沾临黄河特大桥效果图
2022年5月7日，随着*后一节塔柱顺利浇筑，由山东高速集团投资建设的沾化至临淄项目黄河特大桥南北主塔全部顺利完成封顶，标志着主梁顶推和主塔施工双关键线路的施工任务取得重大进展，为项目按期建成通车奠定了坚实基础。据了解，该项目是全国首次大规模采用无粗骨料UHPC超高性能混凝土的工程。
黄河特大桥为项目重点控制性工程，由中交一公局集团承建，全长4630米，其中主桥全长962米，主跨442米，是黄河下游*大跨径的桥梁，主桥采用双塔双索面钢混组合梁(UHPC桥面板)顶推施工，重量超27000吨，开创黄河下游组合梁斜拉桥顶推施工之*，该桥钢混组合梁全断面顶推施工工艺，和主桥预制桥面板采用“UHPC无粗骨料混凝土+90℃高温蒸养”模式，这两种类施工技术应用在国内都尚属首次。桥共设4个主塔，塔高154米，相当于51层楼高，塔身采用液压爬模系统施工，施工安全要求极高。
沾临黄河大桥桥址位于黄河下游滨州、东营交界地带，受黄河下游不通航环境限制，主跨段梁体架设无法像一般跨河桥梁一样，进行水上运输及吊装。因此沾临黄河大桥采用顶推法进行主跨段梁体架设，不同于以往，这次是“全断面”顶推。
顶推法施工不受桥下地形和水流干扰。传统顶推，先对无桥面盖板的梁体进行顶推，再进行桥面盖板叠合。与传统顶推相比，全断面顶推可实现带桥面盖板的一体顶推，耗时更少。但对桥面盖板的材料性能和制造工艺要求更高。
相较于传统的钢筋混凝土，适当配筋的UHPC力学性能接近钢结构，不仅规避了全断面顶推时盖板断裂的危险，更以超薄、超高性能使得长达962米的跨度可以实现一次顶推，直接成型。
图：沾临黄河大桥使用的UHPC桥面盖板
黄河特大桥主桥预制桥面板设计为国内少用的无粗骨料UHPC超高性能混凝土，UHPC混凝土具有高强、高韧等特点，沾临黄河特大桥主桥桥面板设计板厚度仅为17cm，强度高达150MPa，与常规类似桥面板相比，在同等条件下能尽量降低桥梁自重荷载，使桥梁结构更轻巧、经济、耐久。约为传统混凝土盖板厚度的1/3，受力性能却提高了3倍，使全桥重量降低了30%。
01
UHPC材料性能的提升过程
纵观土木工程发展史，新材料是推动结构发展的*大动力，为了配制出性能优越的建筑材料，一代又一代的科研人员为之不懈奋斗。UHPC被认为是过去30年中工程届*具创新性的水泥基材料，其材料性能的提升过程如表1所示。
02
UHPC桥梁高性能化的应用现状
UHPC桥梁的超长耐久性
UHPC材料的耐久性是其*有价值的性能之一，该材料是预期服役寿命*长的结构工程材料。UHPC材料除了高抗渗性、良好保护内部钢材与耐化学腐蚀的能力外，还包括对冻融循环破坏、碱—骨料反应（AAR）和延迟钙矾石生成（DEF）的免疫能力、微裂缝状态下良好抗渗性与微裂缝自愈能力。
UHPC高密实基体能为埋入钢筋和钢纤维提供有效的防腐保护，同时覆盖或保护层厚度可以低至几毫米。可以预见，在未来中小跨径的全截面UHPC桥梁在百年服役期内基本不需要维修加固。
UHPC桥梁施工性能
装配式桥梁是未来桥梁发展的趋势之一，装配式桥梁可以解决传统现浇严重影响交通、质量控制难、劳动力成本高等问题，也符合绿色、低碳、环保的发展理念。而制约装配式发展的主要难点在于：钢筋混凝土预制构件尺寸和自重大，难以吊装和运输；预制构件的节点和接缝连接质量难以保证，容易出现病害。
将UHPC应用于湿接缝中，能与基层混凝土之间形成极佳的粘接效果，粘接强度超过了基层混凝土自身的抗拉强度，且UHPC材料与钢筋之间具有极强的握裹力，能够确保在极限状态下结构的安全性。这些优异的性能可以进一步凸显出UHPC湿接缝的优势，如节省钢筋焊接工序、减少钢筋搭接长度，降低施工成本，提高施工效率。
UHPC材料优异的力学性能可以解决以上问题：UHPC材料可大大减轻预制构件尺寸和自重，且保证预制构件承载力等力学性能；节点连接可大大简化，以便于施工，且节点更加牢固，地震作用下其不会成为整个桥梁的薄弱点。
03
UHPC结构的美学表达
UHPC材料在建筑结构领域也得到了较为广泛的关注。2001年，美国伊利诺伊州建成了直径为18 m的RPC圆形屋盖，在设计中考虑了RPC优异的抗拉性能和延性。该屋盖用时11天现场拼装而成，采用钢结构，现场拼装大约为35天，使用RPC方案在获得良好性能的同时也大大缩短了施工工期。该建筑结构的设计因先进建筑材料与结构形式完美结合，获得了2003年Nova奖提名。
