自2017年起,上海隧道股份市政集团围绕超高性能混凝土(UHPC)进行了持续、深入的研究与应用,逐渐掌握了UHPC新材料、专用施工装备和多场景施工工艺的开发与应用能力。
目前,隧道股份市政集团已自主开发了钢桥面铺装型、结构湿接型、喷射加固型、彩色外饰型以及预制构件型系列UHPC材料;开发了拥有自主知识产权的钢桥面UHPC铺装专用成套装备、UHPC搅拌与泵送智能化一体机等系列专用施工装备,形成了钢桥面UHPC铺装、湿接缝连接、预制构件生产制作以及喷射加固与修复等系列施工工艺。
从房建板块到水务领域,从交通动脉到城市肌理,上海隧道股份以UHPC“性能+设计”的双重颠覆,持续拓展新材料应用的无限可能。
喷射UHPC加固工艺
在2020年开启的上海兰心大戏院历史建筑修复中,隧道股份市政集团与上海建工四建合作,针对历史建筑加固保护,从最小干预角度出发,尝试应用新材料——UHPC代替普通混凝土单面加固承重砖墙,加固性能比传统更优,材料用量却是原来一半,老建筑的附加自重大幅降低。通过优化流变性能,实现了喷射UHPC的低回弹率和快速施工,不仅增加了建筑物内部有效空间利用,而且大幅缩短了施工工期。
UHPC湿接缝连接工艺
水务领域预制装配施工中普遍会存在预制构件重量大、快速拼装和有限空间作业等问题,结合现场工况,上海隧道股份市政集团开展了湿接型UHPC材料的开发、搅拌与泵送智能化一体机的设计以及有限空间UHPC湿接缝连续浇筑施工工艺研究,最终攻克了上述难题,并极大地提高了施工效率。湿接缝UHPC浇筑完成3天即可拆除斜撑,28天后可达到120兆帕以上的超高强度。UHPC湿接缝成为实现预制拼装结构快速安装的利器,新型UHPC施工装备的使用也助力了现场的快速施工。
大跨度预应力鱼腹式UHPC屋架空间结构
湖南省岳阳市中心医院年门急诊量逾120万人次,人流量高度集中。门急诊大厅设计需满足大空间疏散能力、通透布局及自然采光要求,同时兼顾运维便捷性,最大限度降低后期维护需求。在该项目中,上海隧道股份市政集团采用大跨度预应力鱼腹式UHPC屋架空间结构,为国内首次在房建领域使用和推广,其门诊大厅采光屋顶由7榀UHPC鱼腹型桁架和玻璃面组合而成,总面积约1300平方米、单榀桁架构件长40.8米、高3.1米。采用UHPC替代钢结构,不仅确保了大厅采光和通透性,且凭借UHPC极高的抗渗性和抗侵蚀能力,不需要像钢架那样进行定期防腐维护。由于UHPC构件采用异形结构,且跨度大、横向刚度小,构件的预制生产、运输和吊装的难度极高,项目组开展了大量研发创新工作,该项目被CCPA—UHPC分会授予2023-2024年度创新突破奖。
钢桥面UHPC铺装工艺
现有的正交异性常规钢桥面铺装体系常年面临着“四大病害”(铺装层开裂、推移、出现车辙、坑槽)的困扰,不仅增加维修成本,也给交通带来了很大的影响。
在上海金海路2标项目中,上海隧道股份市政集团在钢桥面UHPC铺装工艺中采用的是钢-UHPC轻型组合结构,与常规钢桥面铺装体系相比,钢-UHPC铺装结构能够有效提高桥面刚度、大幅降低钢桥面应力,延长钢桥使用寿命,从而彻底解决钢桥面铺装易损难题。该工艺已经成功应用于润扬长江大桥、中兴大桥、明州大桥、金海路2标等多个项目,市政集团在大面积铺装的免蒸养技术和施工装备开发等方面,也一直处于国内领先地位。
未来,隧道股份市政集团将继续聚焦UHPC绿色化、智能化和数字化,持续开辟UHPC创新应用场景,为客户提供集设计、材料、装备、施工和监测于一体的全链式整体解决方案,赋能城市建设的可持续发展。
(郎振刚)