本报告是CCPA-UHPC分会成立后撰写的第六个中国UHPC年度发展报告 (2019～2024)，从多个侧面记录和概要介绍2024年中国在UHPC领域取得的新进展和产业发展现状。
本报告是CCPA-UHPC分会成立后撰写的第六个中国UHPC年度发展报告 (2019～2024)，从多个侧面记录和概要介绍2024年中国在UHPC领域 (UHPC包含超高性能纤维增强混凝土UHPFRC、活性粉末混凝土RPC 和超高韧性混凝土STC) 取得的新进展和产业发展现状。2024年是中国UHPC行业稳步增长的一年，总用量达20万m3，比2023增长了37%。发展的亮点包括：结构创新与应用及解决工程问题又有新突破，如无焊接正交异性组合桥面结构，钢-混凝土-UHPC新型组合桥面板双窄箱组合梁桥，轻质UHPC（LUHPC）与高强高弹模UHPC桥面板，轻量化装配式UHPC盖梁和大悬臂UHPC-NC组合盖梁，风电UHPC-钢混塔在2024年两次创新高度，新型装配式UHPC构件节点连接等；在高效率、集约化、规模化生产与应用方面取得了重大进步，如甘肃UHPC轻工字梁结构预制构件先进生产线、山西UHPC护栏智能化生产流水线、UHPC风电塔筒管片规模化生产应用；新产品和新应用场景有扩展，如PCCP管、UHPC-铝蜂窝板复合吊顶板、UHPC储能柜体等；完成新一批采用UHPC板或幕墙装饰外立面而各具特色的建筑。（详见第一～三章））本报告介绍了国内外UHPC标准发展的情况（第四章）。实现“双碳目标”，是我国贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的国策。本报告第五章探讨了如何算清楚碳足迹、如何应用UHPC材料与技术为提升工程结构质量和减碳做贡献。报告最后（第六章）介绍了2024年的UHPC技术交流活动和2025年计划开展的活动。三、UHPC的工程应用1、梁桥应用钢-UHPC复合桥面“调查表”收集到信息显示，钢-UHPC复合桥面2024年完成铺装施工面积超过37.7万m2，UHPC用量2.1万m3，桥梁数量达78座。过去的四年，钢-UHPC轻型复合桥面在中国每年的用量都有三十多万平米（见图3-1），是UHPC持续稳定的应用。在2024年，参与钢桥面UHPC铺装施工和UHPC预混料供应的企业包括：上海瑞史坦、保利长大四公司、山东高速工程检测、河北定强、江西建材院/晶磊工程、武汉源锦、上海城建市政、中铁桥研科技、广西路桥、浙江固路交通、广东冠生土木、中交武汉港湾院、中路新材、上海复培、华新超可隆等。其中，中路新材施工完成的铺装总面积达88,766m2，中铁桥研科技和广东冠生土木分别施工完成了64,106m2和54,851m2，这前三个公司铺装施工合计面积占总面积的55%。图 3-1：中国钢-UHPC复合桥面年度用量发展以下简要介绍2024年完成的几个钢桥面UHPC铺装工程：上海金海路改建工程2标（杨高中路~华东路东侧），包含61m+121m+121m+87m大跨径钢箱梁段，采用了UHPC与钢桥面形成的轻型组合桥面体系，总铺装面积11,854m2，铺装厚度80mm。该钢箱梁为变宽结构，桥梁宽度由18m逐渐变成29m。对此，项目团队联合上海城建市政公司研发中心自主研发了自适应变宽整平机与覆膜机，该设备配备由15m三维激光整平机与两侧6m伸缩臂组成，可灵活调整宽度适应宽度变化桥面的UHPC铺装（见图3-2）。由上海城建市政工程（集团）有限公司和上海瑞史坦环保科技有限公司施工完成。图 3-2：上海金海路改建工程钢桥面UHPC铺装施工和智能变宽整平机 (上海城建市政提供图片)安康至来凤国家高速公路奉节至巫山（渝鄂界）段白帝城长江大桥，主桥为跨径916m钢箱梁悬索桥，铺装45mm厚UHPC层，分三次施工，总面积21,808m2，广东冠生土木工程技术股份有限公司施工完成（见图3-3）。