洞庭湖二橋預計年底通車。湖南大學首創(chuàng)STC輕型復合甲板

這種“超級”橋面不需要終身大修

近日，岳陽洞庭湖二橋完成了超高韌性混凝土的最終澆筑。與普通橋面不同，STC橋面無需大修即可實現(xiàn)長壽命。世界第二大鋼桁架懸索橋和中國第一座鋼桁架懸索橋預計將于今年年底建成通車。雷伊照片

11月14日，近日，岳陽洞庭湖二橋完成了超高韌性混凝土的最后一次澆筑，至此，該橋6.5萬平方米的STC鋪裝施工完成。與普通橋面不同，STC橋面無需大修即可實現(xiàn)長壽命。作為湖南大學土木工程學院邵旭東教授開發(fā)的原創(chuàng)技術(shù)，STC輕型組合橋面首次應用于千米大跨度鋼桁架懸索橋。

困惑:大跨度鋼桁梁懸索橋的橋面設計是一個難題

據(jù)悉，岳陽洞庭湖二橋是杭瑞高速公路臨湘至岳陽段的控制性工程，全長2.39km，東起岳陽市七里山，穿越洞庭湖，西至君山。主橋為雙塔雙跨鋼桁架懸索橋，主跨1480米，建成后將成為世界第二大、國內(nèi)第一大大跨度鋼桁架懸索橋。據(jù)湖南大學相關(guān)負責人介紹，橋面原設計采用“正交異性鋼橋面+瀝青鋪裝”的方案?！坝捎阡摌蛎婢哂兄亓枯p、承載力高、施工方便等優(yōu)點，適用于大跨度柔性橋梁。鋼橋面瀝青鋪裝是一項常規(guī)技術(shù)，應用廣泛

然而，國內(nèi)外大量的工程實踐表明，這種傳統(tǒng)的橋面方案存在兩大問題，長期以來無法得到有效解決。一是鋼橋面容易出現(xiàn)疲勞開裂，一般不到10年就會出現(xiàn)，斷裂風險高；二是鋼橋面瀝青鋪裝容易損壞，需要經(jīng)常維護。有的橋梁甚至遭受“10年24修”，導致橋面鋪裝改造成本飆升。

解決方案:虎達開發(fā)鋼橋面專用超高韌性混凝土

如何解決這個公認的世界性問題？事實上，從2009年開始，邵旭東教授的團隊就開始探索解決上述問題的新思路。通過一系列研究發(fā)現(xiàn)，解決問題的關(guān)鍵在于如何在不增加橋面自重的情況下顯著提高橋面剛度。隨后，該團隊開發(fā)了專門用于鋼橋面的超高韌性混凝土STC，以增強UHPC的拉伸和收縮性能，并首次提出了鋼-STC輕型復合橋面結(jié)構(gòu)。研究表明，在車輛作用下，STC可使鋼橋面局部剛度提高30倍以上，鋼橋面應力降低50%，為根治兩大病害提供了可能。

但是“超薄復合結(jié)構(gòu)”在國際上沒有研究先例，基本屬于空白色。經(jīng)過艱苦的研究，該團隊解決了許多科學問題，形成了設計理論，并編制頒布了STC輕型組合橋面的地方標準。2011年，該技術(shù)首次應用于廣東肇慶馬坊大橋第11跨。經(jīng)過夏季交通繁忙和高溫的雙重考驗，STC在同時施工的五種鋪裝方案中脫穎而出，成為該橋至今唯一沒有開裂的方案。目前，該技術(shù)已應用于我國6省市17座實橋，涵蓋了梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等多種基本橋型，為解決世界性的鋼橋面問題找到了一條根本途徑。

岳陽洞庭湖二橋是一座投資巨大的特大橋。如果鋼橋面及其鋪裝在運營中頻繁損壞，不僅會帶來安全隱患，還會在國家干線上頻繁維修，給社會帶來巨大的負面影響。因此，為了防患于未然，在橋梁專家組的一致推薦下，2016年8月，湖南省交通廳批準采用STC輕型復合橋面技術(shù)。

成果:科研幫助48天完成全部橋面澆筑

岳陽洞庭湖二橋STC澆筑規(guī)模空之前，需要高效可靠的大型施工技術(shù)作為支撐。該團隊與施工單位合作開發(fā)智能成套施工設備，大大提高了施工效率。今年9月1日，岳陽洞庭湖二橋試驗段STC施工完成。由中國鐵路橋設計研究院設計大師徐紅義率領(lǐng)的專家組驗收了試驗段，認為施工設備先進、技術(shù)可靠、質(zhì)量符合設計和規(guī)范要求。9月16日，STC開始大規(guī)模施工，全橋分12塊，每次澆筑約5500平方米，歷時48天完成全部澆筑。

岳陽洞庭湖二橋預計將于今年年底建成通車，屆時全長3404公里的杭瑞高速公路將全線貫通。邵旭東教授的團隊表示，該橋STC橋面新技術(shù)能夠經(jīng)受住嚴峻的運營考驗，為我國未來大型鋼橋建設起到示范作用，這一新技術(shù)也將在實施“一帶一路”倡議中發(fā)揮其獨特作用。

■記者黃靜通訊員雷伊·趙華