近日

中鐵大橋局承建的雙柳長江大橋

跨粑鋪大堤橋、航天城互通北引橋

LUHPC（輕質(zhì)超高性能混凝土）

預制橋面板安裝工程圓滿完成

實現(xiàn)了LUHPC新材料

在國內(nèi)橋梁工程的

首次大規(guī)模應(yīng)用

為探索超大跨徑鋼混組合結(jié)構(gòu)

開辟了

一條新的廣闊應(yīng)用前景

作為一種

由水泥、細粒料、粉煤灰、硅灰

和特殊添加劑等原材

組成的新型混凝土材料

UHPC（超高性能混凝土）具有

高強度、低密度和出色的耐久性等特點

其抗壓強度通?？蛇_120兆帕

讓其在重壓環(huán)境下舉重若輕

為大型結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位提供堅不可摧的支撐

UHPC憑借其高強、輕質(zhì)和耐久的特性

可使建筑構(gòu)件實現(xiàn)輕薄化設(shè)計

同時顯著提升承載能力與抗震性能

目前已廣泛應(yīng)用于

懸索橋、斜拉橋等大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)

作為UHPC新材料功能化設(shè)計的重要延伸

LUHPC與同強度的UHPC相比

容重降低15%-20%

收縮應(yīng)變大幅降低

可為新建橋梁結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計

和既有橋梁結(jié)構(gòu)維修加固

提供全新選擇

“此次跨堤橋預制橋面板采用LUHPC制作，其強度高達140兆帕，相當于每平方米可承重約1.4萬噸?！?/span>中鐵大橋局橋科院雙柳橋項目總工張志豪介紹，常規(guī)預制橋面板多采用高標號普通混凝土方案，LUHPC的抗壓強度是C50混凝土的2至3倍，可以顯著提高橋面板承載能力。

在雙柳橋項目運用的跨堤橋為跨度100米的鋼-混組合梁，對自身結(jié)構(gòu)重量較為敏感，如果組合梁采用普通混凝土預制橋面板，將會導致自重過高從而使橋梁跨越能力受限。

“LUHPC的另一大優(yōu)點就是輕，每立方米重量僅有2150千克?！?/span>張志豪說，橋面板先在工廠完成LUHPC預制，再和鋼梁疊合形成組合梁節(jié)段，節(jié)段架設(shè)后通過對預留槽口和濕接縫現(xiàn)澆，最終像“搭積木”一樣形成組合梁。

自2021年立項到如今走出實驗室投入大規(guī)模應(yīng)用，最新的LUHPC已經(jīng)是第三代產(chǎn)品，相較于前幾代產(chǎn)品，具有更好的流動性與自密實性，能自如填充復雜模具與結(jié)構(gòu)，確保密實均質(zhì)。

橋梁智能與綠色建造

全國重點實驗室

中鐵大橋局

UHPC技術(shù)團隊

從2014年開始

中鐵大橋局UHPC技術(shù)團隊

歷經(jīng)十余年

依托橋梁智能與綠色建造

全國重點實驗室平臺

致力于UHPC系列材料

和UHPC橋梁輕型高性能結(jié)構(gòu)的

技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化工作

目前已形成了UHPC

數(shù)十項專利和工法

累計合同額超10億元

破解鋼橋面鋪裝難題

UHPC是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ母咝阅懿牧?，中鐵大橋局UHPC技術(shù)團隊從2001年就開始進行高性能混凝土試驗研究，通過大量的試驗相繼開發(fā)出了自流密實混凝土、水下絮凝混凝土等多種配制新技術(shù)，為后續(xù)的深入研究奠定了堅實基礎(chǔ)。

自2014年起，在國家重點實驗室學術(shù)帶頭人田啟賢的帶領(lǐng)下，技術(shù)團隊克服重重困難，成功研發(fā)了低收縮、免蒸養(yǎng)UHPC材料并將其引入橋面鋪裝施工當中，有效解決了正交異性鋼橋面板“鋼結(jié)構(gòu)疲勞開裂”和“鋪裝層損壞”兩大行業(yè)難題，相關(guān)技術(shù)成果已成功應(yīng)用于武漢軍山長江大橋、滬蘇通長江大橋、宜昌長江公路大橋等近二十座大跨度公路、鐵路橋梁上，有力推動了UHPC在橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。

鋼-UHPC組合橋面體系

滬蘇通長江大橋橋面鋪裝

宜昌長江大橋橋面鋪裝

軍山長江公路大橋橋面鋪裝

助力橋梁結(jié)構(gòu)性能提升

隨著橋面鋪裝產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟，國家重點實驗室潘東發(fā)、鐘繼衛(wèi)、王波等專家提出要將UHPC產(chǎn)業(yè)推向橋梁主體結(jié)構(gòu)，并在裝配式UHPC橋梁結(jié)構(gòu)研究上繼續(xù)攻關(guān)。

