一、超高性能混凝土的应用

超高性能混凝土（UHPC）作为一种具有超高的力学性能和超高的耐久性能的水泥基复合材料，自1993年研发成功后，便引起了桥梁界的极大兴趣和高度重视。在桥梁工程中，UHPC已被应用于主梁结构、拱桥主拱、华夫板桥面结构、桥梁接缝及旧桥加固等多方面。据不完全统计，到2016年底为止，世界各国已有超过400座桥梁采用UHPC作为主要或部分建筑材料，超过150座桥梁采用UHPC作为主体结构材料。

一、UHPC材料在全球桥梁工程中的应用

图1给出了世界各国采用UHPC作为主要或部分建筑材料的桥梁分布图（不完全统计），从图1可以看出，目前将UHPC材料作为主要或部分建筑材料的桥梁主要分布在亚洲（东亚、东南亚）、欧洲、北美洲和大洋洲，主要包括马来西亚、中国、日本、韩国、越南、缅甸、法国、德国、瑞士、荷兰、奥地利、捷克共和国、意大利、斯洛文尼亚、西班牙、加拿大、美国、澳大利亚、新西兰等国家。其中马来西亚、美国、加拿大、中国、日本等国家应用UHPC材料的桥梁均在20座以上。

图1 UHPC在国内外桥梁应用情况不完全统计图

在UHPC桥梁结构的应用和推广方面，马来西亚目前已经处于世界领先水平，仅马来西亚一国就已经建成93座（2016年底）UHPC桥梁，均为主梁结构采用UHPC材料。北美洲（加拿大和美国）主要将UHPC材料应用于桥梁接缝，约有188座采用UHPC材料的桥梁，其中约有10座为主体结构（主梁）采用UHPC材料，其余178座主要将UHPC应用于桥面板接缝等局部构造。而中国目前约有32座桥梁采用了UHPC材料，其中约有5座桥梁主体结构（主梁、拱圈）采用UHPC材料，其余27座主要用于钢-UHPC轻型组合桥面结构、现浇接缝、维修加固等方面。

二、各国代表性UHPC桥梁

下表列出了部分具有代表性的UHPC桥梁。下面就世界各国具有代表性的UHPC桥梁做简要介绍。

1、加拿大

1997年在加拿大魁北克省舍布鲁克市建成了世界上第一座UHPC人行桥Sherbrooke人行桥，该桥为预应力UHPC空间桁架结构，跨径60m，采用了法国的UHPC材料，如图2所示。桥面板采用3cm厚UHPC板，桁架腹杆采用直径15cm的钢管UHPC，下弦采用10m预制UHPC梁节段，节段内未配置普通钢筋，仅采用后张预应力拼装而成。由于UHPC的使用结构自重大大减轻，并有效抵抗了当地严冬零下30℃条件反复冻融侵蚀，该桥在1999年获得Nova奖提名。

图2加拿大Sherbrooke人行桥

2、法国

法国是第一个将UHPC成功商业化的国家，并于 2001年建成了世界上早的UHPC公路桥–Bourg-lès-Valence OA4和OA6跨线桥。OA4桥主梁为跨径22.5m的π形UHPC梁，高0.9m，宽2.4m，UHPC桥面板厚仅11cm，梁重37吨。2005年，法国建造了跨径为47.4m的UHPC箱形梁公路桥–PS34跨线桥，UHPC箱形主梁顶板宽4.4m，高度1.63m。UHPC桥面板上不铺设防水层和沥青混凝土铺装层，厚度14cm的箱梁顶板既是桥面板也是行车道路面板。

