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2020混凝土科學技術獎
【技術革新類】二等獎:預應力(無腹筋)超高性能混凝土梁式橋
時間:2021-01-13    來源:中國混凝土與水泥制品協(xié)會    分享:
?本項目針對超高性能混凝土(UHPC)在公路橋梁主體結構上的應用,提出了預應力(無腹筋)超高性 能混凝土梁式橋理念,將UHPC新型材料預應力(無腹筋)的先進設計理念、超高性能混凝土—普通混凝土組合梁的新型斷面形式三者結合在一起,進行了相關的研發(fā)和項目應用。





2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學技術獎已經(jīng)啟動,歡迎業(yè)內企事業(yè)單位及從業(yè)人員,持續(xù)關注協(xié)會官方公眾號【混凝土科技獎】的相關信息。


2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會

混凝土科學技術獎?技術革新類

獲獎項目展示





2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學技術獎工作于2020年6月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目61項。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評,共計39個項目獲獎,包括一等獎2項、二等獎15項、三等獎22項,其中“科技進步類”13項、“基礎理論類”2項、“技術革新類”24項。



二等獎項目:預應力(無腹筋)超高性能混凝土梁式橋



主要完成單位:中路杜拉國際工程股份有限公司


主要完成人:劉軍、孫向東、田月強、馬玉全、杜釗


項目概況

超高性能混凝土(UHPC)在法國、美國、韓國等國家均有著較為成熟的應用,以上國家將超高性能混凝土新型的材料與全新的結構設計理念以及結構形式結合到一起,在結構創(chuàng)新的同時,兼顧了性價比,能夠實現(xiàn)與普通鋼筋混凝土結構類似的經(jīng)濟指標。伴隨著我國對超高性能混凝土的不斷深入研究和工程應用,超高性能混凝土在公路橋梁結構上的應用,具備較大的可能和空間。

預應力(無腹筋)超高性能混凝土梁式橋是一種超高性能混凝土-普通混凝土組合結構,將新型材料——超高性能混凝土、新型設計理念——預應力(無腹筋)、新型斷面形式——超高性能混凝土普通混凝土組合梁結合在一起,在滿足結構安全和結構功能的前提下,實現(xiàn)等同或略高于普通鋼筋混凝土造價的目標。

  • 新型材料——超高性能混凝土

結構梁體采用超高性能混凝土,利用其抗壓強度高、抗拉性能優(yōu)于普通混凝土的特性,減少了截面大??;同時其優(yōu)異的耐久性能可以有效降低混凝土病害。

  • 新型設計理念——預應力(無腹筋)

結構梁體為全預應力構件,確保在最不利荷載組合情況下,其截面仍存在壓應力,減少開裂風險。

  • 新型斷面形式——超高性能混凝土—普通混凝土組合梁

結構梁體采用UHPC預應力(無腹筋)預制構件現(xiàn)場拼裝,橋面采用普通混凝土現(xiàn)場澆筑。

DURA?機體CT掃描

UHPC預應力預制梁截面

主要創(chuàng)新點

1.使用超高性能混凝土材料與預應力鋼筋結合,利用了超高性能混凝土自身抗壓強度高、抗拉性能優(yōu)于普通混凝土的特性。超高性能混凝土抗壓強度150MPa以上,軸拉強度8MPa以上,選擇高強度的材料與其進行組合應用,按照鋼筋、鋼材及預應力鋼筋的單位強度經(jīng)濟值,預應力UHPC具競爭力。

2.利用預應力鋼筋為梁體提供抗彎,利用UHPC軸拉強度和材料應變硬化的特性為梁體提供抗剪,不使用普通鋼筋。在端部通過加大的截面、較大體積摻量纖維(2%)、應變硬化類超高性能混凝土和可靠的攪拌分散技術,使梁體抗剪性能得到保障。在結構的抗彎和抗剪性能可以通過預應力鋼筋和材料自身力學性能實現(xiàn)的情況下,不再使用普通鋼筋,降低了材料成本以及簡化了施工工藝。構件的截面尺寸減小,進一步降低整體成本。

3.采用UHPC和普通鋼筋混凝土組合結構。將超高性能混凝土應用在高抗壓和高軸拉要求的梁體上,橋面板采用普通混凝土進行澆筑,兩者形成組合結構,共同受力,在不同的受力區(qū)域應用不同強度的材料,對結構進行更為細致的結構化劃分和設計,降低綜合造價。

4.開發(fā)了固定式超高性能混凝土攪拌站,單次攪拌能力達到14m3,單機攪拌能力達到7m3

應用效果

截止20205月,本項目技術已應用于廣州北環(huán)高速沙貝立交F匝道跨線橋、花都大道(機場北進場路口至紅棉大道段)擴建改造工程K1+845人行天橋、花都大道(機場北進場路口至紅棉大道段)擴建改造工程K1+915人行天橋、潮州市溪東橋,以及揭陽市金鯉大橋和潮州市下輔徑口橋工程,應用效果良好。目前,多個項目已簽訂施工合同,進入施工圖設計階段。

廣州北環(huán)高速沙貝立交F匝道項目

廣州花都大道UHPC人行天橋項目

廣東省農村公路危橋改造項目

湖南湘潭18座UHPC人行天橋項目
企業(yè)介紹

中路杜拉國際工程股份有限公司,隸屬中路新材(廣州)科技股份有限公司旗下,潛心于超高性能混凝土(UHPC)相關領域的專業(yè)化公司,業(yè)務涵蓋材料研發(fā)生產(chǎn)、結構研發(fā)設計、施工成套設備研發(fā)裝備以及施工項目實施等,業(yè)務覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈。公司始建于2018年,公司立足行業(yè)高點,具備材料研發(fā)、結構試驗臺次數(shù)、裝備先進程度、項目完成體量等多方面的優(yōu)勢,致力成為UHPC行業(yè)的引領者。

目前,公司完成以UHPC為主體結構的橋梁24座,在建橋梁2座。在做好橋梁領域UHPC應用的同時,配合國家智慧城市和海綿城市建設的推進目標,公司先后研發(fā)了UHPC路緣石、高性能透水磚、裝配式樓梯、承臺模板、井蓋、排水溝(管)、綜合管廊UHPC隔倉板等系列產(chǎn)品。

公司目前下轄廣東省江門UHPC研發(fā)生產(chǎn)基地和廣東省蘆苞UHPC生產(chǎn)基地生產(chǎn)研發(fā)基地共2座,總占地面積235畝,設有國內最大的固定式UHPC專用攪拌機組(2臺7m3)以及4條1000噸先張法臺槽。截止2020年年底,完成橋梁24座,包括高速公路橋梁1座,地方公路橋梁3座,人行天橋20座,在建高速公路橋梁1座。

廣東省江門UHPC研發(fā)生產(chǎn)基地

廣東省蘆苞UHPC生產(chǎn)基地生產(chǎn)研發(fā)基地

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