近日,G15沈海高速寧波姜山至西塢段改擴建施工現場傳來消息:一種全新的“預應力UHPC外殼-現澆內芯混凝土組合蓋梁”完成首件應用。7釐米厚的UHPC薄壁外殼充當永久模板,現場澆築內芯混凝土,二者組合共同扛起數千噸橋梁重荷。從外殼吊裝到內芯澆築完成,全程不到3小時,徹底告別了傳統滿堂支架施工。這項被命名為“寧波梁”的技術,其材料攻關、裝備研發和構件製造的關鍵環節,由湖北本土企業中交武漢港灣工程設計研究院有限公司(簡稱“武港院”)研發團隊擔綱完成。

施工人員在現場記錄“寧波梁”首次工程應用
“寧波梁”的核心構想,源於2020年夏天寧波市高等級公路建設管理中心總工程師劉慈軍的大膽設想:預製高強度UHPC(超高性能混凝土)薄壁外殼運抵工地充當永久模板,現場澆築內芯混凝土,把大量現場作業轉移至工廠,實現由“現場建造”向“工廠製造+現場裝配”轉變。
構想提出容易,落地卻橫著一道道“硬骨頭”。輕便的7釐米厚UHPC外殼方便了運輸和吊裝,卻要與內芯混凝土組合後協同承載數千噸荷載,長達19.5米的超大薄壁腔體如何實現工業化整體成型——國內外均無成熟經驗可循。
面對這一全新挑戰,武港院研發團隊主動接棒,從零起步,紮根試驗室反復打磨材料配方,終於研發出專用UHPC材料。這種材料兼具大流態、低收縮、高抗裂的特性,既能順暢填充19.5米超大薄壁腔體的每一處角落,又能有效控制薄壁構件在成型和服役過程中的開裂風險,讓7釐米薄壁外殼的工業化製造成為可能。
材料難關剛破,裝備製造的難題又接踵而至。團隊跳出“支模-澆築-振搗-拆模”的固定路徑,創造性提出“整體壓鑄”工藝——通過一次性高壓充模,讓混凝土在密閉模腔內均勻密實填充,徹底規避冷縫和表面缺陷,保障薄壁殼體一次成型、棱角規整,形成混凝土快速成型新路徑。沒有現成裝備可參考,團隊便從零開始自主研發模具、定位、壓鑄整套系統,打造出全球首創的大型超高強混凝土薄壁腔體一次成型設備——“武漢港灣號”智慧壓鑄生產線,落戶武港院湖北麻城基地。
2024年10月,生產線首次試生產。當19.5米長的巨型薄壁殼體緩緩成型,側壁僅7釐米,表面光滑完整、不見裂紋氣泡,長度尺寸誤差牢牢控制在5毫米以內時,現場科研人員懸著的心終於落了地。同年12月,內芯混凝土無支架快速澆築試驗順利完成,施工效率提升六成以上,“以殼代架”從構想真正照進現實。
2026年1月,湖北麻城試驗場地,首件足尺“寧波梁”迎來載入檢驗。載入設備逐級施壓,現場所有人屏息緊盯——直至荷載達到2880噸,UHPC外殼與內芯混凝土組合結構依舊完好,承載力達到設計基本組合值的1.52倍。上海市政設計院、湖南大學、中咨公司、湖北交投、湖北省交通規劃設計院等多家專家到場見證評估,對技術成果給予高度評價。
這場試驗為創新技術拿到了通往工程現場的“通行證”,標誌著該技術完成從概念提出、結構研發、工業製造到性能驗證的完整閉環。(文/圖 田穎)
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