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當(dāng)前位置：
2024年是中國UHPC 行業(yè)穩(wěn)步增長的一年，總用量達(dá)20萬m3，比2023增長了37%。發(fā)展的亮點(diǎn)包括：結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與應(yīng)用及解決工程問題又有新突破，如無焊接正交異性組合橋面結(jié)構(gòu)，鋼-混凝土-UHPC新型組合橋面板雙窄箱組合梁橋，輕質(zhì)UHPC（LUHPC）與高強(qiáng)高彈模UHPC橋面板，輕量化裝配式UHPC蓋梁和大懸臂UHPC-NC組合蓋梁，風(fēng)電UHPC-鋼混塔在2024年兩次創(chuàng)新高度，新型裝配式UHPC構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接等；在高效率、集約化、規(guī)模化生產(chǎn)與應(yīng)用方面取得了重大進(jìn)步，如甘肅UHPC輕工字梁結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件先進(jìn)生產(chǎn)線、山西UHPC護(hù)欄智能化生產(chǎn)流水線、UHPC風(fēng)電塔筒管片規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用；新產(chǎn)品和新應(yīng)用場景有擴(kuò)展，如PCCP管、UHPC-鋁蜂窩板復(fù)合吊頂板、UHPC儲(chǔ)能柜體等；完成新一批采用UHPC板或幕墻裝飾外立面而各具特色的建筑。
一、UHPC研究、應(yīng)用創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
新型無焊接正交異性組合橋面結(jié)構(gòu) 傳統(tǒng)正交異性鋼橋面板具有自重輕、承載力高、施工便捷等特點(diǎn)，在國內(nèi)外鋼橋中應(yīng)用十分廣泛，但普遍面臨易疲勞開裂和鋪裝頻繁破損“兩大病害”難題。湖南大學(xué)邵旭東教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的傳統(tǒng)正交異性鋼橋面 + 配筋UHPC層組合橋面，是“兩大病害”的很好解決方案，已經(jīng)獲得大量應(yīng)用（參見圖3-1）。邵教授團(tuán)隊(duì)并未止步于此，又“另辟蹊徑”研究發(fā)明出無焊接正交異性組合橋面結(jié)構(gòu)（以下稱“新組合橋面結(jié)構(gòu)”），再大幅提升正交異性鋼構(gòu)的抗疲勞性能。
圖1-1：傳統(tǒng)正交異性鋼橋面與新型無焊接正交異性組合橋面結(jié)構(gòu) (湖南大學(xué)提供圖)
新組合橋面結(jié)構(gòu)由型鋼、鋼板條和UHPC板組合而成，其與傳統(tǒng)正交異性鋼橋面的差異如圖1-1所示。得益于國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(52038003)的資助，團(tuán)隊(duì)對(duì)這種新型組合橋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析、模型試驗(yàn)及優(yōu)化研究。新組合橋面板與鋼箱梁的縱、橫向連接采用T型濕接縫，將新舊UHPC接縫置于低應(yīng)力區(qū)，使得UHPC內(nèi)鋼纖維 在高應(yīng)力區(qū)連續(xù)分布，有效防止了接縫開裂。該新型組合橋面結(jié)構(gòu)（含接縫）除栓釘外，無任何板件焊接，從而避開焊接鋼結(jié)構(gòu)“焊縫對(duì)疲勞應(yīng)力敏感”的難題，大幅提升橋面結(jié)構(gòu)抗疲勞性能，是橋梁技術(shù)重大的改進(jìn)完善。該新組合橋面結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)正交異性鋼橋面的重量基本持平，能夠適應(yīng)特大跨徑斜拉橋、懸索橋等各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)受力要求，造價(jià)則可降低約50%，經(jīng)濟(jì)效益顯著，并可降低橋梁運(yùn)行的維護(hù)維修費(fèi)用。
