桥梁施工中喷射混凝土技术的创新与实践

摘要：本文针对桥梁工程施工中喷射混凝土技术出现的问题展开研究，在充分掌握现有技术和工程项目的基础上，根据工程当前发展趋势提出有效的解决途径，并结合实际工程对喷射混凝土的创新实践效果和前景进行了分析和探讨，具有良好的理论意义和推广价值。

关键词：喷射混凝土；桥梁施工；施工创新；技术实践

1、喷射混凝土技术在桥梁施工中的应用现状与技术难点

1.1 应用现状综述

目前，在喷射施工中主要使用的是干喷和湿喷的方式，干喷需要通过现场人员调节干喷水灰比，在很大程度上考验着人员的操作技术，在对于材料预先拌合，再加湿喷的方式下，喷射的稳定性更好，且更利于混凝土黏度，更具大规模集中化施工的优点，在实际工程中根据喷射工艺和技术匹配特性，针对各施工部位进行差异化的设置，以更好满足各部位的工艺需要[1]。

1.2 当前存在的主要技术难点

虽然喷射混凝土在现场工程应用较广，但是在实际施工过程中所出现的一些问题是始终未能得以完全解决的，这些问题直接影响到了喷射混凝土的施工质量和经济性问题。材料上，由于在喷射混凝土时会有一定的风压扰动和颗粒分离的现象发生，导致喷射混凝土时混凝土的回弹率较高，在一定程度上会造成一定比例的材料浪费，并且会使得混凝土的密实度和强度有所差异，还会造成喷射混凝土粘结能力降低 15%～20%，如果配合比控制不好也会导致喷射层的局部强度偏低，无法满足结构的设计要求；从工艺执行的过程看，施工质量完全依赖于现场工人的经验，而当喷射角度、距离、喷嘴运行速度控制不当的时候会出现厚度不匀或者喷层脱落等情况，特别是在桥梁曲面变化较大的情况下，更容易出现这种情况。再次就是喷射效率会受到喷射机具、喷射现场气候状况、混合料状态等的影响而发生变化，而在现场又没有实时调节措施，就无法做到立刻做出应对和调整，从而会造成施工进度的滞后，见表1干喷和湿喷比较。

2、喷射混凝土技术的创新路径与优化措施

2.1 材料技术的优化与创新措施

与传统的普通混凝土相比，UHPC的优势主要体现在：抗压强度高、喷射状态下更致密且具有更好的粘接力，对于桥梁的整体受力是非常有利的。与此同时，掺钢纤维混凝土配合比逐渐应用于桥梁行业，特别是能够引起裂缝破坏的部位，此时需要强化抗裂度，适当采用掺钢纤维的混凝土配合比是比较合适的。利用随机分布的短切钢纤维增强混凝土抗裂能力，抵消喷射荷载与局部应力集中对喷层的不利影响，从而解决了传统喷层在振动荷载作用下产生疲劳破坏的问题。除此之外，研发人员还在不断试验将喷射配合比中科学引入低回弹骨料和高性能减水剂以防止颗粒散失、增加喷层成形率。从各个方面进行细致化完善后，可以确保喷射混凝土具有一定的性能水平，在此情况下，兼顾到传统的优点的同时提高自身的技术含量，从而使喷射混凝土达到高性能结构材料的基本要求，促进了技术层面。

2.2 施工工艺与设备升级路径

施工阶段层面，设备的更新换代是助推其技术进步的一大动力因素。湿喷机械手大量投入使用，不但替代了人工喷射的不稳定性，还带来了连续、大范围摊铺的优点。施工人员可通过操作臂端喷嘴定位装置对不同曲面进行多角度、多层次喷射，相比人工喷射更具有稳定性的喷层厚度以及喷射过程中的材料浪费也得到了很大的改善。同时引入智能喷射系统使得施工现场更加趋向于数字化。把重点参数设为提前控制对象并通过对喷射压力、流量及混合料状态动态调整来实现报警提示和质量反馈。而且喷射过程中形成的参数不但可以用于现场判定，还可以对后期施工复盘或者工序质量追溯起到一定作用，有利于形成工程闭环控制模式。为了更好地融入数字化施工理念，部分项目已经在施工过程中根据具体情况建立了数字模型和喷射工艺对接模块，利用 BIM技术和自动喷涂装备联合进行现场路径推演并进行模型修正，以提高调试速度和资源利用率。

3、喷射混凝土技术创新在桥梁施工中的实践与成效分析

3.1 桥梁边坡支护与桥墩加固中的工程案例分析

众所周知，在中国的桥梁建设过程中，喷射混凝土技术被广泛运用到边坡支护、桥墩加固等领域当中，有着良好的施工效果，如：沾临黄河特大桥首次应用了超高性能混凝土（UHPC）预制桥面板，进行了全断面顶推施工。本桥主梁顶推重达 27000t，刷新了黄河下游组合梁斜拉桥顶推施工的新纪录。将 UHPC 桥面板应用于桥梁上后，桥梁耐久性提高 50%以上，桥梁承载能力提高 30%，桥梁的施工周期可缩短 20%，养护成本降低 40%。与此同时，对于武黄高速公路桥的加固，采用锚喷混凝土技术对武黄高速 6座桥梁的预制板梁体进行加固处理。主要是对梁底加设钢筋网片，然后在上面喷射一层 6厘米厚的混凝土层来加强主梁板间横向联系，以达到更好的荷载横向分布的目的，从而增加桥梁整体横向刚度及承载能力。从这些实际的工程项目来看，在桥梁工程施工中使用喷射混凝土，提高了结构稳定性、耐久性，缩短了工期，节约了人工成本，发展前景十分广阔。​

3.2 技术推广中的效果反馈与后评估机制

技术推广应建立健全效果反馈及后评估机制，在实践中不断完善，如沾临黄河特大桥项目，在使用 BIM技术进行全面管理施工期间，在施工中运用 BIM技术可以全方位地对施工组织、安全、质量及工期进行管控，并能结合施工过程中采集的数据，实时监测分析喷射混凝土施工过程，使喷射混凝土施工的效果更加满足实际要求；对武黄高速公路桥梁加固工程施工完成后所测得的裂缝开展情况和强度回测可知，锚喷混凝土喷射层完整性及耐久性指标等均得到有效提高，这足以说明锚喷混凝土加固技术和效果还是行之有效的。以上种种实例说明要基于实际建立科学合理的效果反馈与后评估制度来有效发现并解决施工问题，并且可以在以后的施工过程中逐步探索更适合于施工的问题，而不仅仅是在出现问题后去补救，更为重要的是，还可以逐步完善和改善当前的各种技术和手段。

4、结语

本文从喷射混凝土技术在桥梁施工的实际运用角度出发，指出喷射混凝土在实际应用中存在着诸多不足，同时又结合喷射混凝土施工的新材料使用、施工机械智能化升级及施工流程的数字化控制等诸多方面提出了可行性的技术革新路径，并结合工程实例证明通过此种方式能有效提高喷射混凝土的施工质量及工作效率，也是推进桥梁施工现代化的关键举措之一，可见，不断优化并推广喷射混凝土技术是未来桥梁施工智能化发展的基础和保证。

参考文献：

[1]杨昕.喷射混凝土施工技术在公路隧道施工中的应用研究[J].运输经理世界，2023，（34）：64-66.