[01508064]大跨度拱桥结构钢管高强膨胀混凝土制备技术及应用

钢管混凝土是将混凝土灌入钢管制成的组合材料，混凝土受到钢管的“套箍”作用，其强度和耐久性可大大提高；钢管被混凝土充满后，其钢结构的稳定性将大大提高，具有明显的复合材料优势。用其制造的钢管混凝土拱桥与全钢结构拱桥相比可节省钢材50%以上，具有显著的技术经济优势和竞争力。钢管混凝土的技术核心是混凝土与钢管有效复合，钢管内混凝土应保持一定的膨胀应力，实现“套箍”复合效应。混凝土硬化后其体积是收缩的，因此必须采用混凝土膨胀技术补偿混凝土的体积收缩并能形成膨胀，但现有混凝土膨胀技术尚无法满足钢管混凝土的技术要求，这严重阻碍了技术的发展和应用。　　该项目的主要工作和创新成果：（1）探明了封闭受限条件下混凝土收缩机理，建立了钢管高强混凝土膨胀模型，研制开发出适用于钢管高强混凝土的高能复合膨胀材料及其制备方法，提供混凝土全程持续稳定膨胀源；（2）建立混凝土内部自供水机制，发明释水因子技术，解决了混凝土后期持续水化和膨胀的关键难题；（3）运用材料学原理和先进计算技术方法，结合发明成果，研究发明混凝土膨胀的精确控制技术；（4）在大跨度钢管混凝土拱桥施工技术上取得突破，开发出专用高效复合减水剂，掌握施工工艺和混凝土制备关键技术；（5）研制开发出具有自主知识产权的钢管混凝土专家系统，可对材料设计、制备、工程施工和质量监控提供指导，系统功能完整具有实用性、先进性和创新性。　　该项研究成果已进行了成功的推广应用，13座大跨度桥梁采用了该技术，其中10座的跨度为国内前13位，包括世界第一跨度（460米）的巫峡长江大桥。取得直接经济效益2亿多元、间接效益数亿元及显著的社会效益。已申请、获得国家发明专利9项，国家计算机软件著作权1件，公开发表学术论文63余篇，被SCI、EI收录39篇次。该成果大大推动了钢管混凝土在大跨度桥梁中的应用，总体技术达到国际先进水平，具有广阔的应用前景。