圖1-2：新型無焊接正交異性組合橋面結(jié)構(gòu)首次應(yīng)用的生產(chǎn)安裝過程 (湖南大學(xué)提供圖片)
鋼-混凝土-UHPC新型組合橋面板雙窄箱組合梁橋 上海浦東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司馬曉剛總工帶領(lǐng)橋梁團(tuán)隊(duì)，開展了《鋼-混凝土-UHPC組合橋面板體系設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵技術(shù)研究》科研課題，對(duì)鋼-混凝土-UHPC組合板抗彎、抗剪、抗沖切、抗疲勞等性能進(jìn)行理論研究和試驗(yàn)驗(yàn)證，揭示了組合板的破壞類型及特征，并將創(chuàng)新設(shè)計(jì)的“鋼-混凝土-UHPC新型組合橋面板雙窄箱組合梁橋”成功應(yīng)用在上海滬南公路（閘航公路~G1503）改建工程中的新建申江南路跨線橋。該橋?qū)挾?6.5m、總長525m，主跨為 (40+60+40)m連續(xù)梁，主梁采用雙窄幅鋼箱梁，橋面板采用鋼-混凝土-UHPC新型組合橋面板（見圖1-3）。
該新型組合梁橋在16.5m寬度上僅布置了2個(gè)寬2.5m的窄鋼箱，懸臂2.8m未設(shè)置鋼挑臂支撐，鋼結(jié)構(gòu)加工方便，外觀簡潔優(yōu)美，且降低了整體用鋼量，有利于提升經(jīng)濟(jì)性。橋面結(jié)構(gòu)頂層采用5cm厚UHPC，可以避免組合梁負(fù)彎矩區(qū)開裂的問題，大幅提高結(jié)構(gòu)的耐久性；中間層為型鋼與普通混凝土；底層為8mm薄鋼板，與開孔型鋼剪力鍵配合，一方面作為施工模版，保證施工期間的剛度，避免了現(xiàn)澆橋面板混凝土?xí)r另設(shè)模板的問題；同時(shí)也替代了橋面板的底層鋼筋，受力更均勻，避免了橋面板底部網(wǎng)狀開裂及引起的耐久性問題。
 圖1-3：鋼-混凝土-UHPC新型組合橋面板雙窄箱組合梁橋 (上海浦東建筑設(shè)計(jì)研究院提供圖片)
廣東中江高速改擴(kuò)建工程中，拱北河大橋及四沙大橋兩側(cè)需要加寬擴(kuò)建，老橋原設(shè)計(jì)采用的89規(guī)范，拼寬后按15規(guī)范演算承載力，抗彎承載力不通過，因此需進(jìn)行加固。經(jīng)多種方案綜合比選后，最終選擇采用UHPC薄層加固方案進(jìn)行抗彎加固。 試驗(yàn)結(jié)果表明：UHPC薄層加固技術(shù)能夠顯著提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力、抗裂性能和延性性能，為橋梁加固提供了一種高效、可靠的新方法。通過對(duì)比不同施工工藝對(duì)加固效果的影響，發(fā)現(xiàn)在鑿毛充分的情況下，植筋對(duì)結(jié)構(gòu)的抗彎承載能力和抗裂性能影響不大（見圖1-4）。考慮到植筋對(duì)梁體有一進(jìn)步損傷，且植筋施工繁瑣，影響施工進(jìn)度和UHPC薄層局部施工質(zhì)量，建議在受拉區(qū)進(jìn)行UHPC薄層抗彎加固中，可以不植筋或少植筋。該研究為未來的橋梁與建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)提供了重要的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
圖1-4：UHPC加固足尺梁抗彎試驗(yàn)與結(jié)果 (廣州鼎興土木提供圖片)
針對(duì)西北區(qū)域環(huán)境及地質(zhì)條件惡劣，普通混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、服役壽命及抗震性能難以滿足需求的現(xiàn)況。甘肅交設(shè)智遠(yuǎn)實(shí)業(yè)有限公司開發(fā)了預(yù)制裝配式UHPC公路橋梁技術(shù)體系，由UHPC先張預(yù)應(yīng)力工字梁、UHPC先張預(yù)應(yīng)力疊合底板和裝配式橫隔板及橋面現(xiàn)澆層組成。迄今，已形成8～22m跨徑輕工字梁產(chǎn)品體系。2024年9月甘肅省發(fā)布實(shí)施地方標(biāo)準(zhǔn)《輕工字梁結(jié)構(gòu)橋梁技術(shù)規(guī)范》（DB62/T 5031—2024）。甘肅交設(shè)智遠(yuǎn)實(shí)業(yè)在2023年4月建成先進(jìn)的工業(yè)化先張法UHPC預(yù)應(yīng)力梁板生產(chǎn)基地，形成了高效、規(guī)模化UHPC橋梁構(gòu)件的生產(chǎn)能力。目前，在甘肅省已建造完成15座UHPC輕工字梁結(jié)構(gòu)橋梁，更多的公路橋梁在構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)和安裝建造中（見圖1-5）。
