 表面光滑。

　　(2) 聚丙烯纖維: 選用格雷斯公司生產(chǎn)的l=19 mm、d=18μm的聚丙烯纖維, 它具有良好的阻裂性能。

1.3 配合比確定

　　通過(guò)計(jì)算, 試配、調(diào)整及考慮材料質(zhì)量情況, 確定配合比的技術(shù)參數(shù): 等效水灰比0.353, 粉煤灰摻量25%, 粉煤灰的膠凝率0.6, 砂率30%, 外加劑摻量1.2%, 鋼纖維摻量30 Kg/m3, 聚丙烯纖維摻量1.0 kg/m3, 鋼纖維混凝土坍落度較普通混凝土坍落度大, 宜控制在60 mm。

1.4 鋼纖維混凝土的生產(chǎn)工藝

1.4.1 稱量

　　(1) 稱量和配水機(jī)械裝置應(yīng)維持在良好狀態(tài), 并每月定期校核一次。

　　(2) 所有混凝土材料按質(zhì)量稱量。細(xì)、粗集料稱量的允許偏差為±3%; 水、水泥( 含摻合料) 、外加劑、鋼纖維、聚丙烯纖維的允許偏差為±2%。

1.4.2 拌和

　　(1) 鋼纖維混凝土在拌制過(guò)程中容易結(jié)團(tuán), 從而影響混凝土性能, 故在攪拌過(guò)程中必須采用強(qiáng)制式攪拌機(jī), 采用干拌與濕拌相結(jié)合的兩次攪拌工藝, 同時(shí)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間, 使鋼纖維在混凝土中分散均勻。

　　聚丙烯纖維先于骨料散入料倉(cāng)四壁, 在骨料下料時(shí)均勻帶入攪拌機(jī)中, 鋼纖維采用機(jī)械分散加入, 其做法是在料倉(cāng)上搭設(shè)平臺(tái), 臺(tái)上放置鋼纖維分散機(jī), 當(dāng)骨料從皮帶口下料進(jìn)入料倉(cāng)時(shí), 分層加入鋼纖維, 必要時(shí)可以人工配合。鋼纖維表面不得粘混有油污和其他妨礙鋼纖維與水泥漿粘結(jié)的雜質(zhì)。攪拌時(shí)間控制為120s, 控制出機(jī)坍落度60 mm。

　　(2) 在下盤(pán)材料裝入前, 全部出空拌筒內(nèi)的拌和料。攪拌設(shè)備停用超過(guò)30 min 時(shí), 須將攪拌筒徹底清洗, 方可繼續(xù)拌和新混凝土。

1.4.3 運(yùn)輸

　　混凝土運(yùn)輸工具主要采用卡車(chē)集料斗?；炷翝窳系牡群驎r(shí)間不得超過(guò)30 min。

2 鋼纖維復(fù)合混凝土管片的生產(chǎn)工藝

　　鋼纖維復(fù)合混凝土管片與普通混凝土管片相比, 生產(chǎn)工藝有所變化, 但工藝流程基本相同。其工藝流程為: 鋼筋斷料和成型→在鋼筋靠模架上完成鋼筋骨架制作→鋼模按規(guī)定操作完成清理和裝配→對(duì)鋼模進(jìn)行精度檢驗(yàn)→鋼筋骨架安裝入模并墊保護(hù)層支架→預(yù)埋件焊接→隱蔽工程驗(yàn)收→按當(dāng)日的混凝土配合比調(diào)整單由電腦計(jì)量的攪拌機(jī)攪拌混凝土→由放料斗向鋼模內(nèi)分層均勻布料并采用插入式振搗器振搗成型→成型后管片外弧面混凝土根據(jù)氣溫進(jìn)行收水抹面→當(dāng)混凝土表面已達(dá)到終凝后蓋塑料薄膜靜養(yǎng)、蒸養(yǎng)→在滿足起吊強(qiáng)度后用真空吸盤(pán)起吊→管片脫模后放置車(chē)間進(jìn)行整修→待管片表面溫度和水溫差小于20℃時(shí)入水養(yǎng)護(hù)池養(yǎng)護(hù)→水養(yǎng)7 d 后吊入堆場(chǎng)進(jìn)行堆放→出廠檢驗(yàn)并蓋合格章→出廠。

