2021年5月21日至23日，我所科研团队在位于江西省上饶市余干县的中国建筑余干制梁场，开展了南昌至景德镇至黄山高铁（简称“昌景黄高铁”）32m混凝土足尺试验箱梁极限荷载破坏试验，该试验箱梁首次采用了我所研发的铁路桥梁2300MPa级超高强度预应力钢绞线及配套锚固体系。本次试验箱梁实现了铁路混凝土箱梁应用历史上的两个首次：一是首次在足尺工程箱梁上采用了强度2300MPa级预应力体系，创造了世界纪录；二是开展箱梁的极限荷载破坏试验，将加载等级提高至2.55倍设计荷载，充分验证了箱梁和超高预应力体系的受力性能。箱梁破坏试验情况见图1。

图1 破坏试验加载情况

2018年以来，依托国铁集团课题《高速铁路常用跨度预应力混凝土简支梁结构构造和受力性能深化研究》（2017G006-D）、铁科院科研基金《铁路桥梁2000MPa级钢绞线锚固体系试验研究》（20187YJ041），我所主持开展了铁路常用跨度简支箱梁的系统性优化研究，提出了发展2000MPa级以上更高强度预应力体系的技术方向，以推动铁路桥梁预应力体系的技术升级和箱梁的结构优化提升。2019年，成功立项国铁集团技术标准《铁路预应力混凝土用钢绞线》（19CR048）和《铁路工程预应力钢绞线用夹片式锚具、夹具和连接器》（19CR049），并立项铁科院科研基金《铁路桥梁超高强度预应力体系关键技术研究》（2019YJ031），系统性开展了适应铁路预应力混凝土桥梁的强度2000MPa~2400MPa预应力体系技术研究和标准编制。在科研和标准编制工作开展过程中，联合行业内优秀的钢铁冶炼企业、钢绞线制造企业、锚固体系制造企业开展了技术攻关，研发了适应2000MPa、2100MPa、2200MPa、2300MPa、2400MPa各等级钢绞线的盘条，通过大量试制试验优化明确了高强度钢绞线的拉拔和稳定化处理工艺，设计研发了配套各等级高强钢绞线的锚固体系，研发了新型的钢材质锚垫板，并全面开展了盘条、钢绞线和锚固体系的系统性试验。试验情况见图2、图3、图4。同步完成了国铁集团技术标准的编制、征稿和送审工作，2020年4月已处于报批阶段，见图5。

[盘条试样]

[盘条拉伸]

图2 盘条力学性能试验

[2300MPa级钢绞线]

[2400MPa级钢绞线]

图3 高强钢绞线试验

[2400MPa组装件疲劳试验]

[2400MPa锚垫板试验]

图4 高强锚固体系试验

[钢绞线标准]

[锚固体系标准]

图5 国铁集团技术标准编制

2019年12月至2020年3月，在国家环形铁道试验线新建重载铁路桥梁成功应用了2000MPa级和2300MPa级高强度钢绞线及锚固体系。图纸采用《京沈桥通-试车12-Ⅰ》，设计速度80km/h，列车竖向活载为ZH活载，单线箱梁，梁高2.7m。其中7孔32m简支箱梁应用2300MPa级预应力体系，选取2孔试验梁开展了混凝土水化热测试，预应力摩阻损失测试、终张拉测试，各项指标均满足设计和规范要求。国家环形铁道试验线应用情况见图6。

[混凝土浇筑]

[桥位实景]

[摩阻测试]

[终张拉测试]

图6 国家环形铁道试验线高强度钢绞线工程应用

2020年以来，结合昌景黄铁路32m足尺箱梁试验梁，选择2300MPa级钢绞线和配套锚固体系开展了工程梁应用和系统试验。桥梁事业部于2020年6月派出专业试验人员常驻昌景黄高铁余干制梁场，开展了箱梁混凝土性能测试、水化热测试、预应力瞬时损失测试、预应力张拉效果测试、吊梁测试、终张拉梁端受力测试、徐变测试、自振频率测试等工作，验证了超高强预应力体系箱梁的制梁工艺和制梁阶段受力情况。通过箱梁浇筑、预应力张拉、徐变测试、静载弯曲试验，系统验证了采用2300MPa级预应力体系箱梁的力学性能，完全可以满足箱梁结构设计和受力要求。昌景黄铁路32m箱梁应用情况见图7。

[混凝土养护]

[拆除内模]

[钢锚垫板梁端]

[铸铁锚垫板梁端]

图7 昌景黄高铁试验梁2300MPa预应力体系应用

自本世纪初秦沈客运专线以来，我所桥梁科研团队共完成各种速度等级、不同跨度、不同预应力体系的十余种新型箱梁的试验测试工作，其中完成了秦沈线24m箱梁、合宁线32m箱梁、石太线32m箱梁、成灌线32m箱梁、高铁40m箱梁等的2.0倍荷载破坏性试验，在2019年贵南机制砂箱梁试验中首次完成了2.46倍荷载破坏性试验，本次昌景黄铁路箱梁试验又再次突破记录，达到了2.55倍设计荷载，在铁路标准箱梁系统试验评定领域积累了宝贵的试验数据和工作经验。本次箱梁试验充分发挥了铁路科研部门在我国预应力体系行业的引领作用，成功应用了2300MPa级高强度钢绞线和配套锚固体系，为后续铁路常用跨度标准梁优化和我国预应力体系的技术升级打下了坚实基础。