【项目名称]】

中小跨径桥梁伸缩装置研发创新及工程应用

【主要完成单位】
武汉工程大学、中国地质大学（武汉）、江苏中路工程技术研究院有限公司、中国公路工程咨询集团有限公司、山东高速湖北发展集团有限公司、山东省高速养护集团有限公司、湖北省高速公路实业开发有限公司、中冶南方城市建设工程技术有限公司、中交第二航务工程局有限公司、武汉路圣材料科技有限公司

【项目简介】
截至2025年末，全国道路桥梁保有量突破108万座，中小跨径桥梁占比超80%，此类桥梁普遍采用模数式型钢伸缩装置。该结构天然存在“混凝土填缝料—锚固区钢筋—路面结构层”多级模量过渡薄弱界面，在重载交通往复作用与气候环境耦合侵蚀下，极易产生型钢断裂、混凝土开裂等病害，具有劣化速度快、病害复发率高、运维频次多等特点，显著降低行车舒适度与通行安全性。研发适配现代化路网安全高效运维需求的高性能、快速化伸缩装置修复技术，是当前行业高质量发展的迫切刚需。

依托多项国家、省部级课题资助，本项目恪守“材料创新、结构简约、决策科学、高效耐久”研发理念，历经十余年理论攻关、试验迭代与工程落地，攻克中小跨径桥梁伸缩装置成套研发与工程应用关键技术。项目自主研发聚氨酯、环氧树脂、UHPC 系列高性能填充材料，创新伸缩装置构造体系与配套施工装置，形成标准化施工工法，搭建伸缩装置技术状态量化评价与快速更换全链条决策体系，编制多套行业、地方及团体标准，补齐国内桥梁伸缩装置快速运维、长效耐久服役领域技术短板。整套技术应用推广前景广阔，兼具突出的工程实用价值与显著的经济、社会效益。

【主要创新点】
1）柔性伸缩装置材料与结构创新设计及成套应用关键技术
针对传统型钢伸缩装置耐久性不足、行车噪声大、通行舒适性差等工程痛点，本项目创新提出桥梁柔性伸缩装置设计及成套应用关键技术。自主研发快速反应型高阻尼超韧聚氨酯弹性体与高韧环氧新材料，建立适配10mm～160mm宽域变形量的柔性伸缩装置结构设计体系，创新研制“三位一体”超韧弹性体装置及高强高韧环氧砂浆免型钢装置。配套开发一体化专用施工装置，形成标准化施工工法与行业技术标准体系，实现伸缩装置免振捣施工、快速通车与长寿命耐久服役。

2）刚性伸缩装置锚固区UHPC材料创新研发及高效应用关键技术
针对传统型钢伸缩装置锚固区新旧混凝土界面粘结薄弱、修复养护周期长等工程痛点，本项目通过优化胶凝材料体系、集料级配及基体孔隙结构，揭示了适配复杂服役工况的新型UHPC材料早期强度生长规律与耐久性提升机理。构建基于材料结构特征的UHPC精准配比设计体系，创新超高强度与低收缩性能协同调控技术，攻克高强、早强与低收缩性能难以兼容的难题，实现材料快硬早强、低变形、高耐久的综合性能优化。配套研发便携式UHPC搅拌浇筑一体化装置，简化施工工序、大幅缩短养护周期，实现锚固区材料免振捣施工、快速通车与长寿命服役。

3）伸缩装置技术状况量化评定及快速更换全链条决策技术
针对桥梁伸缩装置评定针对性不足、更换决策依赖主观经验等行业短板，本项目建立多维度量化评定指标体系，引入动态成本指标，实现从构件到主体的逐级精准定量评定。通过仿真模拟荷载作用下结构应力状态与疲劳寿命，提炼适配实际工况的力学控制参数，构建更换时机阈值模型与工程适配快速更换技术方案。搭建“状态诊断—时机判定—方案构建”全链条决策体系，实现伸缩装置更换由经验判断向量化科学决策转变，为装置精准评估与快速更换提供可靠理论技术支撑。