创新结构、驱动未来
超高性能混凝土(UHPC) 助力粤东农村公路危桥改造
来源:中路杜拉国际工程股份有限公司 | 作者:田月强、廖益生 | 发布时间: 2020-03-19 | 18 次浏览 | 分享到:

广东省作为经济大省,公路桥梁建设起步早,规模大,覆盖广,位居全国首位。经过几十年大规模的桥梁建设,早期完工的农村公路旧桥,随着服役年限增多、荷载等级提升,桥梁的管养形式日益严峻,已经成为管养盲点并形成了病害,偏远农村公路桥梁多数是带“病”工作,存在严重安全隐患。2019年广东省农村公路危桥改造项目被纳入广东省政府“十件民生实事”工程之一,并于2019年1月正式启动工程招标建设程序。
2019年3月14日,广东省建筑工程集团有限公司与广东省交通集团有限公司建设总承包联合体,分别中标第Ⅰ标段和第Ⅱ标段。广东省建筑工程集团有限公司,于3月29日与广东省公路事务中心签订建设总承包协议书,根据总承包协议,建工集团负责粤东汕头、潮州、梅州等7个地市约140座危桥的加固或改建,中标价为2.19亿元。
 
图1:签约仪式


图2:施工方案评审会
2019年7月20日,广东省农村公路危桥改造建设总承包Ⅰ标第二批加固和新建桥梁评审会在广州市组织召开,会议对包括金鲤大桥、溪东大桥在内的34座加固和新建桥梁进行了施工图评审。会议结束后,设计院、施工总承包对采用I型UHPC组合梁方案进行了深入的调研和讨论,最终选定中路杜拉国际工程股份有限公司作为UHPC产品服务商,同时确定溪东桥、金鲤大桥、五村桥、下铺径口桥4座危旧桥作为前期改造任务,预计将使用15米、16米和20米I型UHPC组合梁100多片。


图3:I型UHPC预制梁首件工程

中路杜拉国际工程股份有限公司,多年潜心研发,专业专注于UHPC超高性能混凝土材料研发生产、结构研发设计、设备研发装备、项目实施等全产业链解决方案。以UHPC超常耐久性、超强耐腐蚀能力、外型美观且满足快速预制装配的条件等优势,直击农村公路旧桥改造痛点。在危桥改造项目施工建设中,我司UHPC梁桥及技术的使用效果显著。
金鲤大桥位于揭阳市揭西县境内的X096线上,南北通向,全桥分左右双幅,上部结构均为普通钢筋混凝土T梁,下部结构为桩柱式墩台。由于左右幅修建年代不同,以下简称左幅新桥,右幅旧桥。以揭西方向为小桩号,普宁方向为大桩号,左幅跨径组合为8×16+3×20+4×16m,右幅跨径组合为8×16+3×20+8×16m,左右幅单幅桥面宽度均为8m,桥面铺装为水泥混凝土铺装,下部构造均为双柱式桥墩,钻孔灌注桩基础。左幅新桥于1997年开工建设,1998年建成通车,设计荷载等级为汽车-20,挂-100。左幅新桥建设时对原桥梁系梁以下与新建桥梁承台间的桩基进行包裹加固,并与新设的三根钻孔灌注桩连接成整体,加固桥墩一共11处。左幅桥梁第9孔由于车辆超载,桥面板出现贯穿破坏,现桥梁已于2018年9月封闭左半幅桥梁,利用右幅桥梁限载通行。

 
图4:金鲤大桥原貌

2019年金鲤大桥经检测,原桥面部分破损,上部结构中,部分跨径出现严重病害,已采取右幅桥通行封闭;左幅桥限载通行。

图5:金鲤大桥破损情况
针对该桥的实际情况,设计单位决定对金鲤大桥损坏严重的主梁进行更换,并结合中路杜拉国际工程股份有限公司UHPC材料性能,提出了两个比选方案:


方案比选表
比较项目 方案一:按2018版规范更换
T型混凝土梁 方案二:按2018版规范更换
I型UHPC组合梁
恒载情况 较原结构增加21% 较原结构增加5%
施工情况 单片自重约30.6吨,采用架桥及安装,施工周期长,临时措施费高,对交通影响大 单片自重7.3吨,全桥可采用汽车吊安装,施工周期短,
对交通影响小
维养情况 常规混凝土结构,易开裂,钢筋易锈蚀,需长期养护 无开裂,全寿命个周期免维养
经济性 1954.4元/平方(上部结构) 1950元/平方(上部结构)

针对该批内规模最大、影响最广的“硬骨头”金鲤大桥,与会专家及领导进行了充分讨论,最终,综合各种不利因素,选定了中路杜拉国际工程股份有限公司I型UHPC组合结构作为本桥更换上部结构的方案。
在具体施工中,我司UHPC方案解决思路就是利用原桥梁下部结构,拆除上部结构后,更换UHPC+NC组合结构,对墩台、桩基础进行加固。
采用UHC+NC组合梁替换常规T梁,更换3孔20米工字梁,3孔16米工字梁,20米UHPC梁长19.92米,高0.7米,宽0.4米,自重7.3吨;16米UHPC梁长15.92米,高0.62米,宽0.4米,自重5.9吨。更换为UHPC+NC组合结构后,荷载减载约35%,该该桥基础为桩基础,大幅提高了桥梁抗超载能力。金鲤大桥将安装16米I型UHPC组合梁18片,20米I型UHPC组合梁18片。
施工方案评审会结束后,广东省建筑工程集团有限公司建设总承包联合体对采用I型UHPC组合梁方案进行了深入的调研和讨论,认为采用UHPC具有以下优势:
1、对比常规混凝土结构,自重可减轻40%-60%,按照2018版设计规范,采用I型UHPC组合梁,恒载与原桥结构基本持平;
2、定型产品,利于成本、质量控制,运输、安装等施工成本大幅降低:
3、施工周期短,对交通影响小,利于总体工期进度。
4、UHPC具备超强的耐久性,全寿命周期免维养,管养简单方便。
最终确定选择溪东桥、金鲤大桥和下铺径口桥三座桥作为第一阶段先行项目,各桥应用情况如下:
1、溪东桥:3跨I型UHPC组合梁,跨径16m;
2、金鲤大桥:3跨I型UHPC组合梁,跨径16m,1跨I型UHPC组合梁,跨径20m;
3、下铺径口桥:2跨I型UHPC组合梁,跨径15m,2跨I型UHPC组合梁,跨径12m。
 
图6:I型UHPC预制梁荷载试验

 
图7:溪东桥I型UHPC预制梁架,共架设16米I型UHPC梁18片

 
图8:金鲤大桥架设I型UHPC预制梁


 图9:疫情复工后,2020年3月11日,金鲤大桥五垮I型UHPC预制梁顺利架设完毕,共架设16米梁18片,20米梁18片。

随着国内疫情有效的控制,我司粤东危桥改造项目现已全面复工,将进一步总结提炼前期施工现场经验,抢工抢时,保质保量,按照总承包单位规定和工期,为粤东百姓建造更多出行便捷的“安全桥”,通往致富的“小康桥”;为粤东农村会师全面小康提供中路杜拉方案,贡献中路杜拉力量。