2.1 鋼筋骨架制作與入模

　　首先熟悉配筋圖, 成型前先根據(jù)配筋圖配料情況, 配齊各種規(guī)格, 并結(jié)合鋼筋形狀確定合理的成型順序。鋼筋規(guī)格、數(shù)量、位置按設(shè)計(jì)圖分布, 如有特殊原因未按圖紙或加工圖所示位置連接鋼筋, 在安設(shè)鋼筋以前, 提交表明每個(gè)接點(diǎn)位置的專用圖紙, 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簽證或監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。鋼筋骨架在專門(mén)的成型靠模上就位后進(jìn)行焊接, 以保證鋼筋骨架精度、組模質(zhì)量, 并采用CO2 氣體保護(hù)焊焊接成型, 焊接中不得出現(xiàn)咬肉、氣孔、脫焊現(xiàn)象, 焊縫長(zhǎng)度、高度必須符合設(shè)計(jì)要求。

　　成型后的鋼筋骨架, 必須保證有足夠的剛度和穩(wěn)定性, 以便在運(yùn)送、吊裝和澆筑混凝土?xí)r不致松散、移位、變形。鋼筋骨架質(zhì)量有專人負(fù)責(zé)檢查, 并按規(guī)格掛牌標(biāo)識(shí), 整齊堆放, 堆高不宜多于4 層。

　　鋼筋骨架制作與普通混凝土管片骨架制作相比, 大大簡(jiǎn)化, 鋼筋的用量大幅下降, 焊接點(diǎn)數(shù)大幅降低( 見(jiàn)圖1) 。鋼纖維復(fù)合混凝土管片含鋼量為415.6 kg/ 環(huán), 普通混凝土管片含鋼量為790.56 kg/ 環(huán), 含鋼量下降了374.96 kg, 下降幅度達(dá)47%, 從而使CO2 保護(hù)焊的焊點(diǎn)由5 000 點(diǎn)下降至1 935 點(diǎn), 下降幅度達(dá)61%。

　　鋼筋骨架入模位置應(yīng)保持正確, 放于鋼模中間, 底面采用高強(qiáng)度塑料支架作混凝土保護(hù)層, 高度符合設(shè)計(jì)規(guī)定的混凝土保護(hù)層厚度。鋼筋骨架不得與螺栓手孔模芯相碰。預(yù)埋件應(yīng)與鋼模、模芯保持可靠的密貼, 壓漿孔應(yīng)平整密貼于模板上。

　　所有預(yù)埋件按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確就位, 并固定( 焊接) 牢靠, 防止振搗時(shí)移位。全面檢查鋼筋骨架及預(yù)埋件的安裝質(zhì)量, 并詳細(xì)記錄于自檢表中, 交由專職質(zhì)檢員進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收, 檢查鋼筋品種、規(guī)格、尺寸、長(zhǎng)度、保護(hù)層, 鋼筋和預(yù)埋件的位置和數(shù)量、防迷流測(cè)試等項(xiàng)目, 驗(yàn)收合格后才允許澆搗混凝土。

2.2 管片的澆搗與成型

　　鋼纖維混凝土澆搗, 是控制施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。澆筑中斷會(huì)造成鋼纖維沿接縫的表面排列, 起不了增強(qiáng)作用。管片成型采用先兩端后中央, 分層攤鋪的振搗工藝。管片兩端振搗成型后蓋上壓板, 壓板必須壓牢后方可繼續(xù)進(jìn)行加料振搗, 振搗時(shí)振搗棒須插入下部, 但應(yīng)避免碰鋼模、芯棒、鋼筋和預(yù)埋件, 振搗棒須快插慢拔, 振搗半徑控制在30 cm以內(nèi),振搗時(shí)間較普通混凝土適當(dāng)延長(zhǎng), 以混凝土表面呈現(xiàn)浮漿,混凝土不再下沉為準(zhǔn)。成型后管片外弧面的混凝土收水時(shí)間以管片外弧面混凝土表面已達(dá)到初凝來(lái)控制。外弧面收水抹平操作時(shí), 依下列順序進(jìn)行: 先用鐵尺刮去多余混凝土, 并使外弧面沿鋼模弧度平順, 達(dá)到平整效果。抹面次數(shù)較普通混凝土應(yīng)增加1~ 2 次, 以達(dá)到管片表面密實(shí)?；炷脸跄皯?yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)一下芯棒, 當(dāng)混凝土達(dá)到初凝后再次轉(zhuǎn)動(dòng)芯棒, 視混凝土結(jié)硬程度, 抽出芯棒, 芯孔不得出現(xiàn)坍孔變形。芯棒抽出時(shí)間應(yīng)根據(jù)天氣、溫度、混凝土結(jié)硬程度來(lái)確定。管片收水抹面后, 立即覆蓋塑料薄膜, 避免混凝土管片出現(xiàn)失水龜裂。

2.3 管片的蒸養(yǎng)、脫模和水養(yǎng)護(hù)

