創造衆多(duō)“世界第一(yī)”，福(fú)廈高鐵(tiě)安海灣大橋合龍

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2022-04-07

4月6日，福(fú)廈高鐵(tiě)安海灣大橋合龍。這是世界首座無砟(zhǎ)軌道跨海大跨(kuà)斜拉(lā)橋(qiáo)，預計2023年(nián)通車後，乘坐動車隻需98秒就可(kě)風馳(chí)電掣(chè)跨越(yuè)大海(hǎi)。

　　4月6日(rì)，福(fú)廈(shà)高鐵安(ān)海灣大(dà)橋合(hé)龍。這是世(shì)界首座無砟軌道跨(kuà)海大跨斜(xié)拉橋，預計2023年通(tōng)車後(hòu)，乘坐(zuò)動車(chē)隻需(xū)98秒就可風(fēng)馳電掣跨越大海。

　　安(ān)海灣跨海(hǎi)大橋(qiáo)

　　繼(jì)泉(quán)州(zhōu)灣(wān)、湄洲灣兩(liǎng)座跨(kuà)海大(dà)橋後，這是(shì)福廈高(gāo)鐵又一座合龍的跨海(hǎi)大橋。

　　福廈高鐵正線(xiàn)全長(zhǎng)278公裏(lǐ)，是“八(bā)縱八橫”高(gāo)速鐵(tiě)路主通道(dào)沿海通(tōng)道的組(zǔ)成部分，設計時(shí)速350公裏(lǐ)，是我國(guó)第一條(tiáo)真(zhēn)正意義上的(de)海洋服(fú)役環(huán)境高鐵，也(yě)是世(shì)界行車速(sù)度最(zuì)高的(de)跨海(hǎi)鐵路。

　　高鐵跨海(hǎi)，靠的是先進的(de)橋梁(liáng)建設(shè)技術。在衆多橋梁中(zhōng)，高速鐵路(lù)橋對橋梁變形要求極高，對造(zào)橋工(gōng)藝有着更高要(yào)求。福廈跨海橋(qiáo)梁敢于(yú)向高難(nán)度系數(shù)挑戰，這(zhè)項超(chāo)級(jí)工程的背後(hòu)，是一(yī)系列(liè)先進技術的支(zhī)撐。

　　創新(xīn)成(chéng)就“世(shì)界之最(zuì)”

　　福廈高(gāo)鐵先(xiān)後跨(kuà)越湄(méi)洲(zhōu)灣、泉州灣、安(ān)海灣3個海灣(wān)。其中，位(wèi)于(yú)泉(quán)州晉江的安海(hǎi)灣特大橋，全長9.5公裏(lǐ)，主跨300米，不僅是(shì)福廈(shà)高鐵跨海(hǎi)橋梁的“封箱之(zhī)作”，也是世界無(wú)砟軌(guǐ)道(dào)橋(qiáo)梁“大(dà)跨(kuà)”跨海的“開山(shān)之作”。

　　“在大(dà)跨度(dù)橋梁上鋪(pù)設無(wú)砟軌道(dào)并通行高速(sù)列車，對橋(qiáo)梁結構(gòu)剛度、徐(xú)變變(biàn)形、動力性(xìng)能等要(yào)求(qiú)極高(gāo)。”鐵四院副總工程師嚴愛國介紹(shào)，大跨度(dù)高鐵(tiě)橋一般采(cǎi)用斜(xié)拉橋(qiáo)，結(jié)構變形(xíng)較大(dà)，如何保證(zhèng)跨度(dù)又兼(jiān)顧剛(gāng)度(dù)是(shì)設計(jì)關鍵。