圖1-5：預(yù)制裝配式UHPC輕工字梁橋 (甘肅交設(shè)智遠(yuǎn)實(shí)業(yè)提供圖片)
與傳統(tǒng)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)相比，該預(yù)制裝配式UHPC橋梁具有的優(yōu)點(diǎn)包括：（1）質(zhì)量可靠：采用先張預(yù)應(yīng)力集中工廠預(yù)制，質(zhì)量更高、更穩(wěn)定和更可靠，因?yàn)楸苊饬撕髲堫A(yù)應(yīng)力可能出現(xiàn)的管道壓漿不密實(shí)、破損漏漿、錨具損壞，以及預(yù)應(yīng)力損失、應(yīng)力集中等系列問題。（2）輕量化：上部結(jié)構(gòu)自重降低40%~50%，運(yùn)輸安裝更便捷高效；可減少下部結(jié)構(gòu)工程量；有利于橋梁抗震；舊橋上部更換不影響下部結(jié)構(gòu)。（3）高強(qiáng)耐久：UHPC全預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu)的韌性好、安全儲(chǔ)備高，耐久性優(yōu)勢突出（為混凝土結(jié)構(gòu)的4倍以上），可有效適應(yīng)復(fù)雜地形氣候條件。（4）綠色節(jié)材低碳：上部結(jié)構(gòu)混凝土用量降低50%，鋼筋用量降低80%，全過程碳排放降低60%以上；橋梁上部結(jié)構(gòu)高度減小3～28cm，可降低路基填高，舊橋上部更換不需調(diào)坡順接；集約化制造可節(jié)約預(yù)制梁場等臨時(shí)設(shè)施。（5）工業(yè)化建造：橋梁結(jié)構(gòu)工廠制造、現(xiàn)場安裝，裝配化程度高，現(xiàn)場達(dá)到梁體零現(xiàn)澆，工程品質(zhì)高；全橋免模板快速施工，節(jié)約上部工期30%~40%。（6）經(jīng)濟(jì)性好：單孔造價(jià)與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)基本持平，多孔結(jié)構(gòu)因下部優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)性隨孔數(shù)增多而增大（可總體降低5%左右），全壽命養(yǎng)護(hù)成本大幅降低。 甘肅交設(shè)智遠(yuǎn)實(shí)業(yè)還研發(fā)設(shè)計(jì)了輕型裝配式UHPC橋墩蓋梁（見圖1-6）。單片蓋梁自重為26噸，比同類型普通混凝土蓋梁自重降低近65%，采用常規(guī)吊運(yùn)設(shè)備10分鐘內(nèi)可完成蓋梁的架設(shè)安裝，大幅提高施工效率，施工管理及設(shè)備投入成本則顯著降低。該蓋梁結(jié)構(gòu)體系可以高效率工業(yè)化預(yù)制生產(chǎn)，造價(jià)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土蓋梁持平，具備良好經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，具備高耐久性和抗震性，工業(yè)化預(yù)制生產(chǎn)不僅效率高，質(zhì)量也容易控制和保證。此外，還設(shè)計(jì)研發(fā)了輕量化路側(cè)排水溝、穩(wěn)固路基的六棱塊等預(yù)制UHPC產(chǎn)品，利用UHPC的高耐久性有效抵御鹽水凍融、鹽質(zhì)土腐蝕等的破壞，大幅降低維修或更換費(fèi)用。
