開啟橋梁新材料應用新時代！雙柳長江大橋橋面更輕更強

2025年02月24日 10:41 中鐵大橋局集團責編：戚金榮作者：中鐵大橋局集團

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近日

雙柳長江大橋

跨粑鋪大堤橋、航天城互通北引橋

LUHPC（輕質超高性能混凝土）

預制橋面板安裝工程圓滿完成

實現(xiàn)了

LUHPC新材料在國內橋梁工程的

首次大規(guī)模應用

為探索超大跨徑鋼混組合結構

開辟了

一條新的廣闊應用前景

項目鏈接

雙柳長江大橋全長1630米，主橋跨度為1430米，北岸位于武漢市新洲區(qū)，南岸位于鄂州市華容區(qū)，是湖北省第40座、武漢市第12座長江大橋。作為國家高速公路網(wǎng)G9906武漢都市圈環(huán)線重要組成部分，大橋建成后將進一步優(yōu)化武漢都市圈環(huán)線高速公路路網(wǎng)結構，助力湖北交通“硬聯(lián)通”加密成網(wǎng)，增強過江通道供給能力，有效推動“武鄂黃黃”都市圈一體化進程，為沿線區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展提供重要支撐。

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

其抗壓強度通?？蛇_120兆帕

讓其在重壓環(huán)境下舉重若輕

為大型結構關鍵部位提供堅不可摧的支撐

使用UHPC

可使建筑構件實現(xiàn)更輕薄、更耐久的設計

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、斜拉橋等橋梁結構中

作為UHPC新材料功能化設計的重要延伸

LUHPC與同強度的UHPC相比

容重降低15%-20%

收縮應變大幅降低

可為新建橋梁結構輕量化設計

和既有橋梁結構維修加固

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1.4萬噸。”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，對自身結構重量較為敏感，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)模應用，最新的LUHPC已經(jīng)是第三代產品，相較于前幾代產品，具有更好的流動性與自密實性，能自如填充復雜模具與結構，確保密實均質。

橋梁智能與綠色建造

全國重點實驗室

中鐵大橋局

UHPC技術團隊

從2014年開始

中鐵大橋局UHPC技術團隊

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橋梁輕型高性能結構的

技術研發(fā)和成果轉化工作

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，為后續(xù)的深入研究奠定了堅實基礎。

自2014年起，在國重實驗室學術帶頭人田啟賢的帶領下，技術團隊克服重重困難，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“鋼結構疲勞開裂”和“鋪裝層損壞”兩大行業(yè)難題，相關技術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在橋梁結構領域的創(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

助力橋梁結構性能提升

隨著橋面鋪裝產業(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產業(yè)推向橋梁主體結構，并在裝配式UHPC橋梁結構研究上繼續(xù)攻關。

在2018年至2022年的4年間，技術團隊在項目負責人高立強博士的帶領下，充分發(fā)揮了UHPC高強、高韌的特性，研發(fā)出了預制UHPC梁板結構、鋼-預制UHPC組合梁等多類輕型橋梁結構，不僅可以大幅降低結構自重、減少下部結構的工程量，同時還能夠降低主梁用鋼量。技術團隊還利用UHPC粘結性能來簡化傳統(tǒng)橋梁連接部位構造，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，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。

UHPC梁板結構

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)應用

面對橋梁結構加固與防護需求日益增加的挑戰(zhàn)，技術團隊順應趨勢，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，為梁底加固工程提供了新思路，研發(fā)出了橋面結構UHPC預制裝配快速維修新技術，進一步拓展了UHPC技術的應用方向。

橋面結構UHPC預制裝配快速維修

噴射UHPC加固

進入工業(yè)化生產新階段

“預制UHPC橋梁結構符合高性能化、輕型化節(jié)材降碳理念，可實現(xiàn)橋梁結構經(jīng)濟跨徑增加30%以上?！眹貙嶒炇腋敝魅?、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材料已成功應用于雙柳長江大橋，這也是LUHPC在國內橋梁工程中首次大規(guī)模應用，同時我們還建設了成熟的UHPC預制生產線，未來將為觀音寺長江大橋UHPC橋面板的施工任務保駕護航。”

UHPC預制板生產線

雙柳長江大橋LUHPC預制板首件生產

為更好服務于UHPC工程項目，技術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預混料產業(yè)基地，占地約20畝，擁有2套現(xiàn)代化預混料生產線，年產能約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基地，生產車間面積1600平方米，三條母液合成生產線，兩條復配生產線，年產能約12萬噸。

預混料生產基地

防潮噸袋包裝

母液合成設備

合成中控平臺

國重實驗室作為科技創(chuàng)新平臺，重點聚焦橋梁領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、功能化設計研究與低碳長壽命橋梁結構體系創(chuàng)新工作，形成的新型產品及結構應用技術滿足了橋梁工程領域對混凝土材料梯次化利用及多功能設計需求。

雙柳長江大橋是LUHPC新材料

在國內橋梁工程中的

首次大規(guī)模應用

未來

中鐵大橋局UHPC技術團隊

將持續(xù)從多功能材料、新型結構

施工裝備、施工工藝

四個創(chuàng)新維度推動UHPC新產業(yè)推廣

圍繞高性能綠色混凝土打造新質生產力

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