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我院特聘研究员王俊颜研发的超高性能混凝土在中环抢修中大显身手
  发表时间:2016-06-23  阅读次数:7661
6520时起,因523日事故封闭14天的上海中环内圈沪嘉立交至沪太路主线正式恢复通行。为快速地结束一起事故半城堵局面作出贡献的就有我院特聘研究员王俊颜研发的超高性能混凝土(UHPC),“64日凌晨,我们接到抢修指挥部的指令,进入现场,王俊颜告诉记者,团队研发的超高性能混凝土被抢修指挥部用作修补材料,用于修复受损的桥墩及其抗震挡块。

 

   看过中环受损一幕的人都还记得,百吨大卡车躺在高架的外沿,本只能承受30吨的桥面向外倾斜翘起,路面高差达到40厘米,翘起的百米桥面将桥梁墩台生生崩出一个大大的豁口,还有本用于隔震阻挡冲击的挡块也变得松脆斑驳,伤痕累累,此处是交通咽喉,不能换柱子,你若修复,所用材料必须和桥墩快速形成一个整体,且能保证其长期性能。于是,具备超高强度、超高韧性、超高耐久性,施工方便快捷的超高性能混凝土当然就是最理想的材料。

 

 

   这样的材料到哪里去找?抢修工程指挥部想到了最近一年来在沪嘉高速、同济路加固工程中有着良好表现的超高性能混凝土,这种产学研一体化的新产品——“TENACAL®(泰耐克)已由上海罗洋新材料科技有限公司批量生产。王俊颜说:该材料有四大优势:一是具有类似金属一样的拉伸应变强化特性,强化段极限应变是混凝土的数十倍;二是28天抗压强度可达200MPa(即每平方厘米可承受约2000公斤的压力)以上,媲美铸铁;三是该材料与钢筋的充分锚固长度可以缩短至3.5倍的钢筋直径,保证与植筋钢筋的充分锚固,从而与桥墩受损区形成一个整体;四是优异的耐久性可保证修补部分与桥墩同寿命。实现上述性能并不像国内外同类产品需要高温蒸养,可常温施工养护,这是该材料工程应用的一个重大技术突破。63日夜,我们接到指令后,迅速赶到现场。

 

   此时,不眠不休的抢修突击队,已经将中环事故中桩号为ZN834-ZN835立柱间的钢箱梁,通过顶升平移消除40厘米的高差和水平位移,梁体上下左右都对齐咬合到了事故前的状态,但是桥面浇筑、立柱修复都在等着突击队员们各尽其责、各显其能。

 

 

   64日凌晨,路面铣刨、钢桥面除锈、桥面沥青摊铺和型钢伸缩缝修补工作紧张有序地展开。上海罗洋公司的抢修队员爬上高高的钢柱平台,发现作业面太小,泵送机无法展开作业,紧急磋商后,决定将机器吊到桥面,并由一根16米长的软管接至桥墩修复区支起的模板内,在不到一小时作业时间内,搅拌成液态的超高性能混凝土迅速填充了桥墩修复区,完成了加固作业,这种材料,在含有大量特种纤维的条件下,仍可实现自流平和泵送施工,并且力学性能堪比铸铁,王俊颜说,48小时后的测试表明,修补材料的标准养护立方体抗压强度超过90兆帕,所以业界又称它为流动的金属4日上午10时,修补完毕。 

 

   王俊颜作为我院高水平领航人才计划特聘研究员,近年来一直从事超高性能混凝土的研发,在加拿大英属哥伦比亚大学访学及新加坡国立大学工作期间,其研究突飞猛进。他介绍,超高性能混凝土以其优良的性能,广泛用于海洋工程、公路桥梁、国防工程等国计民生领域。法国巴黎JEAN BOUIN体育场,用3600块的超高性能混凝土预制三角镂空板(镶嵌玻璃)铺了23000平方米的屋顶。轻巧的材料(强度大促使重量变轻,同等强度其重量有原材料的1/4)使超大跨壳体同时实现了光线透射功能设计、艺术性设计和低自重设计的完美结合。此类工程还有卡塔尔新建国家博物馆、羽田机场海上跑道。日本东京的羽田机场扩建跑道采用了UHPC预制板技术,利用它的超高强度大幅降低结构自重,因此降低桩基础的建设成本;该材料的超高致密度可使其在海洋环境里的使用寿命达200年。 

 

   201410月,为羽田机场提供此项技术的日本鹿岛建设公司来到新加坡国立大学,与研究超高性能混凝土的王俊颜等深入研讨有关问题。接着,他就在20151月回到母校同济大学,开始组建超高性能水泥基结构材料(超轻、超强、超高韧性)研究课题组和具有国际先进水平的实验室平台,目前实验室已正常运转并将产出一批高质量的研究成果,同时研究成果还将持续产业化,实现从实验室到工程的一站式应用模式。  

 

   王俊颜研发的超高性能混凝土产品已成功应用于上海数座桥梁的加固工程,其中的典型案例是我国大陆第一条高速公路——沪嘉高速公路。该公路1988年通车,至今已运营近30年。2015年检测发现,沪嘉高速蕴藻浜桥、新槎浦桥预制桥面板碳化严重,混凝土强度降低,裂缝病害严重,梁内部积水,部分槽型梁存在底板裂缝及腹板竖向、斜向裂缝,亟需采取加固措施以保证桥梁运营安全。修复加固采用的就是王俊颜研发的超高性能混凝土,在不封闭交通的条件下,成功完成对桥梁的加固,提高了结构承载力。业内人士评价。

 

 

   不仅如此,短短一年时间内,这种超高性能混凝土还用于上海S20外环高速公路北翟路桥、同济路高架EN匝道钢桥面加固维修等。我们采用上海罗洋新材料有限公司的泰耐克超高性能混凝土修补天津某码头3号泊位受损梁,经过6个月的海工环境和一个冬天的冻融,发现修复层没有开裂、锈蚀劣化等现象,证明该材料强度高、韧性好、强度发展快,且与原结构粘附力强,加固效果良好。交通部水运工程试验检测中心的《客户意见反馈》中,记者读到这样的文字。