7月20日,汉宜高速改扩建项目施工现场一片繁忙,一块预制UHPC盖梁模壳借助吊机平稳落位,短短半小时便完成桥墩盖梁安装作业。
“就像搭积木一样。”现场施工负责人张磊指着刚安装到位的盖梁,“以前现浇一个盖梁,搭支架、绑钢筋、浇筑、养护,少说七八天。现在预制好了拉过来,半小时搞定,桥下车辆正常走,互不耽误。”
这是由湖北交投集团旗下子公司——省交规院自主研发的UHPC-NC组合盖梁“楚天梁”首次在国内桥梁工程中大规模落地应用。从材料研发到产业化生产,再到工程现场装配化施工,湖北交投构建起完整的UHPC技术产业链,为高速公路改扩建提供了全新的建造解决方案。
材料突破:
纳米级混凝土打破性能天花板
传统钢筋混凝土盖梁存在自重大、施工周期长、支架挤占桥下空间、后期耐久性不足等问题,长期制约高速公路改扩建施工效率与通行保障。
“楚天梁”的核心创新在于结构设计中充分发挥超高性能混凝土(UHPC)的综合优势。研发团队通过纳米级颗粒优化配比与钢纤维增强技术,使混凝土内部结构致密、几乎无孔隙,兼具超高强度、高韧性与超强抗腐蚀耐久能力。
“普通混凝土内部像海绵,有很多孔隙,水和腐蚀介质容易渗进去。”省交规院副总工、UHPC科研团队负责人丁望星解释,“UHPC通过优化颗粒级配,把孔隙率压到极低,内部结构致密得像石头一样,强度和耐久性自然大幅提升。”
在此基础上,团队创新提出UHPC模壳“永临结合”一体化设计:预制UHPC外壳在浇筑阶段充当模板,浇筑完成后无需拆除,与内部混凝土融为一体共同受力,实现一次成型、永久承重。
相较传统现浇盖梁,“楚天梁”整体体积缩减17%,自重降低25.4%,极大减轻桥梁下部结构荷载;施工全程省去支架搭设工序,整体工期缩短57.5%,桥下可稳定保障双向车道正常通行,最大程度降低改扩建施工对现有交通的干扰。桥梁耐久使用年限从常规100年提升至200年以上,大幅减少后期养护维修投入。
产业落地:
37亩园区打通全链条闭环
为推动UHPC技术从实验室走向规模化工程应用,省交规院在仙桃建设占地37亩的UHPC产业中心,搭建起集科研试验、工程设计、预制生产、落地应用于一体的完整产业链平台。
走进产业中心生产车间,3条盖梁模壳生产线正满负荷运转。模具清理、钢筋绑扎、UHPC浇筑、高温蒸汽养护……每一片盖梁模壳都要经过11道标准化预制工序,全流程线上报验管控。
“以前UHPC构件都是小批量定制,质量不稳定,成本也下不来。”省交规院UHPC产业中心现场负责人谌兵指着墙上的数字化大屏说,“现在从原材料进厂到成品出厂,所有数据实时录入系统,每一件产品都有专属二维码,扫一下就能追溯到每一批原材料、每一道工序参数。”
厂区划分专业化浇筑、高温养护、成品存梁作业区域,配套3条盖梁模壳生产线与1条桥面板生产线,2026年1月已全面投产运行。从原材料溯源、生产参数实时存档,到试块同步检测、成品荷载试验验证,所有构件全部录入数字化质量追溯系统,以标准化、工业化生产模式实现高性能UHPC构件的稳定量产。
场景应用:
六大方向覆盖桥梁各环节
依托产业中心和相关科研成果支撑,继“楚天梁”规模化落地应用后,汉宜高速改扩建项目同步拓展全预制组合箱梁等六大UHPC应用场景,总应用体量达16000立方米。
项目国内首次规模化采用全预制拼装UHPC组合箱梁、钢-UHPC组合梁,依靠材料轻质高强特性,推动桥梁向轻量化、大跨化方向发展;桥面采用超薄UHPC铺装层,长效防护路面、延长桥面服役周期;跨线天桥选用全预制UHPC构件,快速架设落地,大幅压缩占道施工时长;针对老旧桥梁,创新运用UHPC技术开展拼宽、加固改造,为存量路桥升级提供高效路径。
“16000立方米的体量,在国内UHPC工程应用中是数一数二的。”省交规院汉宜改扩建项目负责人刘政伟说,“这不是单一技术的试点,而是一整套建造体系的系统性实践。从盖梁到主梁,从桥面到老桥加固,UHPC在桥梁建设的各个环节都找到了其经济适用场景。”
示范价值:
形成可复制推广的“湖北样本”
汉宜高速改扩建项目施工期间,桥下始终保持双向正常通行,过往车辆几乎感受不到上方正在进行的桥梁施工。这套建造体系紧紧围绕“长寿命、少维护、低干扰、快建造”核心目标,助力项目打造科技赋能、绿色低碳、装配化施工、数字化管控综合示范工程。
“对运营中的高速公路来说,施工期间保畅通是硬要求。”汉宜高速公司副总经理胡衍旺表示,“传统改扩建要封路、要限行,社会影响大。‘楚天梁’免支架、快装配,从根本上解决了这个矛盾,这对全国高速公路改扩建都有借鉴意义。”
成熟落地的全套UHPC应用方案,将形成可复制、可推广的高速公路改扩建“湖北样本”,为全国路桥高质量建设提供全新参考范本。
来源 | 湖北交投集团
编辑丨汤维
校对丨连永康
审核丨梅爱国