　　經過(guò)反複試驗(yàn)，他們(men)大膽(dǎn)提出(chū)混凝土(tǔ)橋(qiáo)面闆(pǎn)與槽(cáo)形(xíng)鋼(gāng)梁組成的(de)鋼混組合(hé)梁，破(pò)解了難題(tí)。“鋼梁自(zì)重(zhòng)輕、适(shì)應大跨度橋梁(liáng)建設(shè)，混凝土橋(qiáo)面提(tí)升了(le)橋梁(liáng)剛度(dù)，兩者的結(jié)合滿足了(le)列車(chē)高速(sù)通過的要(yào)求。”

　　不僅(jǐn)滿足速(sù)度要求，嚴愛國(guó)和團隊還爲安(ān)海灣(wān)跨(kuà)海(hǎi)大橋(qiáo)進行了諸多結(jié)構創新。由于跨(kuà)海大橋(qiáo)位(wèi)于沿海高風(fēng)速帶，海(hǎi)上多風，海(hǎi)風又(yòu)會産(chǎn)生沖(chòng)擊，必(bì)須通過結構創(chuàng)新保證路面剛(gāng)度，否則橋(qiáo)梁會因風(fēng)産生嚴重(zhòng)的橫(héng)向晃動和(hé)渦振(zhèn)現象。

　　鐵四(sì)院(yuàn)福(fú)廈(shà)高(gāo)鐵橋(qiáo)梁現(xiàn)場設計(jì)負(fù)責人楊恒(héng)介紹(shào)，大橋(qiáo)主(zhǔ)梁采用(yòng)流線箱形結構并附(fù)加導流闆(pǎn)、減震欄杆、拉(lā)索電渦(wō)流阻尼器(qì)等氣(qì)動措(cuò)施，減(jiǎn)少了(le)複雜(zá)風環(huán)境下的(de)風緻振(zhèn)動，避免了異常渦振(zhèn)的(de)發生。這(zhè)些設(shè)計，讓列車(chē)可以(yǐ)在不(bú)設風(fēng)屏障(zhàng)等(děng)防風措(cuò)施的情(qíng)況下，在(zài)8級大風(fēng)中以時(shí)速350公裏通過跨(kuà)海大橋，在(zài)11級暴(bào)風下也不會封閉交通(tōng)。

　　和普通橋梁相(xiàng)比，跨海(hǎi)大橋還面(miàn)臨着(zhe)另一(yī)項(xiàng)考(kǎo)驗，就是(shì)海風(fēng)海水腐(fǔ)蝕。

　　高(gāo)鐵工(gōng)程結(jié)構的抗腐蝕标準是百年抗腐。“在沿(yán)海(hǎi)地區高(gāo)鹽高(gāo)濕的氣候(hòu)條件下，依靠在(zài)鋼梁表面刷漆(qī)的傳(chuán)統(tǒng)防腐方(fāng)式，很難達(dá)到這一标(biāo)準。”鐵四院(yuàn)福廈高(gāo)鐵(tiě)橋(qiáo)梁設計負(fù)責人曾(céng)甲華介紹(shào)，爲了(le)保證(zhèng)大橋的壽命長久，福廈高(gāo)鐵安海灣跨海(hǎi)大橋(qiáo)的索(suǒ)塔鋼錨梁和(hé)支座采(cǎi)用了耐海(hǎi)洋大(dà)氣腐蝕(shí)鋼(gāng)，填補(bǔ)了我國的(de)鋼種(zhǒng)空白。

　　曾(céng)甲(jiǎ)華口(kǒu)中的耐候鋼是世界(jiè)超級鋼技術前沿水(shuǐ)平的(de)系列(liè)鋼種之(zhī)一(yī)，通過往鋼材裏加入(rù)微(wēi)量鎳元(yuán)素，讓(ràng)鋼(gāng)材(cái)自身(shēn)生(shēng)成(chéng)緻密穩定(dìng)的鈍(dùn)化鏽層，阻止海水中(zhōng)氯離(lí)子的滲透(tòu)，實現(xiàn)了“以(yǐ)鏽制鏽”的長效防(fáng)腐(fǔ)效果(guǒ)。此外，鐵四院還(hái)采用(yòng)最新(xīn)研發(fā)的超(chāo)長耐久防(fáng)腐塗裝(zhuāng)材料，讓(ràng)橋梁的塗裝防(fáng)護壽命達30年以上。