4、輕質(zhì)UHPC和高強(qiáng)高彈模UHPC橋面板 輕質(zhì)UHPC（LUHPC）預(yù)制橋面板及濕接縫 近年來，得益于高強(qiáng)輕骨料如煤矸石陶砂的工業(yè)化生產(chǎn)，輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)用混凝土強(qiáng)度不斷攀升，并用于制備輕質(zhì)UHPC（也稱作LUHPC）。武漢雙柳長江大橋是目前長江上在建的最寬鋼箱梁懸索橋，主橋長1,630m，主跨1,430m、寬50.5m，兩側(cè)跨堤橋?yàn)?00米鋼-LUHPC組合梁橋。對(duì)LUHPC的要求為：容重2100±50kg/m3，28d抗壓強(qiáng)度 ≥ 115MPa，28d彈性模量 ≥ 38GPa。針對(duì)這樣高的LUHPC設(shè)計(jì)指標(biāo)要求和首次規(guī)模化應(yīng)用，雙柳大橋兩側(cè)跨堤橋建設(shè)承擔(dān)單位——中鐵大橋局/中鐵橋研科技有限公司和中交二航局/中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，分別開展技術(shù)攻關(guān)，配制出滿足性能要求的LUHPC。 LUHPC從試驗(yàn)室走向工程應(yīng)用，還需要解決系列生產(chǎn)制備和預(yù)制生產(chǎn)的工藝技術(shù)難題，包括：（1）解決工業(yè)化陶砂預(yù)濕工藝、投料效率問題；（2）解決LUHPC工業(yè)化生產(chǎn)制備的質(zhì)量、強(qiáng)度性穩(wěn)定性問題；（3）研究探索最優(yōu)的澆筑振搗工藝，解決LUHPC鋼纖維下沉、陶砂上浮等均質(zhì)性不易控制的問題。在各自獨(dú)立解決這些工藝技術(shù)難題后，中鐵橋研科技和中交武漢港灣院都成功預(yù)制生產(chǎn)出質(zhì)量性能可靠的LUHPC橋面板（見圖1-7），并分別應(yīng)用于武漢雙柳長江大橋兩側(cè)鋼-LUHPC組合梁橋，包括現(xiàn)澆施工LUHPC濕接縫。預(yù)計(jì)，LUHPC在改擴(kuò)建橋梁中應(yīng)用前景廣闊。
圖1-7：LUHPC橋面板預(yù)制生產(chǎn) (中鐵橋研科技提供圖片)
高強(qiáng)高彈模UHPC預(yù)制橋面板 在建的湖北荊州觀音寺長江大橋主橋?yàn)殡p塔混合式鋼-UHPC組合梁斜拉橋。該項(xiàng)目對(duì)UHPC的力學(xué)性能提出了較高要求。中鐵大橋科學(xué)研究院和中鐵橋研科技有限公司，針對(duì)該項(xiàng)目需求研發(fā)了超高強(qiáng)、高彈模UHPC材料：抗壓強(qiáng)度超200MPa，彈模達(dá)53.7GPa，抗拉強(qiáng)度15MPa以上，并成功進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)制備和預(yù)制橋面板（見圖1-8），應(yīng)用于觀音寺長江大橋項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)最高強(qiáng)度等級(jí)UHPC的規(guī)模化應(yīng)用。2024年已完成預(yù)制生產(chǎn)該項(xiàng)目使用UHPC橋面板總量的20%。
圖1-8：觀音寺長江大橋高強(qiáng)度等級(jí)UHPC橋面板預(yù)制生產(chǎn) (中鐵橋研科技提供圖片)
5、公路UHPC護(hù)欄開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化 針對(duì)現(xiàn)有公路護(hù)欄施工工藝繁瑣、施工人員與設(shè)備數(shù)量多以及耐久性差等問題，山西省交通科技研發(fā)有限公司和交通新技術(shù)發(fā)展有限公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過持續(xù)攻關(guān)，開發(fā)了全壽命周期成本低的新型公路UHPC半裝配式護(hù)欄。該護(hù)欄以UHPC 為核心材料，預(yù)制護(hù)欄薄層外殼（厚度2.5～5cm），運(yùn)至施工現(xiàn)場拼接，并在內(nèi)部填充普通混凝土或煤矸石、鋼渣等固廢基混凝土，最終形成一體防護(hù)結(jié)構(gòu)。通過SB級(jí)、SA級(jí)和SS級(jí)實(shí)車足尺碰撞試驗(yàn)，確認(rèn)該UHPC護(hù)欄安全性能滿足《公路護(hù)欄安全性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B05-01-2013) 要求。針對(duì)北方地區(qū)冬季融雪劑的使用情況，他們采用28%NaCl、CaCl2混合溶液進(jìn)行鹽水凍融循環(huán)對(duì)比試驗(yàn)，研究所使用UHPC的耐久性。