在2018年至2022年的4年間，技術(shù)團隊在項目負責人高立強博士的帶領(lǐng)下，充分發(fā)揮了UHPC高強、高韌的特性，研發(fā)出了預制UHPC梁板結(jié)構(gòu)、鋼-預制UHPC組合梁等多類輕型橋梁結(jié)構(gòu)，不僅可以大幅降低結(jié)構(gòu)自重、減少下部結(jié)構(gòu)的工程量，同時還能夠降低主梁用鋼量。技術(shù)團隊還利用UHPC粘結(jié)性能來簡化傳統(tǒng)橋梁連接部位構(gòu)造，研發(fā)了新型UHPC濕接縫、連續(xù)梁負彎矩區(qū)UHPC應(yīng)用等技術(shù)，實現(xiàn)了橋梁全預制裝配化施工，大大降低了橋梁建造成本，已成功在朵花特大橋、西村港跨海大橋、泰東高速等重點工程當中應(yīng)用。

UHPC梁板結(jié)構(gòu)

鋼-UHPC組合梁

貴州朵花特大橋（UHPC濕接縫）

泰東高速裝配式橋梁UHPC負彎矩區(qū)應(yīng)用

面對橋梁結(jié)構(gòu)加固與防護需求日益增加的挑戰(zhàn)，技術(shù)團隊順應(yīng)趨勢，研發(fā)出了基于FRP、早強/噴射UHPC等新材料的橋梁維修加固技術(shù)，為梁底加固工程提供了新思路，研發(fā)出了橋面結(jié)構(gòu)UHPC預制裝配快速維修新技術(shù)，進一步拓展了UHPC技術(shù)的應(yīng)用方向。

橋面結(jié)構(gòu)UHPC預制裝配快速維修

噴射UHPC加固

進入工業(yè)化生產(chǎn)新階段

“預制UHPC橋梁結(jié)構(gòu)符合高性能化、輕型化節(jié)材降碳理念，可實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)濟跨徑增加30%以上?！?span>國家重點實驗室副主任、中鐵大橋局副總工程師鐘繼衛(wèi)介紹道?！拔覀冄邪l(fā)的LUHPC材料已成功應(yīng)用于雙柳長江大橋，這也是LUHPC在國內(nèi)橋梁工程中首次大規(guī)模應(yīng)用，同時我們還建設(shè)了成熟的UHPC預制生產(chǎn)線，未來將為觀音寺長江大橋UHPC橋面板的施工任務(wù)保駕護航?！?/span>

UHPC預制板生產(chǎn)線

雙柳長江大橋LUHPC預制板首件生產(chǎn)

為更好服務(wù)于UHPC工程項目，技術(shù)團隊在湖北省黃岡市麻城市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)建立了現(xiàn)代化的UHPC預混料產(chǎn)業(yè)基地，占地約20畝，擁有2套現(xiàn)代化預混料生產(chǎn)線，年產(chǎn)能約6萬噸，滿足原材料進廠檢驗及預混料成品出廠檢驗的需求；在湖北省咸寧市嘉魚縣建立了外加劑生產(chǎn)基地，生產(chǎn)車間面積1600平方米，三條母液合成生產(chǎn)線，兩條復配生產(chǎn)線，年產(chǎn)能約12萬噸。

預混料生產(chǎn)基地

防潮噸袋包裝

母液合成設(shè)備

合成中控平臺

國家重點實驗室作為科技創(chuàng)新平臺，重點聚焦橋梁領(lǐng)域未來綠色高性能材料發(fā)展與應(yīng)用，在過去的十年間持續(xù)開展了UHPC經(jīng)濟化、功能化設(shè)計研究與低碳長壽命橋梁結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新工作，形成的新型產(chǎn)品及結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)滿足了橋梁工程領(lǐng)域?qū)炷敛牧咸荽位眉岸喙δ茉O(shè)計需求。

雙柳長江大橋是LUHPC新材料

在國內(nèi)橋梁工程中的

首次大規(guī)模應(yīng)用

未來

中鐵大橋局UHPC技術(shù)團隊

將持續(xù)從多功能材料、新型結(jié)構(gòu)

施工裝備、施工工藝

四個創(chuàng)新維度推動UHPC新產(chǎn)業(yè)推廣

圍繞高性能綠色混凝土打造新質(zhì)生產(chǎn)力

推動橋梁長壽命、高性能、輕量化發(fā)展

為我國橋梁事業(yè)的發(fā)展

持續(xù)貢獻大橋力量

END

執(zhí)行主編丨李元、沈蘇

責任編輯丨晉旭?。ù髽蚓郑?/span>

內(nèi)容來源丨中鐵大橋局

中國中鐵融媒體中心

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