图 3-3：白帝城长江大桥钢桥面铺装UHPC施工 (广东冠生土木提供图片)湖北丹江口水都二桥全长1,342.6m，采用三跨连续钢箱系杆拱布置。主跨680米钢桥面段铺设50mm厚UHPC，将钢箱梁转变成钢-UHPC组合桥面，铺装总面积约为20,000m2，中路新材（广州）科技有限公司施工完成。安徽G3铜陵长江公铁大桥全长约11.877km，跨江主桥为世界首座双层斜拉-悬索协作体系、总长1505m大桥，采用UHPC与正交异性板钢桥面组合桥面体系，铺装50mm厚UHPC，总施工面积48,160m2（见图3-4），中铁桥研科技有限公司施工完成。图 3-4：G3铜陵长江公铁大桥钢桥面铺装UHPC施工 (中铁桥研科技提供图片)武宣黔江特大桥是广西已建成的最大跨径斜拉桥，全桥长1,339m，主桥长1,000m，主跨618m跨越黔江主航道，主跨主梁采用钢箱梁，桥面采用钢-STC轻型组合桥面结构，铺装STC (UHPC)总面积为14,133m2，由广西路桥工程集团有限公司/中路新材施工（见图3-5）。图 3-5：武宣黔江特大桥钢桥面铺装UHPC施工 (广西路桥提供图片)与上述钢桥面铺装UHPC项目不同，全长592m的南昌洪州大桥主桥，主梁标准段采用钢-混组合梁结构，由双边钢箱梁和30cm厚混凝土-UHPC复合桥面板组成。桥面板由20cm厚预制混凝土桥面板和10cm厚UHPC现浇层复合而成。在预制混凝土桥面板安装和之间接缝采用C50钢纤维混凝土湿接缝连接完成后，再现浇铺装10cm厚的UHPC层。UHPC层通过预制混凝土板内预埋的钢筋，与预制板形成复合桥面板一体结构。该项目现浇UHPC施工由中路新材完成（见图3-6）。图 3-6：南昌洪州大桥混凝土桥面板现浇UHPC施工 (中路新材提供图片)桥梁构件连接和现浇UHPC结构 (包括湿接缝、桥梁拓宽拼接和墩顶负弯矩区抗裂)“调查表”收集到信息显示，2024年UHPC用于桥梁的结构连接 (包括预制构件湿接缝连接、桥梁拓宽拼接、墩顶负弯矩区抗裂等) 的用量为1.98万m3，与2023年基本持平。以下是部分工程案例：湖南长沙兴联路大通道项目跨湘江主桥为主跨380m双塔斜拉桥，主梁采用钢梁与混凝土桥面板组合梁结构，全桥共有77个钢梁段，812块预制混凝土桥面板，采用UHPC湿接缝连接，纵、横向湿接缝厚26cm、UHPC用量共计2,307m3，由中路新材（广州）科技有限公司施工。北京承平高速公路（北京段）改扩建工程项目包含改建2座互通立交桥，北京金隅混凝土有限公司和北京建筑材料科学研究总院完成了其中混凝土预制构件的湿接缝连接施工。山东济菏高速改扩建工程项目的一个立交桥需要拓宽，采用新旧桥梁 “两侧拼宽”的建设方案，在拼缝两侧各1.5m宽度范围内浇筑10cm厚UHPC层，山东高速工程检测有限公司施工完成。应用新型拼缝结构和UHPC的超高性能将新旧结构连成整体，优化了结构受力形式，充分保证了桥梁通行效率和行车舒适性，解决了高速公路连续梁拼宽、错位拼宽等难点问题。图 3-7：尾闾主支枢纽交通检修桥负弯矩区和UHPC桥面板现浇施工 (华新超可隆提供图片)江西赣江尾闾主支枢纽主体建筑物由泄水闸、船闸、鱼道和连接挡水建筑物组成，其中船闸部位交通检修桥采用钢混连续梁桥，跨径为54.5m+19m+54.5m。由于该桥连续梁桥左右两跨跨度较大（54.5m），若采用普通混凝土则墩顶负弯矩区易开裂，故在墩顶38m负弯矩区采用现浇UHPC桥面板防止开裂（见图3-7），确保桥梁结构的稳定性和耐久性。华新超可隆为该项目供应UHPC预混料。浙江宏日泰耐克新材料科技有限公司施工了嘉兴市区快速路环线工程三期的箱梁UHPC湿接缝和宁波舟山港六横公路大桥一期工程柴桥互通主线桥墩顶负弯矩段UHPC浇筑。