目前凍融已達(dá)600循環(huán)，UHPC試件表面狀態(tài)完好，幾乎沒有質(zhì)量損失。 護(hù)欄的薄壁UHPC外殼構(gòu)造復(fù)雜，高效率工業(yè)化生產(chǎn)的難度較大，研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)研究、不斷嘗試和改進(jìn)完善，成功建立起擁有PLC自動(dòng)化集成控制、配備模板快速拆裝、UHPC材料智能攪拌布料、流水線控制、產(chǎn)品高效運(yùn)移、智能生產(chǎn)管理等系統(tǒng)模塊的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化與規(guī)模化，年產(chǎn)能達(dá)14萬延米。2024年在山西汾石高速上完成該新型UHPC公路護(hù)欄示范化應(yīng)用，里程52.5km，為SBm級(jí)分設(shè)式中央分隔帶（見圖1-9）。
圖1-9：自動(dòng)化生產(chǎn)防撞護(hù)欄UHPC外殼與護(hù)欄安裝 (山西交通科技研發(fā)公司提供圖片)
6、風(fēng)電UHPC-鋼混塔技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
圖1-10：上海風(fēng)領(lǐng)新能源UHPC-鋼風(fēng)電塔筒項(xiàng)目和185m高塔筒 (上海風(fēng)領(lǐng)新能源提供照片) 上海風(fēng)領(lǐng)新能源在2023年10月建造完成了世界第一個(gè)UHPC-鋼風(fēng)電混塔（風(fēng)機(jī)輪轂中心高度180m）后，同時(shí)開始了UHPC的規(guī)模化應(yīng)用，設(shè)計(jì)建造了高度120m～180m系列UHPC-鋼混塔（見圖1-10a），形成了完整的技術(shù)體系。利用UHPC材料很好解決了傳統(tǒng)塔架結(jié)構(gòu)的系列影響運(yùn)行可靠性的難題。2024年11月，上海風(fēng)領(lǐng)新能源自主設(shè)計(jì)建造的185m（風(fēng)機(jī)輪轂中心高度）UHPC-鋼混塔，在哈爾濱依蘭縣項(xiàng)目順利完成首臺(tái)吊裝工作（見圖1-10b），風(fēng)電UHPC-鋼塔筒再創(chuàng)新的高度。但是，新紀(jì)錄在一個(gè)月后再次刷新，2024年12月18日建華建材和遠(yuǎn)景能源有限公司建造的風(fēng)機(jī)輪轂中心高度190m的UHPC-鋼混塔安裝完成（見圖1-11）。
7、裝配式UHPC框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式改進(jìn) 在雙河變電站工程的基礎(chǔ)上（參見2022年報(bào)告），浙江宏日泰耐克新材料科技有限公司進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)連接方式，將UHPC構(gòu)件與鋼結(jié)構(gòu)連接方式有機(jī)結(jié)合，在UHPC梁、柱的連接節(jié)點(diǎn)處設(shè)置鋼連接頭，現(xiàn)場通過連接鋼連接頭實(shí)現(xiàn)梁柱免支撐的結(jié)構(gòu)連接，即：梁、柱采用UHPC預(yù)制，連接節(jié)點(diǎn)區(qū)域采用鋼結(jié)構(gòu)形式，安裝完成后鋼連接節(jié)點(diǎn)外包輕質(zhì)混凝土防腐保護(hù)，形成新型“預(yù)制UHPC構(gòu)件+鋼連接節(jié)點(diǎn)”裝配整體式混合框架結(jié)構(gòu)體系。這樣，鋼-UHPC結(jié)構(gòu)中鋼材無外露，克服了鋼結(jié)構(gòu)建筑后期需頻繁維護(hù)的缺點(diǎn)，讓結(jié)構(gòu)免維護(hù)壽命達(dá)到200年以上。
圖1-12：新型“預(yù)制UHPC構(gòu)件+鋼連接節(jié)點(diǎn)”結(jié)構(gòu)和安裝方法 (浙江宏日泰耐克提供照片)