　　(1) 澆搗及抹面結(jié)束后, 應(yīng)覆蓋防水薄膜靜養(yǎng)約2 h,方可開(kāi)始蒸養(yǎng)。采用坑式蒸汽養(yǎng)護(hù)。管片養(yǎng)護(hù)必須嚴(yán)格分靜停、升溫、恒溫、降溫等四個(gè)階段進(jìn)行。升溫速度每小時(shí)不超過(guò)15℃, 達(dá)到恒溫溫度50℃～55℃時(shí), 保持恒溫時(shí)間2～3 h, 自然降溫速度每小時(shí)不宜超過(guò)15℃, 可分次慢慢拉開(kāi)坑蓋門(mén), 達(dá)到與外界溫差少于20℃為止。

　　(2) 管片經(jīng)蒸養(yǎng)后以同條件養(yǎng)護(hù)的試件的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的45%, 養(yǎng)護(hù)坑內(nèi)溫度降到與外界20℃的溫差以內(nèi), 方可開(kāi)坑、脫模。

　　(3) 脫模操作要點(diǎn): 按鋼模技術(shù)操作規(guī)程順序拆除側(cè)板和端板螺拴, 在脫模時(shí)嚴(yán)禁硬撬硬敲, 以免損壞管片和鋼模,脫模的速度宜快, 以免管片和鋼模因收縮變型不同步而在管片周?chē)霈F(xiàn)細(xì)裂縫。管片的脫模起吊應(yīng)按不同的管片型號(hào),使用真空吸盤(pán)平衡起吊, 并有專人操作。

　　(4) 管片起吊后需用翻身架翻身直立, 翻身架與管片接觸部位須有柔性材料予以保護(hù)。

　　(5) 管片脫模后在廠房?jī)?nèi)臨時(shí)堆放, 且堆放排列整齊,并擱置在柔性材料上, 墊條厚度一致, 擱置部位合理穩(wěn)妥。脫模后遇有管片氣泡或損壞等, 應(yīng)待管片冷卻后及時(shí)按規(guī)定要求修補(bǔ)。

　　(6) 管片冷卻后方可放入水池中進(jìn)行7 d 水養(yǎng)護(hù), 入池時(shí)管片與水的溫度差不宜大于20℃, 在水養(yǎng)護(hù)時(shí)管片必須全部浸沒(méi)水中。

2.4 管片的堆放

　　管片堆場(chǎng)的地坪、墊梁需堅(jiān)實(shí)平整, 管片在堆場(chǎng)上側(cè)立按同型號(hào)堆放, 堆放高度以3 層為宜。管片在出廠前及運(yùn)輸過(guò)程中的堆放, 采用元寶形堆放, 最底部管片的墊條高度要求不小于200 mm, 且不同層間的墊條應(yīng)豎直成一條直線。管片在任何時(shí)候都擱置在柔性材料上, 在堆放時(shí)管片與管片之間保持一定的距離( 垂向10 cm、平面50 cm) , 在吊運(yùn)、堆放、裝卸時(shí)需有專人指揮, 兩人扶持管片, 避免損壞管片的表面、邊緣和角部。

3 鋼纖維復(fù)合混凝土管片的生產(chǎn)質(zhì)量控制

3.1 混凝土質(zhì)量控制

　　(1) 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量, 確保使用優(yōu)質(zhì)原材料。

　　(2) 加強(qiáng)計(jì)量抽檢力度, 特別是鋼纖維與聚丙烯纖維的計(jì)量抽檢, 嚴(yán)格按施工配合比施工。

　　(3) 出機(jī)坍落度檢驗(yàn), 確保鋼纖維混凝土工作性能。

　　(4) 鋼纖維均勻性控制與檢驗(yàn): 除按普通混凝土質(zhì)量、計(jì)量控制外, 還在生產(chǎn)過(guò)程中, 采用水洗法檢查鋼纖維在拌合物中的均勻性, 即每班一次取拌合物10 Kg, 用水沖洗干凈, 取出鋼纖維烘干稱量, 計(jì)算出每方混凝土中鋼纖維摻量,在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中, 該值的波動(dòng)范圍控制在±10%以內(nèi)。

　　(5) 混凝土抗壓: 采用試件尺寸150 mm×150 mm×150 mm, 共制作試件19 組, mfcu= 63.4 MPa, sfcu=1.475。

　　(6) 混凝土抗折: 采用試件尺寸150 mm×150 mm×550 mm, f f , R7 =5.8 MPa, f f , R28=8.8 MPa。

　　(7) 混凝土抗?jié)B檢測(cè): 采用試件尺寸175mm×185 mm×150 mm, 檢測(cè)試件1 組, 結(jié)果符合P10 的抗?jié)B要求。

