【案例名稱】超高性能混凝土結構設計與生產施工系列標準
【主編單位】中交第二航務工程局有限公司、北京市燕通建筑構件有限公司、哈爾濱工業大學
【標準介紹】《超高性能混凝土預制構件生產技術規程》適用于預先生產的超高性能混凝土預制構件，不包含采用離心和噴射工藝成型的預制構件。《超高性能混凝土現場澆筑施工技術規程》適用于超高性能混凝土的現場澆筑施工，不包含噴射施工。《超高性能混凝土結構設計規程》適用于超高性能混凝土結構及其同普通混凝土組合結構的構件設計。系列標準從生產、施工到設計形成完整技術體系，支持UHPC在高耐久性、輕量化工程中的應用。
一、編制背景
超高性能混凝土（UHPC）是一種高效利用水泥和鋼材的先進水泥基材料，融合了鋼結構與混凝土結構的優點，具有超高強度、優異耐久性和高韌性，使其成為低碳、可持續和高性能工程的理想選擇。UHPC在民用建筑中可實現承重結構輕量化，顯著延長橋梁、建筑、市政工程及風電結構等的使用壽命，同時其卓越的抗侵徹和抗爆性能大幅提升國防工程安全性。作為近三十年來最具創新性的水泥基材料，UHPC正推動傳統水泥制品、混凝土及鋼結構的升級換代。2023年，中國UHPC用量超14.65萬立方米，應用于橋梁、建筑、市政、風電及維修加固等領域，呈現快速發展態勢，市場潛力巨大。然而，由于缺乏統一的材料性能、結構設計、施工、質檢及驗收標準，UHPC工程應用面臨諸多挑戰，標準化進程亟須加速，以匹配技術與應用的快速發展，補齊標準缺失的短板，促進UHPC產業的高質量發展。
二、標準關鍵技術指標
1. 提出構件生產、工程施工前應進行試驗性澆筑及其要求，有效保證實際施工質量。
2. 從原材料、計量、攪拌、拌合物運輸、澆筑、振搗、養護、拆模及特殊環境施工等方面提出了具體技術指標與要求，覆蓋超高性能混凝土預制和現場澆筑施工全流程。
3. 規定了原材料、拌合物及硬化后性能檢驗和施工質量的檢驗要求，保證工程質量。
4. 提出了便于實施的超高性能混凝土拌合物中鋼纖維體積率的試驗方法，確保材料性能滿足設計要求。
三、解決的關鍵問題
1. 超高性能混凝土（UHPC）作為一種戰略性和發展潛力巨大的工程材料，推動了水泥和鋼材使用效率，大幅降低工程結構建造中的資源消耗和碳排放，同時以其卓越的耐久性數倍延長工程結構免維護服役壽命，顯著提升全壽命周期經濟性和環境效益。
2. UHPC作為防護能力最強的國防工程材料，填補了高性能工程材料的空白，顯著提升了重要工程的防護能力和安全性。本系列標準在借鑒瑞士、法國、日本、德國等國先進標準的基礎上，結合中國工程實踐編制，具備先進性和前瞻性，引領了UHPC技術水平和質量提升。
四、工程應用案例
該系列標準已被數百個工程項目采用，破解了橋梁、建筑幕墻、風電結構等領域的工程難題，將工程質量和性能推向新高度，為新結構和新產品創新發展開辟了空間。同時，UHPC成為發展新質生產力和產業的“抓手”，助力中國初步建立UHPC國際競爭優勢，推動UHPC在出口和“一帶一路”工程中的應用，為全球基礎設施建設貢獻了中國方案。
上海大歌劇院項目
馬爾代夫中馬友誼大橋項目
五、標準應用效益
1. 經濟效益。UHPC通過降低建設成本和運營維護費用可顯著提升全壽命周期經濟性。UHPC橋梁相比鋼結構橋梁造價可降低約20%，而鋼-UHPC復合橋面有效解決了鋼橋橋面鋪裝壽命短和疲勞損傷問題，大幅減少維護費用，已在中國實現規模化應用。在裝配式建筑和橋梁中，UHPC簡化接縫設計、減少施工量和難度，提高裝配化率和施工效率，同時提升抗疲勞、抗震、抗裂性能及耐久性，克服傳統連接節點弱的難題，顯著降低全壽命周期成本。
2. 社會效益。UHPC顯著提升了工程質量和安全性，為基礎設施長期服務提供了保障。其高強度和高耐久性解決了橋梁和建筑幕墻的難點問題，如鋼橋疲勞損傷和傳統裝配式結構接縫弱點，增強了結構可靠性和抗震性。UHPC支持中國建筑產業向工廠化預制和裝配式技術體系轉型，促進輕量化、高品質構件生產，推動行業高質量發展。此外，UHPC橋梁和幕墻構件壽命可達200年以上，減少了頻繁維修和更換需求，降低了社會資源浪費，提升了基礎設施的長期服務能力。
3. 環境效益。UHPC通過減少資源消耗和碳排放為可持續發展作出重要貢獻。其高強度特性使橋梁和幕墻構件材料用量減少50%以上，碳排放量較傳統鋼筋混凝土和鋼結構降低30%以上。UHPC的超長壽命減少了重建和維修頻率，進一步降低資源消耗和碳足跡。在維修加固領域，UHPC延長老化或缺陷工程結構的使用壽命，避免拆除重建，顯著節省資源，符合綠色低碳發展要求。此外，UHPC在風電塔筒和水利工程中的應用，通過提高耐久性和減少材料用量，進一步降低環境影響，為綠色基礎設施建設提供了有力支持。
