近日,第三届世界超高性能混凝土大会(Third International Interactive Symposium on Ultra-High Performance Concrete)在美国威尔明顿市举办,学院邵旭东教授牵头完成的宜昌长江公路大桥钢桥面UHPC新结构加固项目(项目成员:邵旭东、曹君辉、王洋、李嘉、詹健、杨碧川、杨云逸)荣获“2023 UHPC创新奖-基础设施改造最优创新奖(2023 UHPC Innovation Award-Best Innovation in Infrastructure Rehabilitation)”。该项目的参与单位包括宜昌大桥集团、湖北省交通规划设计院股份有限公司、中铁大桥科学研究院有限公司和湖南中路华程桥梁科技股份有限公司。
宜昌长江公路大桥是一座主跨960米的悬索桥,于2001年建成通车。大桥加劲梁为扁平钢箱梁,全宽30.0m,桥面为正交异性钢桥面板,顶板厚12mm,原沥青铺装为70mm厚SMA。自2009年起,大桥陆续出现了沥青铺装破损、钢桥面疲劳开裂等病害,桥梁检查结果表明,大桥整体状况较好,但钢桥面疲劳裂纹发展较快、新增较多,无法根治。
邵旭东教授团队提出采用UHPC层对钢桥面进行加固处理,以提高钢桥面刚度,显著降低疲劳应力幅,首创了新颖的带钢板条UHPC层加固方案,采用55mm厚UHPC+10mm厚TPO,自重与原沥青面层相当,解决了受损钢桥面不能可靠参与UHPC层的受力、加固方案自重严格受限等技术难题。试验结果表明,在正、负弯矩作用下,UHPC层的抗裂性能完全满足要求,加固后原钢桥面各疲劳细节的应力幅下降36~89%。
此外,项目团队还发明了高效的施工装备,可在20个小时内一次性浇筑完成半幅桥面10250平方米的UHPC层,经蒸汽养护后的UHPC层未出现收缩开裂。
经过一年多的使用,现场检测表明,UHPC和TPO层未出现损伤,原OSD裂纹的快速发展得到根本性控制,有效遏制了大桥钢桥面疲劳裂纹的扩展势头。
本项目采用的新技术为解决早期修建的大跨径钢桥桥面疲劳受损问题提供了切实可行的根治方案。
延伸阅读:
国际UHPC大会由爱荷华州立大学(Iowa State University)于2016年创立。大会共设置房屋结构创新奖、建筑创新奖、基础设施大桥创新奖、基础设施小桥创新奖、基础设施改造创新奖五大UHPC创新奖项,本次大会吸引了14个国家、260余名UHPC领域专家参会,共同聚焦UHPC行业发展。
通讯员:王洋
审核:席雯、邓清、艾正涛