3.2 鋼模的質(zhì)量控制

3.2.1 鋼模驗(yàn)收

　　鋼模驗(yàn)收分為三步, 首先是鋼模制造單位的出廠檢驗(yàn),其次是鋼模使用單位的初驗(yàn)收, 最后是三環(huán)試生產(chǎn)并進(jìn)行拼裝驗(yàn)收。經(jīng)業(yè)主、施工單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位同意后再投入正式生產(chǎn)。

3.2.2 生產(chǎn)過(guò)程的鋼模尺寸檢驗(yàn)

　　在鋼模合攏后, 用內(nèi)徑千分尺全數(shù)檢查鋼模的內(nèi)凈寬度尺寸, 控制點(diǎn)在3 點(diǎn)以上, 其它檢測(cè)項(xiàng)目則隨機(jī)抽檢10% ,并如實(shí)記錄在自檢表中, 若超過(guò)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)( 見(jiàn)表1) , 則重新整模, 直至符合鋼模合攏精度要求。

3.2.3 生產(chǎn)過(guò)程的鋼模目測(cè)檢查

　　檢查鋼模的整體功能、構(gòu)造、所有部件、外觀以及機(jī)械裝置( 包括操作中的問(wèn)題) 等, 檢查確認(rèn)鋼模結(jié)構(gòu)堅(jiān)固, 裝配緊密, 有無(wú)作業(yè)引起的誤差, 以及與混凝土接觸面無(wú)損傷及凹凸, 所有附件或配件有無(wú)缺陷。并如實(shí)記錄在自檢表中, 若超過(guò)誤差, 則重新整模, 直至符合要求。

3.2.4 鋼模的檢驗(yàn)維修

　　按照500 環(huán)/ 套的周期強(qiáng)制大修。

3.3 鋼纖維復(fù)合混凝土管片質(zhì)量控制

　　(1) 抗?jié)B檢漏: 管片每生產(chǎn)一班抽查2 片進(jìn)行抗?jié)B檢漏, 抗?jié)B檢漏試驗(yàn)水壓0.8 MPa, 恒壓3 h, 滲透深度以不超過(guò)保護(hù)層5 cm為合格, 如發(fā)現(xiàn)檢測(cè)不合格的管片, 則擴(kuò)大檢查范圍或?qū)Ξ?dāng)天生產(chǎn)的每塊管片進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn), 對(duì)檢驗(yàn)為不合格的管片不得用于工程中。本工程共抽查38 塊管片做抗?jié)B檢漏試驗(yàn), 結(jié)果全部合格。

　　(2) 外形尺寸: 檢測(cè)頻率為每班生產(chǎn)量的10%, 但不得少于1 環(huán)。單塊管片檢驗(yàn)允許偏差為寬度±0.5 mm, 弧弦長(zhǎng)±1.0 mm, 厚度+3~ - 1 mm, 螺孔直徑及位置±1 mm。本工程所抽查的19 環(huán)管片符合設(shè)計(jì)要求。

　　(3) 管片三環(huán)水平拼裝檢驗(yàn): 每套鋼模每生產(chǎn)100 環(huán)進(jìn)行一次三環(huán)水平拼裝檢驗(yàn)。其允許偏差為管片外半徑+2~0 mm, 內(nèi)半徑±1 mm, 相鄰環(huán)環(huán)面間隙不得大于1.0 mm, 縱縫相鄰塊塊間間隙不得大于2 mm( 縱縫內(nèi)需墊以壓縮至2 mm厚的傳力襯墊) , 對(duì)應(yīng)的環(huán)向螺栓孔不同軸度小于1 mm。本工程三環(huán)拼裝1 次, 符合設(shè)計(jì)要求。

　　(4) 防迷流檢測(cè): 每20 環(huán)管片選擇1 環(huán)做防迷流檢測(cè),單塊管片的迷流指標(biāo)為不大于5 mΩ 的電阻值。所抽檢管片的迷流指標(biāo)基本上在2.5 mΩ~ 3.5 mΩ 之間。

　　(5) 出廠檢驗(yàn): 管片出廠必須無(wú)缺角掉邊, 無(wú)麻面露筋,出現(xiàn)上述情況及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。管片的預(yù)埋件要完好, 位置正確, 埋件表面清潔。管片型號(hào)和生產(chǎn)日期的標(biāo)志醒目、無(wú)誤。管片混凝土的28 天強(qiáng)度、抗?jié)B, 管片檢漏等技術(shù)指標(biāo)符合要求。

