福廈高鐵跨越最后一個海灣 創造諸多“世界之最”-中國僑網
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    福廈高鐵跨越最后一個海灣 創造諸多“世界之最”

    2022年04月07日 09:18   來源:中國新聞網   參與互動參與互動
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    中國僑網 圖為,福廈高鐵安海灣大橋合龍現場 鐵四院供圖
    圖為,福廈高鐵安海灣大橋合龍現場 鐵四院供圖

      中新網武漢4月6日電 (劉新紅 張啟山)此間中鐵第四勘察設計院集團有限公司(簡稱“鐵四院”)6日發布消息稱,該院設計福(州)廈(門)高鐵安海灣大橋當天實現合龍,至此中國首條跨海高鐵——福廈高鐵先后成功跨越湄洲灣、泉州灣和安海灣三個海灣,并以一系列技術創新成就了諸多“世界之最”。

      福廈高鐵堪稱橋梁博物館

      福廈高鐵正線全長278公里,是中國“八縱八橫”高速鐵路網中沿海通道的組成部分,設計時速350公里,成為中國第一條真正意義上海洋服役環境的高鐵線路,鐵四院擔負線路設計。該高鐵線路先后跨越湄洲灣、泉州灣、安海灣三個海灣,也成為世界上行車速度最高的跨海鐵路。

      “福廈高鐵除了跨海過江,還上跨多條高等級公路和既有鐵路,其正線新建橋梁達84座,長度共計181公里,約占全線長度的65.3%,堪稱一座橋梁博物館?!辫F四院橋梁院福廈高鐵橋梁主管工程師王德志介紹,福廈高鐵沿線面臨臺風多發、海灣深水、軟基深厚等復雜條件,大跨結構多、體系創新多的橋梁是這條高鐵最大的特色,是中國目前已建在建高鐵中橋梁結構最多樣復雜的高鐵。這項超級工程的背后,是一系列先進技術的支撐,開展了海上大跨度簡支梁建造技術、獨塔混凝土斜拉橋裸塔轉體技術、耐海洋大氣環境腐蝕技術以及BIM技術、橋梁健康監測等專項研究。

    圖為,福廈高鐵安海灣大橋 鐵四院供圖
    圖為,福廈高鐵安海灣大橋 鐵四院供圖

      安海灣大橋破解世界性難題

      當天成功合龍的福廈高鐵安海灣大橋位于泉州晉江,全長9.5公里,主跨300米,不僅是福廈高鐵跨海橋梁的“封箱之作”, 也是世界無砟軌道橋梁“大跨”跨海的“開山之作”。

      “在大跨度橋梁上通行高速列車,對橋梁結構剛度、徐變變形、動力性能等要求極高?!辫F四院副總工程師嚴愛國介紹,大跨度高鐵橋一般采用斜拉橋,但結構變形較大,既如何保證跨度又兼顧剛度則是設計的關鍵。經過反復試驗,他們大膽提出混凝土橋面板與槽形鋼梁組成的鋼混組合梁,從而破解了這項世界性難題。

      不僅如此,嚴愛國和團隊還為安海灣跨海大橋做了諸多結構創新。例如,因跨海大橋位于沿海高風速帶,海風會產生沖擊必須通過結構創新保證路面剛度,否則橋梁會因風產生嚴重的橫向晃動和渦振現象。為此,大橋主梁采用流線箱形結構并附加導流板、減震欄桿、拉索電渦流阻尼器等氣動措施,減小了復雜風環境下的風致振動,避免了異常渦振的發生。這些設計讓列車可以在不設風屏障等防風措施的情況下,在8級大風中以時速350公里通過跨海大橋,在11級暴風下也不會封閉交通。

