近日，憑借多年來(lái)在超高性能混凝土（以下簡(jiǎn)稱UHPC）領(lǐng)域的深耕，中鐵大橋局以過(guò)硬的技術(shù)能力、良好的信譽(yù)評(píng)價(jià)成功中標(biāo)世界最大跨徑公路斜拉橋——觀音寺長(zhǎng)江大橋UHPC橋面板施工任務(wù)。

這是中鐵大橋局繼中標(biāo)雙柳長(zhǎng)江大橋LUHPC橋面板施工任務(wù)后，再次中標(biāo)UHPC應(yīng)用工程項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)在超大跨徑橋梁領(lǐng)域UHPC應(yīng)用板塊的“雙豐收”。

觀音寺長(zhǎng)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(zhǎng)1860米，是武漢至松滋高速公路跨越長(zhǎng)江的控制性工程，建成后對(duì)完善長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)武漢城市圈與長(zhǎng)江中游城市群聯(lián)系具有重要意義。

作為一種由水泥、細(xì)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(qiáng)度、低密度和出色的耐久性等特點(diǎn)，使用它可使建筑構(gòu)件實(shí)現(xiàn)更輕薄、更耐久的設(shè)計(jì)，同時(shí)擁有卓越的承載能力和抗震性能，因此被廣泛應(yīng)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(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新。

從2014年開始，中鐵大橋局UHPC技術(shù)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十余年，依托橋梁智能與綠色建造全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，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(xiàng)、論文56篇、標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)、工法10余項(xiàng)、獲省部級(jí)獎(jiǎng)4項(xiàng)，累計(jì)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(tuán)隊(duì)從2001年就開始進(jìn)行高性能混凝土試驗(yàn)研究，通過(guò)大量的試驗(yàn)相繼開發(fā)出了自流密實(shí)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

自2014年起，在國(guó)重實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人田啟賢的帶領(lǐng)下，技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(dāng)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(zhǎng)江大橋、滬蘇通長(zhǎng)江大橋、宜昌長(zhǎng)江公路大橋等近二十座大跨度公路、鐵路橋梁上，有力推動(dòng)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(guó)重實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人高立強(qiáng)博士的帶領(lǐng)下，充分發(fā)揮了UHPC高強(qiáng)、高韌的特性，研發(fā)出了預(yù)制UHPC梁板結(jié)構(gòu)、鋼-預(yù)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(shí)還能夠降低主梁用鋼量。技術(shù)團(tuán)隊(duì)還利用UHPC粘結(jié)性能來(lái)簡(jiǎn)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(fù)彎矩區(qū)UHPC應(yīng)用等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了橋梁全預(yù)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(diǎn)工程當(dāng)中應(yīng)用。

面對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)加固與防護(hù)需求日益增加的挑戰(zhàn)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)順應(yīng)趨勢(shì)，研發(fā)出了基于FRP、早強(qiáng)/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(yù)制裝配快速維修新技術(shù)，進(jìn)一步拓展了UHPC技術(shù)的應(yīng)用方向。

三、進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)新階段

“預(yù)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(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)跨徑增加30%以上。”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(zhǎng)江大橋，這也是LUHPC在國(guó)內(nèi)橋梁工程中首次大規(guī)模應(yīng)用，同時(shí)我們還建設(shè)了成熟的UHPC預(yù)制生產(chǎn)線，未來(lái)將為觀音寺長(zhǎng)江大橋UHPC橋面板的施工任務(wù)保駕護(hù)航?！?/p>

為更好服務(wù)于UHPC工程項(xiàng)目，技術(shù)團(tuán)隊(duì)在湖北省黃岡市麻城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)建立了現(xiàn)代化的UHPC預(yù)混料產(chǎn)業(yè)基地，占地約20畝，擁有2套現(xiàn)代化預(yù)混料生產(chǎn)線，年產(chǎn)能約6萬(wàn)噸，滿足原材料進(jìn)廠檢驗(yàn)及預(yù)混料成品出廠檢驗(yàn)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(fù)配生產(chǎn)線，年產(chǎn)能約12萬(wàn)噸。

國(guó)重實(shí)驗(yàn)室作為科技創(chuàng)新平臺(tái)，重點(diǎn)聚焦橋梁領(lǐng)域未來(lái)綠色高性能材料發(fā)展與應(yīng)用，在過(guò)去的十年間持續(xù)開展了UHPC經(jīng)濟(jì)化、功能化設(shè)計(jì)研究與低碳長(zhǎng)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(jì)需求。

未來(lái)，中鐵大橋局UHPC技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(gè)創(chuàng)新維度推動(dòng)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(dòng)橋梁長(zhǎng)壽命、高性能、輕量化發(fā)展，為我國(guó)橋梁事業(yè)的發(fā)展持續(xù)貢獻(xiàn)大橋力量！

圖文｜王奧迪  白紅麗  黃奕萌

來(lái)源｜橋科院