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創(chuàng)造眾多“世界第一”，福廈高鐵安海灣大橋合龍

發(fā)布時(shí)間：

2022-04-07

4月6日，福廈高鐵安海灣大橋合龍。這是世界首座無砟軌道跨海大跨斜拉橋，預(yù)計(jì)2023年通車后，乘坐動(dòng)車只需98秒就可風(fēng)馳電掣跨越大海。

　　4月6日，福廈高鐵安海灣大橋合龍。這是世界首座無砟軌道跨海大跨斜拉橋，預(yù)計(jì)2023年通車后，乘坐動(dòng)車只需98秒就可風(fēng)馳電掣跨越大海。

　　安海灣跨海大橋

　　繼泉州灣、湄洲灣兩座跨海大橋后，這是福廈高鐵又一座合龍的跨海大橋。

　　福廈高鐵正線全長278公里，是“八縱八橫”高速鐵路主通道沿海通道的組成部分，設(shè)計(jì)時(shí)速350公里，是我國第一條真正意義上的海洋服役環(huán)境高鐵，也是世界行車速度最高的跨海鐵路。

　　高鐵跨海，靠的是先進(jìn)的橋梁建設(shè)技術(shù)。在眾多橋梁中，高速鐵路橋?qū)蛄鹤冃我髽O高，對(duì)造橋工藝有著更高要求。福廈跨海橋梁敢于向高難度系數(shù)挑戰(zhàn)，這項(xiàng)超級(jí)工程的背后，是一系列先進(jìn)技術(shù)的支撐。

　　創(chuàng)新成就“世界之最”

　　福廈高鐵先后跨越湄洲灣、泉州灣、安海灣3個(gè)海灣。其中，位于泉州晉江的安海灣特大橋，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”。

　　“在大跨度橋梁上鋪設(shè)無砟軌道并通行高速列車，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)剛度、徐變變形、動(dòng)力性能等要求極高。”鐵四院副總工程師嚴(yán)愛國介紹，大跨度高鐵橋一般采用斜拉橋，結(jié)構(gòu)變形較大，如何保證跨度又兼顧剛度是設(shè)計(jì)關(guān)鍵。

　　經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，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，破解了難題。“鋼梁自重輕、適應(yīng)大跨度橋梁建設(shè)，混凝土橋面提升了橋梁剛度，兩者的結(jié)合滿足了列車高速通過的要求。”

　　不僅滿足速度要求，嚴(yán)愛國和團(tuán)隊(duì)還為安海灣跨海大橋進(jìn)行了諸多結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。由于跨海大橋位于沿海高風(fēng)速帶，海上多風(fēng)，海風(fēng)又會(huì)產(chǎn)生沖擊，必須通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新保證路面剛度，否則橋梁會(huì)因風(fēng)產(chǎn)生嚴(yán)重的橫向晃動(dòng)和渦振現(xiàn)象。

　　鐵四院福廈高鐵橋梁現(xiàn)場設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人楊恒介紹，大橋主梁采用流線箱形結(jié)構(gòu)并附加導(dǎo)流板、減震欄桿、拉索電渦流阻尼器等氣動(dòng)措施，減少了復(fù)雜風(fēng)環(huán)境下的風(fēng)致振動(dòng)，避免了異常渦振的發(fā)生。這些設(shè)計(jì)，讓列車可以在不設(shè)風(fēng)屏障等防風(fēng)措施的情況下，在8級(jí)大風(fēng)中以時(shí)速350公里通過跨海大橋，在11級(jí)暴風(fēng)下也不會(huì)封閉交通。

　　和普通橋梁相比，跨海大橋還面臨著另一項(xiàng)考驗(yàn)，就是海風(fēng)海水腐蝕。

　　高鐵工程結(jié)構(gòu)的抗腐蝕標(biāo)準(zhǔn)是百年抗腐。“在沿海地區(qū)高鹽高濕的氣候條件下，依靠在鋼梁表面刷漆的傳統(tǒng)防腐方式，很難達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。”鐵四院福廈高鐵橋梁設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)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(bǔ)了我國的鋼種空白。

　　曾甲華口中的耐候鋼是世界超級(jí)鋼技術(shù)前沿水平的系列鋼種之一，通過往鋼材里加入微量鎳元素，讓鋼材自身生成致密穩(wěn)定的鈍化銹層，阻止海水中氯離子的滲透，實(shí)現(xiàn)了“以銹制銹”的長效防腐效果。此外，鐵四院還采用最新研發(fā)的超長耐久防腐涂裝材料，讓橋梁的涂裝防護(hù)壽命達(dá)30年以上。

　　軌道是安海灣跨海大橋通行時(shí)速高的另一原因。鐵四院軌道設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造性設(shè)置“協(xié)調(diào)層”的雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)，研究形成了大跨度橋上無砟軌道線型控制技術(shù)和軌道平順性驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，從“設(shè)計(jì)-施工-驗(yàn)收”各環(huán)節(jié)解決了大跨橋上鋪設(shè)無砟軌道難題，首次在世界范圍實(shí)現(xiàn)跨度300米級(jí)、時(shí)速350公里高速鐵路橋上鋪設(shè)現(xiàn)澆式無砟軌道。

　　為將這座橋梁里程碑工程打造成安海灣地標(biāo)性橋梁，鐵四院聯(lián)合美術(shù)院校開展景觀設(shè)計(jì)。橋塔融入海洋元素，為H形曲線造型，從設(shè)計(jì)外觀看像微張的扇貝，與福建“海絲文化”相契合，展現(xiàn)出沿海地區(qū)開放、包容的姿態(tài)。

　　跨海高鐵橋梁長足發(fā)展

　　“福廈高鐵就是一座橋梁博物館，我們遇到了各種復(fù)雜橋型。”鐵四院橋梁院福廈高鐵橋梁主管工程師王德志介紹，福廈高鐵跨海過江，上跨多條高等級(jí)公路和既有鐵路，正線新建橋梁84座，長度共計(jì)181公里，占比65.3%。

　　沿線臺(tái)風(fēng)多發(fā)、海灣深水、軟基深厚等導(dǎo)致橋梁建設(shè)條件復(fù)雜，大跨結(jié)構(gòu)多、體系創(chuàng)新多。結(jié)構(gòu)迥異、外形多樣、技術(shù)各有千秋的橋梁是這條高鐵最大的特色，它是我國目前已建在建高鐵中橋梁結(jié)構(gòu)最多樣復(fù)雜的高鐵。鐵四院為此開展了海上大跨度簡支梁建造技術(shù)、獨(dú)塔混凝土斜拉橋裸塔轉(zhuǎn)體技術(shù)、耐海洋大氣環(huán)境腐蝕技術(shù)以及BIM技術(shù)、橋梁健康監(jiān)測等專項(xiàng)研究。

　　王德志自豪地說，別的高鐵如果有一座類似這樣創(chuàng)新豐富的橋，都會(huì)當(dāng)寶貝一樣，“但我們福廈高鐵可圈可點(diǎn)的寶貝有好多，尤其是3座跨海大橋各有風(fēng)采。”