广西平容高速公路项目平南特大桥的钢-混结合段位于中跨，起点为距离索塔中心线向中跨侧12m的位置，另一侧和钢箱梁段连接。结合段组成为3.5m（混凝土箱梁段）+2m（钢-混凝土结合段) +3m（钢过渡段）和1m （钢箱梁段）=9.5m。由于UHPC具有较高力学性能，介于钢和混凝土之间，所以可较为平缓地过渡结构受力及变形，是用于钢-混凝土结合段较为理想的材料。该桥钢-混结合段使用高扩展度、低收缩UHPC共计551.4m3，由中交一公局土木工程建筑研究院有限公司施工（见图3-8）。图 3-8：平南特大桥的钢-混结合段 (中交一公局研究院提供图片)广东佛山市南国东路延伸线工程的控制性工程是顺德大桥，总长2455.14m，主桥为主跨626m的钢混子母塔混合梁斜拉桥。该项目UHPC应用场景为钢-混结合段，使用高扩展度、低收缩UHPC共计908.6m3，由中建西部建设建材科学研究院有限公司施工完成。江西鹰潭余信贵大道月湖特大桥主桥为跨径 (30+185+30)m刚性系杆拱桥（见图3-9），采用拱梁固结体系，桥宽47m。该桥拱肋底部及拱脚区域受力极为复杂，是整座桥梁应力最为集中的部位。该项目利用UHPC高强、高韧、高耐久等特性，采用UHPC替代常规混凝土作为该结构部位的连接材料，能够有效避免局部应力集中导致的混凝土疲劳开裂。由中交武汉港湾工程设计研究院有限公司完成UHPC施工。图 3-9：鹰潭余信贵大道月湖特大桥 (中交武汉港湾院提供图片)预制UHPC桥面板 (用于钢-UHPC组合梁)据不完全统计，2024年预制生产桥梁结构构件的UHPC用量达52,847m3，为2023年用量的近12倍。增长主要来源于预制组合梁UHPC桥面板、施工栈桥板、工字梁等。显然，业主和设计对UHPC桥面板、UHPC梁桥等结构的认可度越来越高。以下是部分桥面板工程案例：湖北枝江百里洲长江大桥全长1,549m(见图3-10)，桥跨布置为(68m+3×72m)+890m+(300m+75m),主桥为主跨890m斜拉桥，中跨及南边跨采用-UHPC组合梁，长1,265m。组合梁桥面板为UHPC预制板，在工厂将预制板安装在钢梁梁段后，浇筑纵、横向湿接缝连接预制板形成一个整体的组合梁梁段。UHPC预制板采用自动化流水线生产，工艺过程为：UHPC搅拌，拌合物运输机经空中轨道送至布料机，布料，平板振捣整平，覆盖保水膜养护，待达到吊装强度后，吊装至蒸养池进行蒸养。该项UHPC用量（包括钢-混结合段）总计7,666m3，由中交武汉港湾工程设计研究院有限公司负责。图 3-10：枝江百里洲长江大桥 (中交武汉港湾院提供图片)湖南湘潭市电工路工程下摄司大桥桥跨布置为(50+120+200+120+50)m的五跨飞燕式中承钢箱提篮拱桥，总长540m。主桥采用钢-UHPC组合双边箱梁，UHPC被用于预制华夫桥面板(车行道)和现浇桥面板(人行道和华夫板之间)。该桥UHPC桥面板采用华夫板结构，目的是提高桥面板刚度，解决负弯矩区易开裂的难题，使运营维护简便，降低全寿命周期成本。全桥使用UHPC量为3,475m3，预制生产UHPC桥面板308块，采用高温蒸汽养护，由广东冠生土木工程技术股份有限公司完成（见图3-11）。图 3-11：UHPC华夫桥面板预制生产 (广东冠生土木提供图片)湖北武汉至天门高速公路，全长91.28公里，分段建设。其中，城隍互通主线桥（跨S105省道）的上部结构采用1x50m简支“槽型钢箱梁+UHPC桥面板”组合梁，桥宽16.65m。UHPC桥面板厚18cm，尺寸为5.25x2.95m和5.2x2.95m，共6种类型，单幅共计42块，由华新超可隆新型建材科技（黄石）有限公司预制生产。在水上桥梁施工过程中，通常需要搭设临时栈桥，作为材料、设备、人员的进出通道，目前栈桥面板均为钢结构面板或预制钢筋混凝土面板，钢结构在海上易腐蚀，刚度小；而预制钢筋混凝土面板自重大，现场湿作业工作量大，易破损，质量难以保证。