      與普通橋梁相比,跨海大橋還面臨著另一項考驗,就是海風海水腐蝕?!霸谘睾5貐^高鹽高濕的氣候條件下,依靠在鋼梁表面刷漆的傳統防腐方式,很難達到這一標準?!辫F四院福廈高鐵橋梁設計負責人曾甲華介紹,為了保證大橋的壽命長久,福廈高鐵安海灣跨海大橋的索塔鋼錨梁和支座采用了耐海洋大氣腐蝕鋼,填補了中國鋼種空白。此外,鐵四院還運用最新研發的超長耐久防腐涂裝材料,讓橋梁的涂裝防護壽命達30年以上。

      泉州灣跨海大橋開創無砟軌道先例

      泉州灣大橋于2021年7月合龍,全長20.3公里,主跨400米。它不僅是國內首座跨海高速鐵路橋,也是世界上首座行車時速超過300公里的大跨度跨海斜拉鐵路橋。

      該橋緊挨著一座已建成通車的公路橋,兩橋最近距離28.7米,帶來了新的挑戰?!靶聵蛞M量和老橋對孔布置,使水流通暢、減少風干擾、也更美觀,因此很多常規設計需要突破?!眹缾蹏f,比如,創新性地在國內鐵路橋上首次采用無支座整體式橋梁,既適應外觀要求,也能滿足速度及抗震等要求;為了保持和公路橋主跨一致,鐵路橋主橋選擇了400米的大跨結構……

      看似每一步微小的調整,都凝聚著設計人員的心血,需要反復求證,僅確定方案,前后就經歷了3年?!皠撔卤澈笫谴罅康挠嬎愫驼撟C?!眹缾蹏f,這個過程漫長且充滿挑戰,但也充滿成就感。

      泉州灣跨海大橋在軌道上也進行了創新。相較于陸地,在該橋如此大跨度的跨海大橋上鋪設無砟軌道,國外沒有先例。泉州灣跨海大橋引橋采用雙塊式無砟軌道,而通航孔主橋在國內外斜拉橋上首次采用了聚氨酯固化道床結構“固定”道砟,讓有砟軌道跑出無砟軌道的效果。正是這些措施,讓福廈高鐵泉州灣跨海大橋實現了高鐵90秒過橋的“風馳電掣”。

      此外,泉州灣跨海大橋率先使用了免涂裝耐候鋼,它打破了此前只能應用在普通大氣環境和濱海環境(離海岸線1公里以上)的世界技術格局,推動了世界耐候鋼橋向海洋延伸,實現“免涂裝·綠色耐久·銹色之美”的綠色全壽命設計。

      湄洲灣跨海大橋打造獨特景觀

      湄洲灣,北接泉州港、肖厝港,南連廈門港,是海上絲綢之路的重要一環。福廈高鐵湄洲灣跨海大橋長14.7公里,海域施工長10.8公里,是國內首座跨海高鐵矮塔斜拉橋。

      出于對媽祖文化的保護,減少對湄洲灣自然環境的擾動,在于2021年11月13日合龍的湄洲灣跨海大橋設計中,鐵四院的橋梁設計師們采用主跨180米預應力混凝土連續剛構部分斜拉橋,跨越3000噸級主航道,索塔采用雙柱式橋塔,猶如落雁貼水疾行,營造落霞與孤鶩齊飛,秋水共長天一色的理想畫卷,打造了湄洲灣獨特的橋梁景觀。

      為了縮短海上施工工期,海上引橋大規模采用40米預制架設簡支箱梁,大幅減少了大橋建設對周邊生態環境的影響,成為高速鐵路建造技術的重大提升和突破。特別是在湄洲灣跨海大橋上,采用了中國鐵建研制使用的世界首臺千噸級高鐵架橋一體機“昆侖號”,僅用時218天,就順利完成了10公里橋梁的鋪架任務。

      王德志表示,福廈高鐵從開始謀劃到施工至今已是“十年磨一劍”。該高鐵在跨海大橋技術上的突破,不是簡單地說將350公里時速高鐵技術從陸地搬到了海上,也不是說實現高速鐵路橋從江到海的跨越,而是代表中國高速鐵路橋梁建設實現質的飛躍,對于未來沿海經濟社會的發展有著重要的推動作用。(完)

    【責任編輯:劉洋】
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