　　軌(guǐ)道是安海(hǎi)灣跨海(hǎi)大橋通(tōng)行時速高(gāo)的另一原(yuán)因。鐵四院(yuàn)軌道(dào)設計人員(yuán)創造性設(shè)置“協(xié)調層”的雙塊式(shì)無砟軌道(dào)結構(gòu)，研究形成了大(dà)跨度橋上(shàng)無(wú)砟(zhǎ)軌道(dào)線型控制(zhì)技術和(hé)軌道平(píng)順性(xìng)驗(yàn)收(shōu)标準(zhǔn)，從“設計-施工-驗(yàn)收”各環節解決了大跨橋(qiáo)上鋪(pù)設無砟軌道難(nán)題，首(shǒu)次在世界(jiè)範(fàn)圍(wéi)實(shí)現跨度(dù)300米級、時(shí)速350公裏高速(sù)鐵路橋上(shàng)鋪設(shè)現澆式無砟軌道。

　　爲将這座(zuò)橋梁裏(lǐ)程碑工程打造成安(ān)海灣地(dì)标(biāo)性橋(qiáo)梁，鐵(tiě)四院聯合(hé)美術(shù)院校開展(zhǎn)景觀設計(jì)。橋塔(tǎ)融入(rù)海洋元(yuán)素(sù)，爲h形(xíng)曲線造型(xíng)，從設計外(wài)觀看像微張的扇貝，與福建(jiàn)“海絲文(wén)化”相(xiàng)契合(hé)，展現(xiàn)出沿海地區開放、包容(róng)的姿态(tài)。

　　跨海(hǎi)高鐵橋梁長足發展

　　“福廈(shà)高鐵就是(shì)一(yī)座橋梁博(bó)物館，我(wǒ)們遇到(dào)了各種複雜(zá)橋型。”鐵四(sì)院(yuàn)橋(qiáo)梁院福廈(shà)高鐵橋梁主管工程師王德志介紹(shào)，福廈高鐵(tiě)跨海過江，上跨(kuà)多(duō)條(tiáo)高(gāo)等級公(gōng)路和(hé)既有(yǒu)鐵(tiě)路(lù)，正線新(xīn)建橋梁(liáng)84座，長度(dù)共(gòng)計181公(gōng)裏，占(zhàn)比65.3%。

　　沿線台風(fēng)多發、海灣深(shēn)水、軟基(jī)深厚等(děng)導緻橋梁(liáng)建設(shè)條件(jiàn)複雜，大跨(kuà)結構(gòu)多、體系創新多。結構(gòu)迥異(yì)、外形多樣(yàng)、技術各有千秋(qiū)的橋(qiáo)梁是這(zhè)條高鐵最大(dà)的特色，它(tā)是我國目前已(yǐ)建在(zài)建高鐵(tiě)中(zhōng)橋梁(liáng)結構(gòu)最多(duō)樣複雜(zá)的高鐵(tiě)。鐵四院爲此開(kāi)展了海上大跨(kuà)度簡支梁(liáng)建造(zào)技術(shù)、獨塔混凝(níng)土斜拉橋(qiáo)裸塔(tǎ)轉體技術、耐海(hǎi)洋大氣環境腐(fǔ)蝕技(jì)術(shù)以及bim技(jì)術、橋(qiáo)梁健(jiàn)康監測等專項研究(jiū)。

　　王德志自(zì)豪地(dì)說，别的高鐵如(rú)果有一座類似(sì)這樣(yàng)創新豐富的橋，都(dōu)會(huì)當寶(bǎo)貝一(yī)樣，“但我們(men)福(fú)廈高鐵(tiě)可圈(quān)可點的寶貝有(yǒu)好多，尤其是3座(zuò)跨海大橋(qiáo)各有風采(cǎi)。”