極目新聞記者 王柳欽
通訊員 白紅麗
1月29日,大年初一,中鐵大橋科學研究院有限公司(以下簡稱“橋科院”)的技術(shù)團隊,依舊堅守在武漢市第12座長江大橋——雙柳長江大橋項目現(xiàn)場,為橋梁建設(shè)不斷貢獻科研力量。
項目現(xiàn)場圖片
極目新聞記者獲悉,由其承擔的武漢雙柳長江大橋南岸跨粑鋪大堤鋼-混組合梁LUHPC(輕質(zhì)超高性能混凝土)橋面板安裝工程圓滿完成,實現(xiàn)了LUHPC混凝土在國內(nèi)橋梁工程的首次大規(guī)模應(yīng)用,體現(xiàn)了中鐵大橋局過硬的技術(shù)水平,為類似重大工程實踐提供了寶貴經(jīng)驗,也為今后新材料在相關(guān)工程中的大力推廣奠定了堅實基礎(chǔ)。
新材料研制實現(xiàn)更輕更強
UHPC(超高性能混凝土)作為獨具創(chuàng)新性的工程材料之一,其最突出的特性就是超高力學性能和耐久性能,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。
而LUHPC與同強度的UHPC相比,容重降低15%~20%,收縮應(yīng)變大幅降低,是UHPC新材料功能化設(shè)計的重要延伸,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(yù)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?!睒蚩圃涸擁椖靠偣堉竞澜榻B,常規(guī)預(yù)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。
本次施工的跨堤橋為跨度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(yù)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?!睆堉竞勒f,橋面板先在工廠完成LUHPC預(yù)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(yù)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(fù)雜模具與結(jié)構(gòu),確保密實均質(zhì)。
14道工藝確保施工質(zhì)量
如此強勁的混凝土是如何設(shè)計制作出來的?張志豪介紹,LUHPC的設(shè)計難點在于實現(xiàn)輕質(zhì)與高強高模量的性能統(tǒng)一與平衡。
設(shè)計之初,項目團隊從原材料入手,選用多孔輕質(zhì)集料、研制專用外加劑,同時調(diào)整配合比組成,盡可能使材料顆粒之間接觸更為緊密,實現(xiàn)了混凝土的輕量化和高強度;同時利用輕集料強化、內(nèi)養(yǎng)護作用以及纖維復(fù)合增韌等創(chuàng)新方式提升LUHPC性能,使其兼顧低密度與高模量,“簡而言之就是更輕更強了?!睆堉竞勒f。
國內(nèi)首個LUHPC預(yù)制橋面板加工中心
雙柳長江大橋項目作為LUHPC新材料在國內(nèi)橋梁工程中的首次大規(guī)模應(yīng)用,保障其工業(yè)化高效生產(chǎn)和性能穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)是關(guān)鍵。
為此,項目團隊通過對系列原材料定制化生產(chǎn),確保了優(yōu)質(zhì)輕集料和功能外加組分的生產(chǎn)供應(yīng);結(jié)合高精度輕集料預(yù)濕、粉料纖維預(yù)混成套設(shè)備及工藝,實現(xiàn)了LUHPC新材料的穩(wěn)定品控、規(guī)模化生產(chǎn)和自動化作業(yè)。
預(yù)制板在國內(nèi)首個LUHPC預(yù)制橋面板加工中心制作完成后,后續(xù)的養(yǎng)護環(huán)節(jié)也不可小覷?!梆B(yǎng)護步驟就像預(yù)制橋面板先‘貼面膜’,再‘蒸桑拿’,確保其強度發(fā)展和徐變收縮達標?!睆堉竞勒f,保濕養(yǎng)護完成后的預(yù)制板還需進行高溫蒸養(yǎng),項目團隊在蒸養(yǎng)棚內(nèi)部布置了環(huán)形蒸汽管道,保證預(yù)制板的均勻蒸養(yǎng)環(huán)境,其蒸汽養(yǎng)護溫度高達90攝氏度。
最終,通過預(yù)濕、預(yù)混、攪拌等14道工序,項目團隊成功完成了LUHPC預(yù)制板的高質(zhì)量生產(chǎn)與高精度安裝。未來,技術(shù)團隊將繼續(xù)開足馬力,進一步優(yōu)化施工工藝,提升科學管理水平,確保雙柳長江大橋項目建設(shè)高效推進。
(圖片由通訊員提供)
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