3、日本

2002年，日本第一座UHPC人行桥Sakata-Mirai桥建造完成，如图3所示，该桥主跨跨径49.2m，主梁截面形式为箱梁，采用预制拼装法施工，预制梁段间采用预应力张拉拼接完成。此后，日本相继建造了多座UHPC人行桥，如Yamagata桥和Tahara桥等均采用了箱梁截面作为主梁的截面形式。日本第一座公路UHPC桥梁为修建于2005年的Horikoshi Highway C-ramp Fukuoka桥，跨径为16m。非常有意思的是，2006年日本将UHPC材料应用于顶推导梁的下弦杆，完成了一座全长554m长，11m宽的预应力混凝土波形钢腹板箱梁桥（Torisalogawa桥）的顶推施工，如图4所示。

二、国内知名的商品混凝土公司

1.上海建工集团上海建工集团先后完成了杨浦大桥,徐浦大桥,东方明珠电视塔,金茂大厦等超高泵送混凝土,煤炭大厦,金茂大厦,新上海国际大厦等大体积高强混凝土,虹口足球场和浦东国际机场等PP纤维混凝土和清水混凝土等特种混凝土的开发与应用.先后创造出了上海混凝土施工的一系列高,大,深之的记录.集团主要公司情况如下:

(1)上海建工物资公司

上海建工物资公司(原上海住总物资总公司)是以商品混凝土科研开发,生产销售为主业,并以上海建工集团品牌优势和市场优势为依托,设备完善,技术先进,管理严密的国有企业.公司总资产7.5亿元,拥有中高级专业技术管理人员406名,年综合营业额6亿元,自1996年以来列历年上海工业销售收入500强,上海物资流通销售额50强.

公司拥有国家商品混凝土生产高资质等级——二级资质,年产商品混凝土设计能力超过300万立方米,日均配套生产能力达到1万立方米以上.公司现有2.0,3.0立方混凝土拌机共16座,均为机制式的德国斯达德,利渤海尔和意大利依柯玛品牌机.公司通过不断技术革新和科技进步,十分注重专业技术的研究和开发,拥有"C80高性能混凝土生产技术","大掺量FS高性能混凝土","预拌砂浆制备工法"等大量技术储备.

公司逐步完善了商品混凝土生产配套机制,拥有140余辆混凝土搅拌输送车;30余辆(17—37米)混凝土汽车泵和固定泵;10余辆大型散装水泥运输车;1家外加剂生产厂;1家专业泵,拌车修理厂;百余家砂石,水泥等原材料合格分承包商,通过集中调度的运行方式建立了稳定的供销渠道,为商品混凝土的生产供应提供可靠的保障.

(2)上海建工材料工程有限公司

上海建工材料工程有限公司是上海建工集团的全资子公司,注册资本为1亿元,年销售总额约20亿元,是目前上海规模大的商品混凝土专业公司.至2004年底,公司已累计生产销售商品混凝土4000万立方米,居全国同行业首位.

公司现有长桥,真如,申安,水上等四家大型直属搅拌站,同时投资控股浦新,浦莲,宏成,富康,南航,汤臣等六家大型商品混凝土公司.

公司具有建设部商品混凝土高资质,具备C20～C80混凝土的生产能力.公司配备商品混凝土搅拌楼20多座,装机容量为60多立方米,混凝土输送车300多辆,混凝土泵送车50多辆,商品混凝土设计年生产能力达到800万立方,日生产量可达3万立方米,小时出方量达3000立方米.

公司具有较强的商品混凝土生产配套能力.拥有亚洲地区规模大的碎石生产基地和亚洲地区设备先进的混凝土外加剂生产企业.

(3)上海建工建筑构件制品公司

上海市建筑构件制品有限公司是上海建工(集团)总公司下属的全资子公司.公司生产工艺先进,拥有众多机械化水平较高的各类专业生产线,具有一整套适宜预制构件,预拌商砼,成型钢筋的质量管理和质量运行保证体系,配备专业的中心试验室.

2.北京建工集团

北京建工集团有限责任公司是一家具有50多年历史的国有大型建筑企业,底蕴深厚.北京建工集团商品混凝土中心是北京建工集团的直属事业部,汇集了北京建工集团的优良资产,实力雄厚,专业设备国内一流.始终以业界领军的姿态,不断开拓进取,几年间迅速成为北京地区大的商品混凝土供应商.