基于UHPC的裝配式鋼節(jié)點(diǎn)混合框架結(jié)構(gòu)體系，寧波市電力設(shè)計(jì)院有限公司與中國建筑科學(xué)研究院有限公司等單位聯(lián)合開展深入研發(fā)，經(jīng)過理論分析與足尺試驗(yàn)測試，驗(yàn)證了這種新型預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)體系的承載能力、抗震性能及可靠性。與傳統(tǒng)混凝土框架體系相比，該結(jié)構(gòu)體系梁柱截面大幅縮減，節(jié)材65%，同時(shí)具備快速裝配、綠色耐久等優(yōu)點(diǎn)。2024年該混合框架結(jié)構(gòu)在寧波鎮(zhèn)海半路110kV輸變電建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用（見圖1-12）。工程實(shí)踐證明，結(jié)構(gòu)建造真正做到工業(yè)化生產(chǎn)、全裝配式施工——實(shí)現(xiàn)免模和免支撐、快速裝配、高效施工，縮短安裝工期約25天。特別是，很好解決了常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)變電站耐久、防火性能不佳，及運(yùn)行期難以帶電維護(hù)維修的難題。該新型UHPC-鋼裝配式結(jié)構(gòu)是建筑向工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、綠色低碳化迭代發(fā)展進(jìn)步的優(yōu)秀范例。 8、UHPC-鋁蜂窩板復(fù)合吊頂板 北京中關(guān)村東升科技園-東畔科創(chuàng)中心項(xiàng)目，外立面幕墻和室內(nèi)吊頂采用仿石材UHPC紋理板。為實(shí)現(xiàn)建筑師希望的石材質(zhì)感和紋理效果，上海義誠巨新建筑科技有限公司創(chuàng)新發(fā)展了UHPC-鋁蜂窩板復(fù)合結(jié)構(gòu)吊頂板（見圖1-13）。借助鋁蜂窩板提高板塊強(qiáng)度、克服UHPC薄板翹曲，UHPC吊頂紋理板塊最薄處僅10mm，使吊頂板輕量化，有效減小了主體結(jié)構(gòu)的荷載。在傳統(tǒng)石材、鋁板無法同時(shí)滿足高強(qiáng)度和輕量化要求的場合，UHPC或與UHPC復(fù)合，則可能是最佳解決方案。
圖1-13：UHPC-鋁蜂窩板復(fù)合結(jié)構(gòu)吊頂板 (上海義誠巨新提供照片)
9、預(yù)應(yīng)力鋼筒UHPC管 (PCCP) 某輸水項(xiàng)目管道的工作壓力（輸水壓力）為1.6MPa和2.2MPa，采用普通混凝土制作的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP管）難以滿足強(qiáng)度要求。為此，四川國統(tǒng)混凝土制品有限公司采用UHPC技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)PCCP管道，能夠滿足對(duì)管道較高強(qiáng)度的要求。該項(xiàng)目所在地為山區(qū)，運(yùn)輸安裝等工作難度較平原地區(qū)高許多，應(yīng)用UHPC使管道重量比同類普通PCCP管減小了約30%，降低了運(yùn)輸與安裝施工的難度。此外，有高密實(shí)度、高抗裂性能UHPC作預(yù)應(yīng)力鋼筋保護(hù)層，不再需要依賴其它附加防腐措施，可滿足管道在各種特殊地質(zhì)條件中的防腐蝕要求，實(shí)現(xiàn)管道在高腐蝕自然環(huán)境中50～100年的使用壽命需求，消除了PCCP耐腐蝕能力不足的性能短板。 10、UHPC儲(chǔ)能柜體開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化 UHPC儲(chǔ)能柜體由臺(tái)灣水泥股份有限公司（簡稱“臺(tái)泥公司”）提出并研發(fā)，與中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司及中建（天津）工業(yè)化建筑工程有限公司聯(lián)合進(jìn)行產(chǎn)品制作、組裝、試驗(yàn)等工作。相關(guān)產(chǎn)品已申報(bào)專利。UHPC儲(chǔ)能柜體由UHPC材料做成的柜體外殼（見圖1-14）、儲(chǔ)能柜專用門及耐火隔熱材料組合而成，內(nèi)置儲(chǔ)能電池、EMS能源管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等設(shè)備。