采用预制UHPC桥面板铺设施工栈桥，使得栈桥刚度高又不失轻巧，耐久且不易破损，易于拆卸、可重复使用，具有提升栈桥质量与性能、降本增效、低碳建设等多重优点。福建惠丰建筑科技有限公司为厦门第三东通道工程生产供应的UHPC栈桥面板及安装见图3-12。图 3-12：施工栈桥UHPC桥面板和安装 (福建惠丰提供图片)预制UHPC梁桥无腹筋先张预应力UHPC工字梁桥，为建造中、小跨径公路桥提供了非常有竞争力的方案，造价与传统混凝土梁桥持平或更低；UHPC梁重量大幅降低，运输、吊装等装配化施工简便快捷。此外，UHPC桥梁建造的碳足迹显著降低（参见第五章）；UHPC结构部分具备免维护和超长服役寿命，可有效降低桥梁的运维费用。无腹筋UHPC工字梁桥在广东率先发展并得到批量应用，2024年在甘肃也得到批量应用（参见第一章第3节），未来还会有较大的应用发展空间。图3-13显示广州太和仓储项目跨流溪河灌溉渠桥架设的UHPC工字梁。桥梁与灌溉渠呈90度相交，横向共布置12片后张预应力无腹筋UHPC工字梁，梁宽40cm、高62cm、长14m，梁间距125cm，上设18cm厚现浇混凝土板。UHPC梁采用一次性浇筑成型，待UHPC自然硬化且梁体温度降至环境温度后，采用高温蒸汽养护，由中建西部建设建材科学研究院有限公司预制完成。该项目对UHPC的性能要求为：抗压强>150MPa，抗拉强度>7.5MPa，弹性模量≥43.5GPa图3-13：UHPC工字梁梁桥 (中建西部研究院提供照片)中路新材2024年在广东完成的UHPC梁桥有：广州市荔湾区南漖路延长线上，跨径10m、梁高0.4m的UHPC先张法预应力π梁桥；道滘镇沥江围桥重建工程的新建桥梁，跨径为 (9m+12.5m+9m)，桥宽30m，上部结构采用预制预应力UHPC工型梁，梁高0.6m。2、水利工程应用抗冲磨湖南艳洲水电站新建检修桥的部分桥墩位于艳洲枢纽泄水闸区域，桥墩位置水流速度很大，需要进行抗冲刷设计，部分采用抗冲耐磨混凝土。其中1~7#、A1#及A2#桥墩（高程37.2m以下位置）以及桥墩承台顶面以下0.2m内区域采用UC150抗冲磨混凝土，UHPC用量约366m3，中路新材（广州）科技有限公司施工完成（见图3-14）。图3-14：抗冲磨UHPC墩柱 (中路新材提供照片)3、建筑应用建筑幕墙与外立面据不完全统计，2024年预制生产UHPC建筑外立面幕墙和墙板的总面积达到55.2万m2，总面积比2023增加了50%。上海砼创、珠海山泰、中建产研院、建华建材、浙江宝思博、青岛田弘嘉业、浙江宏日泰耐克新、江苏苏博特、江苏惠全、华新超可隆、广州双瑜、上海义诚巨新、上海三达利、福建惠丰等企业在2024年为一批建筑项目完成了外墙板、幕墙构件的生产及安装工作或供应UHPC预混料。以下是完成或参与单位通过 “调查表”提供的2024年完成的部分项目介绍及图片。 图3-15是奉化弥勒文化博物馆，位于中国佛教五大名山之一——弥勒道场（宁波市雪窦山），由原中央美院、中国美院院长潘公凯大师设计。弥勒文化博物馆外立面设计独具匠心，洁白无瑕的外立面上镌刻了两部金色的佛教经典《金刚经》和《上生经》，经文选用《弥勒上生经》和苏轼手抄版《金刚经》。为准确体现大师的设计意图，浙江宏日泰耐克公司组织科研团队开展技术攻关，向大师展示了由泰耐克白色UHPC打造，集高强、超大、超薄、多纹理、内嵌文字等复杂工艺于一体的新型幕墙产品，赢得了大师的共鸣，成为不二的选择。博物馆外立面的单曲面异形挂板共计20,611m2，由4,708块面板组成，其中589块为1.985mx9.5m大板块，厚度仅30~35mm。大板色泽光亮、质地坚硬并刻有金色经文，组成经书卷轴样式，整体犹如洁白的美玉，使整个建筑成为佛教经典。