北京建工集团商品混凝土中心下设建恒,建均,建强三个搅拌站.各站在管理上高度统一,原材料统一,配合比统一,设备资源共享.建恒站位于卢沟桥畔,紧临京石高速公路;建均站位于朝阳区百子湾,紧临东四环;建强站位于朝阳区豆各庄,紧临京沈高速公路.

建工商砼中心自行开发了一套生产调度管理系统,用来实行计算机辅助生产调度.选择佳的行车路线,确定短运送时间,并根据工地混凝土浇筑速度,输入计算机,由专业计算机软件辅助站内调度派车.拥有先进的GPS卫星定位导航系统,所有的混凝土运输车均适时调度,控制,提高效率,并做到无差错运送混凝土.先后为高碑店污水处理厂,国际饭店,西客站中国建设银行,东方广场,中服大厦等名优工程提供了优质的商品混凝土.设备状况:日大供应能力达1.5万m3,年生产能力200万m3.搅拌机10台,混凝土运输车150辆,泵车10台,其他辅助设备21台.

3.华润混凝土有限公司

华润混凝土有限公司是华润水泥控股公司附属企业,成立于1986年,公司主营业务为商品混凝土的生产与销售.

华润混凝土在中,港两地拥有十多间混凝土搅拌站,全部采用全自动生产线,年生产能力超过700万方,自有运输车达200多辆;产品涵盖普通混凝土,砂浆,喷浆及自流平,高抛免振,海工混凝土等系列高性能混凝土.

华润混凝土确立了"以点带面","稳定香港,发展内地"的发展战略,在稳定香港业务的同时,充分利用香港中港混凝土的技术和管理优势,与华润水泥协同发展,快速进入内地商品混凝土市场,形成独具特色的华润混凝土品牌,并通过合理布局和一体化统一管理,在区域市场形成竞争优势;业务发展到香港,深圳,东莞,南宁,佛山,北海,江门等地.

4.北京城建集团

北京城建集团是国家 120家大型企业集团试点单位之一,国有企业500强之一,国际225家大承包商之一.是以工业与民用建筑,市政,地下铁道,高速公路,深基础,机场,长输管线等工程施工为主业,并从事房地产开发,城市基础设施项目设融资及运营,工业生产,商贸流通,物业管理,旅游餐饮,外经外贸等多元经营的大型综合性企业集团.具有工程总承包,房地产开发,国际工程承包和进出口贸易的资质.

北京城建集团现有企事业单位218家,员工29000余人,总资产94亿元,净资产20亿元.拥有大批性能先进的施工设备,特别是近年来从国外引进了具有国际先进水平的大直径钻孔机,锚杆机,地下连续墙等深基础施工设备以及大型摊铺机,平地机,震动式压路机等高速公路施工设备,形成了地下地上技术完备,成龙配套的综合施工能力.北京城建集团在20多个省市承担有工程规划,设计,施工任务和房地产开发项目,承担高速公路工程300余公里.

5.江苏巨凝集团

江苏巨凝集团是常州地区规模大,实力强的建材供应商,专业生产和经营商品混凝土,石料,各种螺纹钢,线材等建筑材料,是江苏沙钢集团,江苏永钢集团,唐钢,日照,江苏兴澄特殊钢有限公司等常州地区的常年特约代理商.集团下设6个分公司:即常州市巨凝建材有限公司,常州巨凝混凝土有限公司,常州巨凝永恒混凝土有限公司,常州市奔龙物资有限公司,常州巨凝钢材销售有限公司,溧阳市巨凝矿山有限公司.集团拥有3个混凝土生产基地,11条全自动利勃海尔商品混凝土生产线,公司现装配有配套进口的五十铃搅拌车120辆,国际上先进的沃尔沃12方搅拌车5辆,德国原装进口施维英汽泵5辆,固定泵5辆,汽泵7辆等先进设备,具有日产15000立方,年产500万立方商品混凝土的能力(三个混凝土生产基地具有同时施工300万平方米的施工能力).矿山装备全套进口先进设备,生产石子经过淘洗设备多次淘洗其颗粒级配,含泥量,压碎值等指标都属于I类产品,年生产石子能量300万吨,是江苏省大采石矿和江苏地区一流的建筑材料供应商.集团先后为金色新城,都市桃园,天王堂,市政府广场,奥林匹克花园,时代广场,九洲广场,国贸大厦(常州高层),香江华廷,鹏欣丽都,中创时代等30多个常州市标志性建筑和名优工程提供了优质的商品混凝土.

