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我院主持研发的国内首座全预制拼装超高性能混凝土桥梁在长沙建成通车

通讯员: tmxyuser4 初审: 复审: 时间: 2016-01-11

2016年1月8日由学院方志教授带领的团队结合湖南省住建厅省级市政公用科技示范工程创建计划项目“活性粉末混凝土桥梁设计与施工”的完成,主持结构研发和设计的国内首座超高性能混凝土桥梁——长沙北辰三角洲横四路跨街天桥顺利建成通车。这也是国际上首座采用全预制拼装工艺建成的超高性能混凝土车行箱梁桥,是超高性能混凝土这种新型建筑材料在桥梁结构中的首次全面应用。中国工程院院士聂建国教授和陈政清教授对其设计、建造技术水平以及超高性能混凝土的应用均给予了积极、肯定的评价,中央电视台也对此进行了报道。(http://news.cntv.cn/2016/01/10/VIDEcWz2RlTBVY51W78ssLSY160110.shtml

虽然混凝土结构是当代以及在可预见的将来仍将是土木工程中最主要的结构形式,但普通混凝土材料因其比强度(强度/容重)较低导致目前混凝土桥梁结构跨度和高层建筑结构高度已几近其适用的上限。此外,普通混凝土结构,特别是处于恶劣环境中的结构,还普遍面临因混凝土老化所导致的结构耐久性问题。因此,减轻传统配筋混凝土结构自重、增强其耐久性是当代混凝土结构发展所倍加关注的重要课题,由此必然导致高强、高性能混凝土的引入和应用。超高性能水泥基材料——活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete)和高致密超细颗粒砂浆DSP (Densified Systems containing homogeneously arranged ultrafine Particles)——以其优良的物理力学性能特别是其优异的耐久性能为高性能配筋混凝土结构的形成提供了可能,上个世纪90年代一经出现便引起土木工程届的瞩目。采用RPC代替普通混凝土、DSP作为预应力孔道的粘结介质可望形成一种高效、耐久的预应力混凝土结构。

方志教授率领的研究团队十余年来一直致力于超高性能混凝土结构设计基本理论及工程应用方面的研究。在相关领域已完成包括3项国家自然科学基金项目在内的课题研究7项,获国家授权发明专利3项,在国内外学术期刊上发表论文30余篇,为超高性能混凝土结构的工程应用提供了较好的基础。相关成果还在湖南省矮寨特大桥、云南六库怒江二桥等工程建设中得到成功应用并曾获省、部科技进步奖。

横四路跨线桥设计荷载为城-B汽车荷载及4kN/m2人群荷载,设计行车速度40km/h。桥梁全长70.8m,跨径布置为27.6m+36.8m+6.4m(悬臂)。上部结构采用R150单箱三室鱼腹式节段预制拼装预应力超高性能混凝土连续箱梁,箱梁顶宽6.5m,底宽3.0m,中心高1.35m,主跨跨高比约为28,底板厚8cm、顶板厚10cm;下部结构采用R100超高性能混凝土双向曲线花瓶式整体预制桥墩,截面最小尺寸60cm。预制主梁由14个长4.6m、重250kN的标准节段和1个平均长度6.5m、重500kN的异形段组成,其内设置10束通长ΦS15.2低松弛钢绞线预应力束,孔道采用抗压强度100MPa的DSP灌浆。箱梁采用短线预制、长线拼装工艺架设,2个5.4m高的桥墩均为整墩预制吊装施工。工程主要特点:箱梁和桥墩均采用超高性能水泥基材料制造,桥梁的承载和长期性可得以显著提升;主梁短线预制、长线拼装,桥墩整体预制吊装,可适应城市桥梁建设的快速、环保要求;结构耐久性优异,可实现主体结构使用寿命期内的免维护;结构轻盈、美观,36.8m主跨一跨过街,重量还较两跨过街的普通混凝土结构方案减轻近1/3。工程设计:湖南大学设计研究院有限公司;技术支持:湖南大学土木工程学院 ;工程施工:湖南明湘科技有限公司、湖南顺天建设集团。

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