图3-15：奉化弥勒文化博物馆 (浙江宏日泰耐克提供图片) 图3-16是台湾屏东县王船文化馆，以“王船”为形，以窗口“透光”示意船舱灯光，犹如一艘文化巨轮，传承文化展望未来。该文化馆包含了展示、典藏、研究、教育等机能，“建立之目的主要为保存地方之重要民俗，促进地方观光发展。” 该项目为五层钢结构体系，建筑幕墙选用UHPC材料，灰白色调，沉稳大气，无规则的圆润波浪纹理，表达它与“海洋”的紧密联系。UHPC板块尺寸大，采用背负钢架方式安装；分缝少，使建筑外形简洁刚毅。大小不一的墙体孔洞，白天如同“王船”的眼睛；夜晚则如同“王船”上的灯笼，温暖而祥和。该项目由江苏苏博特供应UHPC预混料，由台湾国园工程有限公司预制生产UHPC纹理幕墙板。图3-16：台湾屏东县王船文化馆 (江苏苏博特提供图片)图3-17是中联重科全球总部大楼，总建筑面积约32.6万m2。UHPC板主要用于总部大楼屋顶、连廊及外墙，共约23,000m2。其中，非屋顶区域标段由江苏苏博特供应UHPC预混料，广州新尚艺术公司预制生产幕墙板。图3-18是南京聚智园单元幕墙工程，UHPC幕墙总面积63,700m2该项目单元式幕墙UHPC板块整体生产，后在工厂组装门窗、铝板、打胶等，然后运送到现场进行安装，具有施工周期短、环保节能等优点。此外，构件之间的连接采用标准化设计，提高了施工的效率和质量。白色UHPC大板块的厚度为20mm，背负钢架，采用喷射法成型，自然养护，由江苏惠全新材料科技有限公司预制生产。图3-17：中联重科全球总部大楼 (江苏苏博特提供图片)图3-18：南京聚智园UHPC幕墙工程 (江苏惠全提供图片)澳门银河四期中央穹顶建筑净高13.45m，直径48m，由钢结构、UHPC幕墙、垂直和天窗玻璃幕墙组成。UHPC幕墙由9层双曲悬挑的UHPC预制板块构件立体交错堆叠而成，每层16个板块共144块构成总面积3,285m2的拱形UHPC幕墙穹顶。设计需要穹顶构件同时起到装饰和承重作用，并具备抗台风能力，还要满足耐候性、抗渗性、防火及耐高温等较高的性能要求，UHPC是满足这些要求及制作穹顶构件的理想材料。由于构件形状与构造复杂、板块尺寸大（最大板块长8.6m、宽4.1m、高1.9m、重达7.9吨、最薄处仅50mm），构件的预制生产、运输和吊装的难度极高。在参建单位新银河娱乐2006有限公司、中国建筑工程（澳门）有限公司等企业的通力合作下，通过不断地创新，顺利解决了预制生产工艺和安装过程遇到的一个个难题，成功建造完成澳门银河四期中央穹顶建筑（见图3-19）。设计对UHPC材料的性能要求，包括特征抗压强度≥130MPa、轴向抗拉强度≥8.5MPa、弹性模量≥50GPa，以及法国标准的三项抗渗性与耐磨性指标要求、A1级防火要求，全部得到了满足。该工程是一次复杂UHPC结构与装饰造型结合的创造性实践。图3-19：澳门银河四期中央穹顶UHPC幕墙 (中建澳门公司提供图片)钢筋桁架楼承板新疆展熠科技有限公司2024年在新疆生产的钢筋桁架楼承板总面积达88,586m2。4、维修加固据不完全统计，2024年用于维修加固UHPC总量为4,687m3，是2023年用量的近5倍。以下是几个工程案例：桥墩加固与保护华南大桥主桥建成至今已有20余年，期间进行了多次检测、荷载试验和维修加固。由于下部墩身结构开裂现象持续恶化，理论分析表明承载能力不足， 2023年8月~2024年4月对主桥2、3号墩进行了维修加固。加固方案为：2、3 墩外肢采用型钢组合结构并外包UHPC加固，补强外肢墩柱承载力；对2、3号墩内肢采用钢箍加固限制裂缝开展，并外包UHPC增大截面加固；对承台采用型钢组合结构加固并在顶面加10cm厚UHPC对混凝土适当加强，UHPC施工过程见图3-20，由广东冠生土木施工完成。对UHPC的性能要求为：抗压强度≥120MPa，抗拉强度≥7MPa，弹...