6.苏州永盛混凝土有限公司

苏州永盛混凝土有限公司是由苏州凌云混凝土制品有限公司和香港博缘有限公司共同投资于2001年12月29日开始兴建的中外合资企业.公司总部位于苏州市吴中区西跨塘,占地60亩,南邻苏胥运河,背靠苏州金猫水泥有限公司,公司出口处在苏州新区干道长江路和苏福路交叉口,给大吞吐量的原材料和商品砼的运输带来便利.

公司创建后,经过18个月高速成长,不仅总公司商品砼生产规模从初始时的50万m3/年发展到110万m3/年,还相继投资建立了设在唯亭镇年产120万m3的苏州工业园区分公司,设在吴江远东工业园区年产60万m3的吴江分公司,并在无锡市,江阴市也设立了60万m3/年生产规模的砼公司.

生产装备方面总有意大利产自动控制3 m3/次搅拌楼14座,37 m泵车34台,8 m3砼搅拌车170辆,装备水平和规模均在同行业中占居领先地位.

先后为市政府重点工程:相门桥立交系统,人民桥,竹园桥,宝带西路桥,友新高架桥,南环高架路等项目中提供优质商品砼.

7.上海嘉华混凝土有限公司

嘉华集团在上海成立上海嘉华混凝土有限公司,以配合集团在国内其他相关的投资业务.1995至2000年期间,嘉华建材先后在上海成立了7间混凝土合营企业,包括上海宝嘉混凝土有限公司,上海港汇混凝土有限公司,上海信财混凝土有限公司,上海嘉富混凝土有限公司,上海北蔡混凝土有限公司,上海嘉建混凝土有限公司,上海嘉申混凝土有限公司,全部由上海嘉华混凝土有限公司负责统筹营运.

现时嘉华建材在上海设有8间商品混凝土搅拌站,总年产能力超过150万立方米,并拥有一支共90辆搅拌车和16辆泵车的庞大泵运队伍.由于该公司在生产设备,运输,泵送能力及质量保证方面都达到专业水平,1998年获中国政府颁发上海市商品混凝土企业「一级资质」证书,成为上海8家拥有此证的预拌混凝土供应商之一.

8.四川华西混凝土工程有限公司

公司是四川华西集团有限公司的控股子公司,主要从事商品混凝土生产,水泥销售业务,年商品混凝土生产能力200万立方米,年水泥供销能力20万吨,资产总规模约2亿元,目前是西南地区大的商品混凝土生产企业.

公司于2000年7月完成现代企业改制.公司具有租赁分公司,散装水泥供应站,专业化泵送队,重型汽车大修厂各一个.公司自1988年在西南地区首家推出商品混凝土以来,为成都市近一千二百项工程供应混凝土1000余万 m3,其中有成都市地铁工程,成都机场,世纪城,天府隧道,中海格林威治城,城市之心,民兴大厦,王府井商城,顺城街改造,川信大厦,中行大厦,光大金融中心,加州国际会展中心,四川电视塔,省邮政网管中心,高新商务广场,高新天府科技园片区工程,老南门高架桥,东城根街下穿隧道等大批重点工程,并在成都创造了日产6400 m3,月产140000 m3,一次性泵送高度164.7米,一次性浇筑14000 m3底板的行业记录