4 鋼纖維復(fù)合混凝土管片的安全監(jiān)測(cè)

　　在該段管片區(qū)間內(nèi), 有大量的管片都將在使用過(guò)程中進(jìn)行科研, 積累相關(guān)數(shù)據(jù), 以監(jiān)控鋼纖維復(fù)合混凝土管片脫離盾構(gòu)推進(jìn)機(jī)之后的安全性及與普通混凝土管片的比較。

4.1 鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)

　　采用鋼筋應(yīng)力計(jì)( 鋼筋計(jì)直徑為16 mm, 總長(zhǎng)度為510 mm,其中兩個(gè)連接桿為弧形各長(zhǎng)160 mm) 監(jiān)測(cè)管片的內(nèi)部鋼筋應(yīng)力, 鋼筋計(jì)測(cè)點(diǎn)布置在內(nèi)外弧主筋上, 測(cè)點(diǎn)沿環(huán)向布置, 圓環(huán)中軸線一側(cè)為30°一點(diǎn), 另一側(cè)為復(fù)核參考以45°一點(diǎn), 分別布置在管片鄰近環(huán)面的兩排主筋上, 一共10個(gè)截面, 每個(gè)截面4 個(gè)點(diǎn), 則計(jì)40 點(diǎn)/ 環(huán)( 見(jiàn)圖2) , 共監(jiān)測(cè)三環(huán), 其中兩環(huán)為鋼纖維復(fù)合混凝土管片, 另一環(huán)為普通混凝土管片, 鋼筋計(jì)點(diǎn)數(shù)總計(jì)為120 個(gè)。

4.2 管片變形監(jiān)測(cè)

　　(1) 采用光纖維傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以微應(yīng)變?yōu)榭刂屏勘O(jiān)測(cè)鋼纖維復(fù)合混凝土管片的受力變形及變形狀況, 共監(jiān)測(cè)5環(huán), 其中2 環(huán)鋼纖維復(fù)合混凝土管片內(nèi)埋光纖傳感器, 2 環(huán)鋼纖維復(fù)合混凝土管片表貼光纖傳感器, 1 環(huán)普通混凝土管片表貼光纖傳感器。

　　(2) 采用應(yīng)變膜監(jiān)測(cè)鋼纖維復(fù)合混凝土管片受力變形,共監(jiān)測(cè)10 環(huán)。

5 結(jié)語(yǔ)

　　(1) 根據(jù)對(duì)鋼纖維復(fù)合混凝土管片的生產(chǎn)情況來(lái)看, 該型管片與普通鋼筋混凝土管片比較, 生產(chǎn)工藝有所改變, 主要是在鋼筋骨架制作、混凝土生產(chǎn)、管片澆搗成型及收水抹面等方面, 其他方面如鋼模檢測(cè)、蒸養(yǎng)控制、出廠檢驗(yàn)等基本相同, 管片質(zhì)量檢驗(yàn)參數(shù)也基本相同。

　　(2) 鋼纖維混凝土與普通混凝土相比, 其優(yōu)良的抗拉、抗彎性能已經(jīng)得到認(rèn)同, 在工程上應(yīng)用逐漸增多。鋼纖維混凝土管片的質(zhì)量控制在很大程度上取決于混凝土配合比和施工工藝, 在混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑及振搗的全過(guò)程中應(yīng)使鋼纖維盡可能均勻分布, 在混凝土基體中, 盡可能避免鋼纖維在混凝土中集中于局部而形成纖維球團(tuán), 保證鋼纖維與混凝土基體之間有較大的增強(qiáng)作用。

　　(3) 管片生產(chǎn)中應(yīng)用鋼纖維, 可使管片的含鋼量大幅下降, CO2 保護(hù)焊焊點(diǎn)大幅減少。但混凝土中摻入鋼纖維后, 由于市場(chǎng)上鋼纖維價(jià)格較高, 鋼纖維混凝土的顯性成本可能在一定的范圍內(nèi)高于普通混凝土。如果假定混凝土的拌和、運(yùn)輸、澆筑成本不因鋼纖維加入而改變, 同時(shí)在使用鋼纖維后,混凝土管片在其他方面( 如: 鋼筋用量、勞動(dòng)人工成本) 有明顯減少, 因此與鋼筋混凝土管片相比, 兩者在成本上的實(shí)際差額不大。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看, 使用鋼纖維復(fù)合混凝土管片可延長(zhǎng)使用年限和維護(hù)周期。按全周期投資成本分析, 完全可以預(yù)計(jì)使用鋼纖維復(fù)合混凝土管片更為有利。