轻质混凝土在中国的桥梁中的应用及其前景展望.pdfVIP

轻质混凝土在中国桥梁中的应用及前景展望 曹诚1孙运国2刘兰强3王春阳1 (1天津市市政工程研究院，2天津市市政工程设计研究院，3天津市公路工程总公司) 擅要z本文介绍了轻集料混凝土在我国应用的历史和现状，并结合永定新河大桥工程的应用经 验，阐述了轻集料混凝土在桥梁工程中应用的技术和效益。最后对轻集料混凝土在我国的应用前景 进行了展望。 关键词：轻集料混凝土，桥梁 1引言 可用做桥梁结构材料的轻质混凝土都是采用轻集料代替普通碎石制成的轻集料混凝土。在发达 国家，轻集料混凝土作为结构材料的开发应用已有近百年的历史，已广泛应用于高层建筑、桥梁工 程及海工结构，在美国、日本、挪威等国家结构轻集料混凝土的应用已达到了很高的水平。中国对 结构轻集料混凝土的研究和应用也已有近半个世纪的历史，但却始终未能形成规模，现有工程的强 度应用水平也和先进国家间存在很大差距。从九十年代开始，种种原因甚至使结构轻集料混凝土在 中国市场上呈萎缩态势。 唐津高速公路(丹拉支线)永定新河大桥是一座大型桥梁，地处天津市塘沽区。该桥南北引桥 最初设计为普通混凝土板梁结构，后经有关专家极力推动，最终采用了高强轻集料混凝土预应力箱 梁结构。该桥于2000年进行了施工，通过了预留试件测试、实体大梁测试、全桥荷载测试等几级 测试。现已开通运营～年多，工作状况良好。永定新河大桥的建造成功开辟了我国在大型桥梁的主 体受力结构中使用轻混凝土的先河，由于设计方案合理，材料应用水平高，且经济效益显著，该工 程受到业内人士的高度关注，在业内已掀起了研究和应用轻集料混凝土的热潮。本文将结合永定新 河大桥的使用经验阐述轻集料混凝土作为一种结构材料在中国桥梁工程中的应用情况及其前景，供 讨论。 2结构轻集料混凝土在中国应用的历史和现状 我国对结构轻集料混凝土的开发应用始于五十年代，建工系统于六七十年代曾进行过系统的研 究，行形成了系列建工行业技术规范。在有关部门的推动下，轻集料混凝土作为建筑结构承重材料 (主要是屋面板、楼板)的应用曾受到重视，但应用规模始终不大。从强度水平看，在轻集料混凝 十规范制定过程中，为和普通混凝土规范相对应，通过精选轻集料也研究了高强轻集料混凝土(通 常将强度等级不低于CL30的轻集料混凝土称为高强轻集料混凝土)的性能，规范中列出的最高强 8 度等级达到了CL50，但在实际工程中，应用的强度等级却始终未能超过CL30[q。可以说，在中 国高强轻集料混凝土的相关技术性能并未得到工程实践的检验。相比之下，我国交通部门对轻集料 混凝土的研究却几乎未开展，相关的技术规范也是空白，现行的桥梁设计、施工规范在总则中均明 确指出对轻集料混凝土的不适用性。已有的少量工程实例在实施时也是借鉴了建工行业的成果，强 度应用水平也是很低的。表1列出了我国不同年代应用轻集料混凝土的水平和典型工程实例[1]。 表l我国不同年代应用轻集料混凝土的水平及典型工程 年代 轻集料主导产品 强度范围(MPa) 典型工程实例 粘土陶粒 1963年河南湛河拱桥，CL20粘土陶粒混凝土，跨度 50～70 10～20 页岩陶粒 50m．南京长江大桥桥面，粉煤灰陶粒混凝土． 70～80 粉煤灰陶粒 10～30 1973年山东黄河公路大桥桥面板，CL30陶粒混凝土。 80～90 粉煤灰陶粒 20～30 1989年淄博高层建筑CL20页岩、粉煤灰陶粒混凝土． 90年代 粉煤灰陶粒 1993年建溪大厦CL30煤矸石混凝土。1998年珠海国际 20～35 页岩陶粒 会议中心。CL30页岩陶粒混凝土。 分析形成上述局面的原因是：①长期以来设计市场缺少推陈出新的竞争机制，不利于新材料的 推广应用；②始终未能建成大型的示范性过程。展现轻集料混凝土的应用优势；③轻集料产业的技 术水平落后，高品质轻集料匮乏。随着建筑市场竞争日益激烈，以及轻集料产业自身的发展，情况 发生了变化。首先是近年来上海、湖北宜昌等地高强陶粒的成功开发为轻集料混凝土的应用提供了 良好的物质基础，在此前提下，通