世界首例!南中大桥拼宽项目 LUHPC 首件浇筑成功,迈入桥面铺装新阶段
9 月 5 日凌晨,狮子洋通道与广中江高速衔接段南中大桥拼宽项目顺利完成 LUHPC 首件浇筑,标志着世界首例中央索面大跨径混凝土斜拉桥拼宽工程,正式迈入桥面铺装规模化施工新阶段。这一关键节点的完成,不仅验证了新型材料和创新工艺的可靠性,也为同类桥梁拼宽改造提供了可复制的 "中国方案"。
南中大桥为主跨 350 米的中央索面混凝土斜拉桥,是世界首例中央索面预应力混凝土斜拉桥在原位进行钢结构拼宽改造的桥梁。此次拼宽施工将双向六车道拓宽为双向八车道,技术难度与安全风险极高。在既有运营桥梁上进行原位拼宽,既要保障桥梁结构安全,又要维持交通正常运行,还要控制对原桥的影响,施工难度远超新建桥梁。项目创新采用 "驮架式" 拼宽体系,以工字型钢斜撑作为受力骨架,配合轻质超高性能混凝土(LUHPC)进行桥面铺装,实现了原桥基础与斜拉索 "零加固",避免了大规模拆除重建带来的工期延误和社会影响。"驮架式" 拼宽体系通过钢结构斜撑将新增荷载传递到原桥结构,同时利用轻质材料控制新增重量,实现了在不加固原桥基础和斜拉索的前提下完成拓宽,这一创新思路有效解决了既有桥梁拼宽的核心难题。
项目大胆创新,采取绿色高性能轻集料优选与内养护 "自造壳" 技术,成功研制出强度更大、自重更轻、性能稳定、适用于规模化施工的 LUHPC 新产品,相较于同强度 UHPC 自重降幅超过了 15%,实现了绿色、轻质、高强的统一与平衡。超高性能混凝土(UHPC)以其超高强度和耐久性在桥梁工程中应用广泛,但自重较大是其局限。LUHPC 通过轻集料优选和内养护技术,在保持超高强度的同时显著降低了自重,对于既有桥梁拼宽尤为重要 —— 新增桥面每减轻一分重量,原桥结构的安全裕度就增加一分。15% 以上的自重降幅,意味着在同等荷载条件下可以铺设更厚的铺装层或承担更大的交通荷载,为桥梁拓宽提供了材料保障。
LUHPC 铺装层施工采用立轴式行星专用搅拌设备进行湿拌,360 度充分搅拌,能够有效打散抱团纤维和粉状球团,使 LUHPC 搅拌更充分,并选用自研振捣收面覆膜一体化智能摊铺设备进行铺装施工,设备采用高频附着式平面振捣方式,有效避免钢纤维下沉、轻集料上浮,并配备超声波感应器,在摊铺厚度满足设计要求的同时,保证表面平整度偏差小于等于 5 毫米。LUHPC 中含有钢纤维和轻集料,传统搅拌和振捣方式容易导致纤维抱团、轻集料上浮等问题,影响材料性能。专用搅拌设备和智能摊铺设备的应用,从工艺上保障了 LUHPC 的施工质量,5 毫米以内的平整度偏差则体现了高精度施工水平。
南中大桥 LUHPC 首件浇筑的顺利完成,不仅验证了该材料在复杂临水高空作业环境下的施工适配性与工艺可靠性,也为后续全桥铺装确立了可复制的标准化作业样板。首件工程是规模化施工前的 "试金石",通过首件浇筑可以检验材料性能、施工工艺和设备适配性,发现并解决问题,为后续施工积累经验。首件的成功,意味着 LUHPC 铺装技术已经成熟,可以在全桥推广应用。
作为狮子洋通道与广中江高速衔接的关键节点,南中大桥拼宽项目建成后将有效打通两条高速之间的 "宽窄瓶颈",将实现狮子洋通道、广中江高速与东新高速的高效互联互通。南中大桥的拓宽,将有效提升路段通行能力,缓解交通拥堵,加强粤港澳大湾区核心城市之间的联系,为区域经济社会发展提供更加便捷的交通支撑。
参考来源:中铁大桥局
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