开启桥梁新材料应用新时代！双柳长江大桥桥面更轻更强

2025年02月24日 10:41 中铁大桥局集团责编：戚金荣作者：中铁大桥局集团

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近日

双柳长江大桥

跨粑铺大堤桥、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圆满完成

实现了

LUHPC新材料在国内桥梁工程的

首次大规模应用

为探索超大跨径钢混组合结构

开辟了

一条新的广阔应用前景

项目链接

双柳长江大桥全长1630米，主桥跨度为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、武汉市第12座长江大桥。作为国家高速公路网G9906武汉都市圈环线重要组成部分，大桥建成后将进一步优化武汉都市圈环线高速公路路网结构，助力湖北交通“硬联通”加密成网，增强过江通道供给能力，有效推动“武鄂黄黄”都市圈一体化进程，为沿线区域经济社会发展提供重要支撑。

作为一种

由水泥、细粒料、粉煤灰、硅灰

和特殊添加剂等原材

料组成的新型混凝土材料

UHPC具有

高强度、低密度和出色的耐久性等特点

其抗压强度通常可达120兆帕

让其在重压环境下举重若轻

为大型结构关键部位提供坚不可摧的支撑

使用UHPC

可使建筑构件实现更轻薄、更耐久的设计

同时拥有卓越的承载能力和抗震性能

因此被广泛应用于

悬索桥、斜拉桥等桥梁结构中

作为UHPC新材料功能化设计的重要延伸

LUHPC与同强度的UHPC相比

容重降低15%-20%

收缩应变大幅降低

可为新建桥梁结构轻量化设计

和既有桥梁结构维修加固

提供全新选择

“此次跨堤桥预制桥面板采用LUHPC制作，其强度高达140兆帕，相当于每平方米可承重1.4万吨。”中铁大桥局桥科院双柳桥项目总工张志豪介绍，常规预制桥面板多采用高标号普通混凝土方案，LUHPC的抗压强度是C50混凝土的2至3倍，可以显著提高桥面板承载能力。

在双柳桥项目运用的跨堤桥为跨度100米的钢-混组合梁，对自身结构重量较为敏感，如果组合梁采用普通混凝土预制桥面板，将会导致自重过高从而使桥梁跨越能力受限。

“LUHPC的另一大优点就是轻，每立方米重量仅有2150千克。”张志豪说，桥面板先在工厂完成LUHPC预制，再和钢梁叠合形成组合梁节段，节段架设后通过对预留槽口和湿接缝现浇，最终像“搭积木”一样形成组合梁。

自2021年立项到如今走出实验室投入大规模应用，最新的LUHPC已经是第三代产品，相较于前几代产品，具有更好的流动性与自密实性，能自如填充复杂模具与结构，确保密实均质。

桥梁智能与绿色建造

全国重点实验室

中铁大桥局

UHPC技术团队

从2014年开始

中铁大桥局UHPC技术团队

历经十余年

依托桥梁智能与绿色建造

全国重点实验室平台

致力于UHPC系列材料

和UHPC桥梁轻型高性能结构的

技术研发和成果转化工作

目前已形成了UHPC

数十项专利和工法

累计合同额超10亿元

破解钢桥面铺装难题

UHPC是一种极具发展潜力的高性能材料，中铁大桥局UHPC技术团队从2001年就开始进行高性能混凝土试验研究，通过大量的试验相继开发出了自流密实混凝土、水下絮凝混凝土等多种配制新技术，为后续的深入研究奠定了坚实基础。

自2014年起，在国重实验室学术带头人田启贤的带领下，技术团队克服重重困难，成功研发了低收缩、免蒸养UHPC材料并将其引入桥面铺装施工当中，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”两大行业难题，相关技术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二十座大跨度公路、铁路桥梁上，有力推动了UHPC在桥梁结构领域的创新发展。

钢-UHPC组合桥面体系

沪苏通长江大桥桥面铺装

宜昌长江大桥桥面铺装

军山长江公路大桥桥面铺装

助力桥梁结构性能提升

随着桥面铺装产业的逐渐成熟，国重实验室潘东发、钟继卫、王波等专家提出要将UHPC产业推向桥梁主体结构，并在装配式UHPC桥梁结构研究上继续攻关。

在2018年至2022年的4年间，技术团队在项目负责人高立强博士的带领下，充分发挥了UHPC高强、高韧的特性，研发出了预制UHPC梁板结构、钢-预制UHPC组合梁等多类轻型桥梁结构，不仅可以大幅降低结构自重、减少下部结构的工程量，同时还能够降低主梁用钢量。技术团队还利用UHPC粘结性能来简化传统桥梁连接部位构造，研发了新型UHPC湿接缝、连续梁负弯矩区UHPC应用等技术，实现了桥梁全预制装配化施工，大大降低了桥梁建造成本，已成功在朵花特大桥、西村港跨海大桥、泰东高速等重点工程当中应用。

UHPC梁板结构

钢-UHPC组合梁

贵州朵花特大桥（UHPC湿接缝）

泰东高速装配式桥梁UHPC负弯矩区应用

面对桥梁结构加固与防护需求日益增加的挑战，技术团队顺应趋势，研发出了基于FRP、早强/喷射UHPC等新材料的桥梁维修加固技术，为梁底加固工程提供了新思路，研发出了桥面结构UHPC预制装配快速维修新技术，进一步拓展了UHPC技术的应用方向。

桥面结构UHPC预制装配快速维修

喷射UHPC加固

进入工业化生产新阶段

“预制UHPC桥梁结构符合高性能化、轻型化节材降碳理念，可实现桥梁结构经济跨径增加30%以上。”国重实验室副主任、中铁大桥局副总工程师钟继卫介绍道。“我们研发的LUHPC材料已成功应用于双柳长江大桥，这也是LUHPC在国内桥梁工程中首次大规模应用，同时我们还建设了成熟的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

双柳长江大桥LUHPC预制板首件生产

为更好服务于UHPC工程项目，技术团队在湖北省黄冈市麻城市经济开发区建立了现代化的UHPC预混料产业基地，占地约20亩，拥有2套现代化预混料生产线，年产能约6万吨，满足原材料进厂检验及预混料成品出厂检验的需求；在湖北省咸宁市嘉鱼县建立了外加剂生产基地，生产车间面积1600平方米，三条母液合成生产线，两条复配生产线，年产能约12万吨。