近日，憑借多年來在超高性能混凝土（以下簡稱UHPC）領(lǐng)域的深耕，中鐵大橋局以過硬的技術(shù)能力、良好的信譽評價成功中標世界最大跨徑公路斜拉橋——觀音寺長江大橋UHPC橋面板施工任務。

這是中鐵大橋局繼中標雙柳長江大橋LUHPC橋面板施工任務后，再次中標UHPC應用工程項目，實現(xiàn)在超大跨徑橋梁領(lǐng)域UHPC應用板塊的“雙豐收”。

觀音寺長江大橋主橋采用主跨1160米的雙塔混合式鋼-UHPC組合梁斜拉橋，全長1860米，是武漢至松滋高速公路跨越長江的控制性工程，建成后對完善長江經(jīng)濟帶骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)、加強武漢城市圈與長江中游城市群聯(lián)系具有重要意義。

作為一種由水泥、細粒料、粉煤灰、硅灰和特殊添加劑等原材料組成的新型混凝土材料，UHPC具有高強度、低密度和出色的耐久性等特點，使用它可使建筑構(gòu)件實現(xiàn)更輕薄、更耐久的設(shè)計，同時擁有卓越的承載能力和抗震性能，因此被廣泛應用于懸索橋、斜拉橋等橋梁結(jié)構(gòu)中。UHPC技術(shù)符合新質(zhì)生產(chǎn)力高科技、高效能、高質(zhì)量的特征，是現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的一項重要創(chuàng)新。

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相關(guān)專利38項、論文56篇、標準2項、工法10余項、獲省部級獎4項，累計合同額超10億元。

一、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，在國重實驗室學術(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。

二、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，國重實驗室潘東發(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)的應用方向。

三、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?！辩娎^衛(wèi)介紹道?！拔覀冄邪l(fā)的LUHPC材料已成功應用于雙柳長江大橋，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橋面板的施工任務保駕護航?！?/p>

為更好服務于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。

國重實驗室作為科技創(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。

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！

圖文｜王奧迪  白紅麗  黃奕萌

來源｜橋科院