相較于傳統(tǒng)集裝箱鋼制儲(chǔ)能柜體，UHPC儲(chǔ)能柜體具有防火防爆、注水滅災(zāi)、高耐久性、低碳綠色的優(yōu)勢，可以安全地儲(chǔ)存電能，并提供穩(wěn)定的用電服務(wù)。UHPC儲(chǔ)能柜體有不同的規(guī)格和容量，目前已完成單柜1000kW·h、400kW·h、60kW·h、40kW·h容量產(chǎn)品的研發(fā)，可以根據(jù)使用需求進(jìn)行不同規(guī)格的自由組合和配置，適用于各種室內(nèi)外場景。截止2024年9月，UHPC儲(chǔ)能柜已在臺(tái)灣地區(qū)完成72座柜體的建設(shè)及應(yīng)用，大陸區(qū)域已完成6座儲(chǔ)能柜設(shè)備的生產(chǎn)及調(diào)試，于2024年底投入杭州臺(tái)泥公亮大樓（臺(tái)泥公司大陸總部）使用。 11、大懸臂輕量化UHPC-NC組合薄壁蓋梁（又名“寧波梁”） 傳統(tǒng)現(xiàn)澆蓋梁存在施工周期長、交通干擾大等問題，而預(yù)制拼裝蓋梁存在吊裝重、高空作業(yè)時(shí)間長、造價(jià)高，需頻繁交通導(dǎo)改或限行等問題。針對(duì)上述蓋梁施工難題，寧波市高等級(jí)公路建設(shè)管理中心總工程師劉慈軍提出了“寧波梁”概念，即：采用預(yù)制的輕量化運(yùn)輸?shù)跹b免拆UHPC大型蓋梁模殼，結(jié)合無支架現(xiàn)澆內(nèi)芯普通混凝土，建造預(yù)應(yīng)力大懸臂新型組合蓋梁。“寧波梁”概念由遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院完成構(gòu)型設(shè)計(jì)、理論計(jì)算和施工圖設(shè)計(jì)，再由中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院和中交二航武漢港灣新材料公司進(jìn)行試驗(yàn)梁的預(yù)制、架設(shè)、內(nèi)芯混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)，以及承載能力測試。經(jīng)過工藝驗(yàn)證和蓋梁結(jié)構(gòu)性能測試等各個(gè)環(huán)節(jié)，確認(rèn)了“寧波梁”可行性。 驗(yàn)證蓋梁以寧波市甬臺(tái)溫高速改擴(kuò)建北段八車道分幅蓋梁構(gòu)造尺寸為基礎(chǔ)，蓋梁長19.5m、高2m、寬2.4m，雙立柱外側(cè)間距5m，預(yù)先內(nèi)置預(yù)應(yīng)力束和鋼筋骨架的UHPC免拆模殼總吊裝重為40噸（UHPC殼側(cè)壁厚7cm），對(duì)應(yīng)的普通混凝土蓋梁全重為223噸，大幅降低蓋梁吊裝重量。“寧波梁”內(nèi)芯混凝土也成功進(jìn)行了無支架快速澆筑（見圖1-15），驗(yàn)證了“寧波梁”的施工可行性，可大幅縮短蓋梁施工時(shí)間。針對(duì)UHPC薄壁結(jié)構(gòu)預(yù)制易出現(xiàn)不密實(shí)、蜂窩、麻面等問題，該項(xiàng)目研發(fā)了“壓鑄”成型技術(shù)。驗(yàn)證蓋梁UHPC模殼成型證實(shí)，通過整體“壓鑄”一次成型工藝可快速、高質(zhì)量及批量生產(chǎn)大型薄壁 UHPC 腔體，適用于預(yù)制生產(chǎn)大型免拆模板，為建造大體積混凝土結(jié)構(gòu)提供了一種新的施工方式。“寧波梁”的低吊重免拆模殼結(jié)合無支架現(xiàn)澆內(nèi)芯普通混凝土模式，可以顯著減少大型蓋梁施工對(duì)地面交通的影響，提高現(xiàn)場施工效率和安全性，特別適合用于改擴(kuò)建、城市高架工程建設(shè)，擁有良好的應(yīng)用前景。
12、其他產(chǎn)品與應(yīng)用技術(shù)發(fā)展 UHPC新結(jié)構(gòu)、新產(chǎn)品和新應(yīng)用場景的開發(fā)及應(yīng)用包括：公路UHPC隔離柵立柱、花架、管廊平臺(tái)板支架、腐蝕性工業(yè)廠房輕型屋面板、排水溝槽、橋梁線條，等等（詳見第四章）。
