一座简约而美丽的超高性能混凝土桥梁亮相长沙

超强
超高性能混凝土抗压强度高达400兆帕,而普通钢材仅235兆帕
超轻
70.8米桥梁仅有2个桥墩,而用普通混凝土浇筑建造至少需5个



昨日上午10时许,一座长70.8米、宽6.5米的跨街天桥在北辰三角洲横四路竣工。这座看似普通的天桥,是世界首座全预制拼装超高性能混凝土(一种活性纳米无机复合材料)桥梁。也就是说,不仅它的混凝土由具有超高强度和韧性的特殊材料制成,而且它是先在工厂预制,然后拖运至现场,在10小时内拼装搭建而成的。中国工程院院士聂建国、陈政清及众多土木工程专家共同见证了这座天桥的诞生。

仅用10个小时,就在现场“拼”出一座全长74米、主跨达36.8米的桥梁,这并非空想。8日,首座全预制拼装超高性能混凝土桥梁在湖南长沙正式建成通车。

  “这座桥的竣工,在中国超高性能混凝土工程应用领域是一个飞跃。”中国工程院院士陈政清教授如此评价。

  在位于长沙北辰三角洲横四路跨街天桥现场,记者看到,超高性能混凝土外观与普通混凝土并无太大区别。但这座全长74米的桥仅两个桥墩,桥墩纤细处仅60厘米,桥梁的厚度也只有普通混凝土桥的三分之一。

什么是超高性能混凝土?

超高性能混凝土国家发明专利获得者吴罗明介绍,超高性能混凝土是一种非常强韧的材料,克服了目前的高强与高性能混凝土抗拉强度不足 、脆性大 、体积稳定性不良等缺点。



正因如此,原设计的普通混凝土桥梁方案有7个桥墩,主跨为16m、高跨比为1/12。采用超高性能混凝土后,桥墩减少到了2个,主跨增加到36.8m,但桥梁上部结构重量还减小了近三分之一。  

资料显示,该材料结合了超细粒致密材料设计理论与纤维增强技术,是由超细活性粉末、水泥、优质细骨料、高强度纤维等组成,通过最优化级配设计,经高温热合等特定工艺制备而成的复合材料,具有超高强度、高韧性、高耐久性和高体积稳定性等特点。

该桥的设计及技术支持负责人、湖南大学教授方志告诉记者,正是因为这种超高性能混凝土的超薄轻质,桥梁上部结构重量减小了近三分之一,使得全长70.8米的桥梁只需2个桥墩,主跨也增加到了36.8米,若使用普通混凝土浇筑建造,至少需要5个以上桥墩作支撑。



这种超高性能混凝土除了能运用到大型桥梁上,在高层建筑、地下综合管廊、国防设施等领域有广泛运用空间。中国工程院院士陈政清告诉记者,以不起眼的下水道井盖为例,采用超高性能混凝土做成的井盖,不仅成本远低于铸铁盖板,更重要的是,小偷拿走它后不能卖钱,也就保证了下水井盖不再被偷,从根源上避免因井盖被偷而导致行人掉进下水道的惨剧发生。

作为一种新兴材料,直到现在,我们还没有给超高性能混凝土一个更通俗易懂的名称,让大众更容易理解和接受它。

  在行业内,超高性能混凝土的定义、性能指标等尚未形成共识,特别是相关标准、规范缺乏。陈政清院士表示,必须加快相关行业规范与标准的起草与制定,以促进超高性能混凝土材料的推广应用。