9.新航控股集团

新航控股集团是以预拌混凝土产业为主,集建材,矿山,运输,科工贸于一体的大型综合施工企业,所属北京新航建材有限公司(机场搅拌站和通州搅拌站)等大型搅拌站,分布在北京市城区和周边地区,拥有先进的生产设备和配套的运输罐车,泵车.是目前北京市产量高,品种多,供应覆盖面积大,设备保障能力强,国内技术领先的混凝土企业.集团研制成功的C60,C80高强混凝土,C100高性能混凝土,免振捣自密实混凝土,清水混凝土,钢纤维和聚丙烯纤维防裂抗渗混凝土,复合掺合料混凝土,大体积混凝土,防辐射混凝土,重混凝土,彩色混凝土,轻骨料混凝土等特种混凝土曾成功地应用于地铁4#,5#,10#线,国家游泳中心,奥林匹克会议中心,美国驻华大使馆,**电视台,首都国际机场等重点工程.

新航搅拌站位于顺义区,通州区与朝阳区之三角地带,北临首都机场距机场高速2公里,极具交通便利和市场无限之优势.

生产全过程采用计算机智能化网络系统管理,搅拌站采用世界先进水平的德国产BHS3 m3/h两套设备(设计生产能力180 m3/h/台,日产6000 m3)及BHS2 m3/h设备一套.公司配备混凝土搅拌运输车35台,搅拌车以德国奔驰,瑞典沃尔沃,日本五十铃为主;汽车泵及拖泵以德国大象,施维英,瑞典沃尔沃,中国江麓为主.

10.新疆西部建设股份有限公司

新疆西部建设股份有限公司是由新疆建筑行业骨干企业新疆建工(集团)有限责任公司为主发起人,联合新疆八一钢铁集团有限责任公司,新疆天山水泥股份有限公司等五家公司共同发起设立的拥有预拌混凝土行业国家高等级资质的现代股份制企业.截止2005年12月31日,公司总资产规模达5.1亿元,净资产2.9亿元,是目前西北大从事预拌混凝土生产的专项企业.

****现有商品混凝土生产企业11家,近三年来****混凝土市场总需求量为163.5万立方米,208.4万立方米,241.6万立方米,其中公司近三年生产销售混凝土为107.6万立方,125.4万立方,156.2万立方米,公司产品始终占据****市场份额的60%左右.2004年,2005年公司又先后在库尔勒,奎屯等地独资,合资建设了混凝土公司,使公司混凝土产量在全疆的市场份额达到了50%左右.2003年,2004年,2005年公司主营业务收入均在3亿元以上,净利润保持在5000万元左右.

公司现有混凝土生产能力可达280万立方米(含库尔勒,奎屯分公司),拥有具国际先进水平的单线生产能力可达180立方米/小时的生产线,各类大型机械设备200余台(辆),包括国内大的单车容量达12立方米的混凝土搅拌运输车辆,臂长47米,回转达360度的西北第一泵等设备.公司目前大混凝土泵送率达每小时3000余立方米,大泵送高度350米,大水平泵送距离1500米,处于西北第一,国内先进水平.

公司先后承担了新疆邮电二期枢纽工程,乌市国际机场,自治区人大**会办公楼,中国西部第一高楼中天广场,新医路立交桥,乌吐大高速公路,金融大厦,建行综合楼,****外环路工程等大型重点工程的混凝土供应任务.

三、上海复培科技的超高性能混凝土(UHPC)可以运用在哪些场景里

UHPC堪称耐久性好的工程材料，适当配筋的UHPC力学性能接近钢结构，同时UHPC具有优良的耐磨、抗*性能。因此，UHPC特别适合用于大跨径桥梁、抗*结构(军事工程、银行金库等)和薄壁结构，以及用在高磨蚀、高腐蚀环境。目前，UHPC已经在一些实际工程中应用，如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁、薄壁筒仓、核废料罐、钢索锚固加强板、ATM机保护壳，等等。