开启桥梁新材料应用新时代！双柳长江大桥桥面更轻更强

02-24 07:16

近日

长江大桥双柳

跨巴铺大堤桥，航天城互通北引桥

LUHPC(轻质超高性能混凝土)

预制桥面板安装工程顺利完成

完成了

国内桥梁工程中LUHPC新材料

第一次大规模应用

探索超大跨径钢混合结构

开辟了

一个新的广泛应用价值

项目链接

长江大桥总长1630米，主桥跨度1430米，北岸位于武汉市新洲区，南岸位于鄂州市华容区，是湖北省第40座长江大桥，也是武汉市第12座。大桥建成后，作为国家高速公路网G9906武汉都市圈环线的重要组成部分，将进一步优化武汉都市圈环线高速公路网结构，帮助湖北交通“硬联通”加密成网，增强过江通道供应能力，有效推动“武鄂黄”都市圈一体化进程，为沿线地区经济社会发展提供重要支撑。

作为一种

水泥、细砂、煤灰、硅灰、

以及特殊添加剂等原料

新型混凝土材料组成

有UHPC

高韧性、低密度、优异的耐久性等特点

其抗压强度一般可达120兆帕帕

使其在压力环境中举重若轻。

为大型结构的关键部位提供坚不可摧的支撑。

使用UHPC

可以使建筑构件实现更轻、更耐久的设计。

具有优良的承载能力和抗震能力

所以它被广泛地应用

桥梁结构中的悬索桥、斜拉桥等

作为UHPC新材料功能设计的重要延伸

与同强度UHPC相比，LUHPC

重量减轻15%-20%

大幅度减少收缩应变

可以为新建桥梁结构轻量化设计。

以及现有桥梁结构的维修加固

提供全新的选择

中铁大桥局桥科院双柳桥项目总工程师张志豪表示，常规预制桥面板多采用高标准水泥混凝土方案，LUHPC抗压强度为C50混凝土的2-3倍，可显著提高桥面板的承载力，中铁大桥局桥科院双柳桥项目总工程师张志豪表示，常规预制桥面板多采用高标准水泥混凝土方案，LUHPC抗压强度为C50混凝土的2-3倍。

双柳桥工程中使用的跨堤桥是一种跨度100米的钢-混合组合梁，对自身结构重量比较敏感。如果组合梁采用普通混凝土预制桥面板，会导致自重过高，限制桥梁的跨度能力。

“LUHPC的另一个主要优点是重量轻，每立方米重量只有2150公斤。”张志豪表示，桥面板首先在工厂完成LUHPC预制，然后与钢柱叠合形成组合梁阶段。阶段建成后，预留槽孔和湿接缝现浇，最后像“积木”一样形成组合梁。

自2021年项目成立以来，最新的LUHPC已经成为第三代商品，与前几代商品相比，它具有更好的流通性和自密实性，可以自由添加复杂的模具和结构，保证密实均匀。

智能和绿色桥梁建设

国家重点实验室

中铁大桥局

R&DUHPC团队

从2014年开始

UHPC技术团队中铁大桥局

经过十余年

依托桥梁智能和绿色建筑

国家重点实验室平台

致力于UHPC系列材料

轻型高性能的UHPC桥梁结构

技术研发与成果转化工作

现在已经形成了UHPC

专利和工法数十项

累计合同金额超过10亿元

解决钢桥面铺装难题

UHPC是一种高性能材料，具有很大的发展潜力。自2001年以来，中铁大桥局UHPC技术团队开展了高性能混凝土试验研究。通过大量实验，开发了自流密实混凝土、水下絮凝混凝土等多种新技术，为后续深入研究奠定了坚实的基础。

自2014年以来，R&D团队在国重实验室学术带头人田启贤的带领下，克服了诸多困难，成功研发出低收缩、免蒸养UHPC材料，并将其引入桥面铺装施工中，有效解决了正交异性钢桥面板“钢结构疲劳开裂”和“铺装层损坏”两大行业问题。相关科技成果已成功应用于武汉军山长江大桥、沪苏通长江大桥、宜昌长江公路大桥等近20座大跨度道路和铁路桥梁，有效推动了UHPC在桥梁结构领域的创新发展。

钢组合桥面系统-UHPC

沪苏通长江大桥桥面铺设

宜昌长江大桥面铺设

铺设军山长江道路桥面

提高桥梁结构性能有助于提高桥梁结构性能

国重实验室潘东发、钟继卫、王波等专家提出，随着桥面铺装行业的逐步成熟，将UHPC产业推向桥梁主体结构，并继续研究装配式UHPC桥梁结构。

R&D团队在项目经理高立强博士的带领下，在2018年至2022年的四年间，充分展示了UHPC的高强度和高韧性。开发了预制UHPC梁结构、钢-预制UHPC梁组合梁等多种轻型桥梁结构，不仅可以大大降低结构自重和下部结构的工程量，还可以减少主梁的用钢量。R&D团队还利用UHPC粘结能力简化了传统的桥梁连接位置结构，开发了新型UHPC湿接缝、连续梁负弯矩区UHPC应用等技术，完成了桥梁全预制装配施工，大大降低了桥梁施工成本，已成功应用于朵花特大桥、西村港跨海大桥、泰东高速等重点工程。

UHPC梁板结构

钢梁-UHPC组合梁

贵州花卉特大桥(UHPC湿接缝)

UHPC负弯矩区应用于泰东高速装配式桥梁。

面对桥梁工程加固和保护需求不断增加的考验，R&D团队根据趋势开发了FRP、桥梁维修加固技术，如早强/喷射UHPC，为梁底加固工程提供了新的思路，开发了快速检修桥面结构UHPC预制装配的新技术，进一步拓展了UHPC技术的应用方向。

UHPC桥面结构预制装配快速维修

UHPC喷射加固

进入工业生产的新阶段

预制UHPC桥梁结构符合高性能、轻型节材降碳理念，可实现桥梁结构经济跨度增长30%以上。中铁大桥局副总工程师钟继卫介绍说：“国重试验室副主任。“我们开发的LUHPC材料已经成功应用于双柳长江大桥，这是LUHPC在国内桥梁工程中的首次大规模应用。同时，我们还建设了完善的UHPC预制生产线，未来将为观音寺长江大桥UHPC桥面板的施工任务保驾护航。”

UHPC预制板生产线

首次生产双柳长江大桥LUHPC预制板。

为了更好地服务于UHPC项目，R&D团队在湖北省黄冈市麻城市开发区建立了现代UHPC预混料产业基地，占地约20亩，拥有2条现代预混料生产线，年产能约6万吨，满足原料进厂检验和预混料成品出厂检验的需要；外加剂生产基地已在湖北省咸宁市嘉鱼县建立，生产线面积1600平方米，三条母液生产线，两条混合生产线，年产能约12万吨。