二、中國UHPC市場規(guī)模與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1、用量統(tǒng)計(jì) 通過發(fā)放《2024年UHPC工程、產(chǎn)品和用量調(diào)查表》和《2024年UHPC用量統(tǒng)計(jì)表》(以下簡稱“調(diào)查表”)，調(diào)查中國2024年UHPC工程應(yīng)用、產(chǎn)品創(chuàng)新情況，統(tǒng)計(jì)分類的UHPC用量，包括橋梁(鋼橋面、濕接縫、預(yù)制及現(xiàn)澆結(jié)構(gòu))、建筑 (幕墻、結(jié)構(gòu)構(gòu)件)、市政/電力/水利工程、維修加固、風(fēng)電結(jié)構(gòu)和其他。共計(jì)收到49個(gè)企業(yè)單位的“調(diào)查表”反饋，涵蓋了中國頭部UHPC生產(chǎn)應(yīng)用企業(yè)(企業(yè)名單見“致謝”)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)雖然是“不完全統(tǒng)計(jì)”，但與以前幾年的統(tǒng)計(jì)方式相同，有良好的可比性，能夠很好展示中國UHPC市場與產(chǎn)業(yè)發(fā)展變化的狀況。
2024年1月～12月，中國UHPC用量約20.04萬m3 (“調(diào)查表”收集到工程用量)，其中55%使用UHPC預(yù)混料，約24.2萬噸；其余45%為直接使用原材料生產(chǎn)制備UHPC。與2023年相比，2024年中國UHPC用量增加了5.38萬m3，增幅為37%，各方面應(yīng)用均有所增長。CCPA-UHPC分會(huì)自2019年開始統(tǒng)計(jì)中國UHPC用量，年度用量發(fā)展情況見圖2-1。在過去的6年間UHPC用量平均的年增長率為46%。
2、用量分布情況（見圖2-2） 橋梁 最大的UHPC工程應(yīng)用領(lǐng)域仍然是橋梁，占UHPC總用量的47%，比2023年（39%）有較大提高。其中，鋼-UHPC復(fù)合橋面和橋梁構(gòu)件連接（濕接縫）UHPC用量分別占總用量的11%和10%；2024年橋梁預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的UHPC用量增幅較大，約為2023年用量的12倍，占總用量的26%（2023年該占比為8%）。 風(fēng)電結(jié)構(gòu) 風(fēng)電結(jié)構(gòu)UHPC用量占總用量的20%（2023年該占比為25%），占比有下降，但仍然是中國UHPC的第二大應(yīng)用領(lǐng)域。與2023年相比，風(fēng)電塔筒的UHPC用量增長了7%。 市政、電力與水利工程 市政、電力與水利工程的UHPC用量占總用量的14%，占比有下降（2023年該占比為17%）。但與2023年相比，市政、電力與水利工程的UHPC用量增加了20%。 建筑 建筑應(yīng)用包括預(yù)制幕墻、墻板和結(jié)構(gòu)構(gòu)件（含結(jié)構(gòu)連接），占UHPC總用量的14%，占比有所增長（2023年該占比為11%）。單項(xiàng)與2023年相比，建筑外立面（幕墻和墻板）的用量增長了88%，應(yīng)用面積增長了約50%；建筑結(jié)構(gòu)用量增長17%。 維修加固 維修加固的UHPC用量占總用量的2%（2023年該占比為1%）。與2023年相比，維修加固UHPC用量增加了近5倍。 其他應(yīng)用 未細(xì)分的應(yīng)用UHPC用量占比約4%。其中，應(yīng)用量較大的是各種類型的溝蓋板。 3、UHPC行業(yè)的進(jìn)步與存在問題
從2024年企業(yè)走訪調(diào)研情況看，UHPC產(chǎn)品、應(yīng)用和市場發(fā)展，已經(jīng)成為一些企業(yè)的新質(zhì)生產(chǎn)力和發(fā)展新動(dòng)能。很多企業(yè)在精細(xì)化控制UHPC的性能與質(zhì)量穩(wěn)定性方面，在滿足特殊性能要求方面，在提升構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)工藝技術(shù)水平和自動(dòng)化、智能化方面，在新應(yīng)用場景、新產(chǎn)品開發(fā)方面，下了大功夫也取得許多進(jìn)步。已經(jīng)建立起來的UHPC橋面板、工字梁、公路護(hù)欄、蓋板等的自動(dòng)化、智能化流水生產(chǎn)線，已經(jīng)示范了UHPC預(yù)制構(gòu)件和產(chǎn)品新興產(chǎn)業(yè)的形態(tài)。 來源：混凝土和UHPC |
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