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世界首座高铁跨海大桥成功合龙
  时间:2021-08-06  点击量:   
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8月6日,中国铁建铁四院设计的新建福(州)厦(门)高铁泉州湾跨海大桥成功合龙,标志着福厦高铁全线的关键控制性节点打通,中国高铁即将迈入跨海时代。

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泉州湾大桥是世界桥梁领域的里程碑工程。大桥全长20.29公里,有9公里跨越泉州湾中部海域,为世界首座行车速度超过300公里/小时的跨海大跨斜拉桥,建成后将成为世界第四长跨海大桥。

一桥飞架后渚港,泉州湾跨海大桥将再现“宋元中国的世界海洋商贸中心”的历史辉煌。

面对风大、水深、浪大、潮差大、高盐分、高湿度等海洋环境条件以及海峡西岸地震高烈度区的工程挑战,铁四院和施工单位以及相关研究院一起,依托多项省部级重大课题,开展技术攻关,攻克了强风环境下长大跨海大桥通行高铁列车、高盐高湿腐蚀环境下高铁跨海大桥长效防腐耐久、地震高烈度区长联高墩跨海大桥的抗震、海上长联大跨桥梁适应无砟轨道铺设等技术难题,实现了铁路钢-混结合梁斜拉桥、无支座整体式刚构桥、耐海洋大气腐蚀钢结构等三大技术体系的重大创新和突破。

新结构,确保高铁90秒通过大桥

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为了扫清列车在泉州湾跨海大桥通航孔主桥上的“限速点”,铁四院设计团队在国内外铁路斜拉桥上首次采用了全联长钢-混结合梁,主梁采用流线箱形结构并附加导流板、减振栏杆、拉索电涡流阻尼器等有效气动措施,减小了复杂风环境下的风致振动,避免了异常涡振发生。

据铁四院泉州湾跨海大桥设计负责人曾甲华先容,根据西南交通大学风洞试验及风-车-线-桥耦合振动分析等研究成果,泉州湾跨海大桥可抵抗12级强台风,涡激振动幅度在5毫米以内,可实现高速列车在海上按350公里时速飞驰下,硬币稳立不倒。

此外,泉州湾跨海大桥引桥采用双块式无砟轨道,通航孔主桥在国内外斜拉桥上首次采用了聚氨酯固化道床结构“固定”道砟,当高速列车在海湾强风环境下高速通过大桥时,可以有效避免有砟轨道碎石道砟飞溅危及列车安全。

有砟跑出无砟的“惊艳”,确保高铁90秒即可通过大桥。

新材料,填补我国耐海洋大气腐蚀钢的钢种空白

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为适应高盐高湿的海洋腐蚀大气环境,铁四院联合鞍钢集团钢铁研究院等单位研发了耐海洋大气腐蚀镍系桥梁钢。

镍系桥梁钢的表面在高腐蚀的海洋大气环境下会自动形成美观且致密的锈层,通过“以锈制锈”,可实现长效防腐,同时具备了降低全寿命周期成本、缩短制造工期、其褐色外观与自然环境相协调等优势,填补我国耐候桥梁钢的空白。

泉州湾跨海大桥打破了免涂装耐候钢只能应用在普通大气环境和滨海环境(离海岸线1km以上)的世界技术格局,推动了世界耐候钢桥的发展,实现了“免涂装?绿色耐久?锈色之美”的绿色全寿命设计,尽显自然生态锈色之美。

铁四院福厦高铁桥梁设计负责人杨恒先容,针对跨海大桥高湿高盐强紫外线的强腐蚀海洋大气环境,铁四院联合北京航空材料研究院,创新采用了钢梁超长耐久防腐涂装体系,可实现钢结构在海洋腐蚀大气环境下30年及以上的超长寿命耐久目标,为目前国内外设计防腐寿命最长的防腐涂装体系,将实现我国钢梁防腐涂装体系30年超长防腐寿命的技术突破。

新技术,解决抗8级强震设计难题

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泉州湾跨海大桥位于台湾海峡西岸地震高烈度区。设计团队研制采用了纵向粘滞阻尼器、可剪断的耐候双曲面球型钢支座、金属阻尼器的综合减隔震体系及技术,解决了地震高烈度区长联高墩大跨桥梁的抗震设计难题。

深水区引桥采用21联3-70m刚构桥,在国内铁路上首次采用无支座整体式桥梁,缩短了海上施工作业时间,实现海上长联引桥不设支座、减少了后期维养,适应了无砟轨道铺设的技术条件和地震高烈度区长联高墩跨海大桥的抗震要求。

新景观,再现海上丝绸之路历史辉煌

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为实现桥梁形态与海湾环境的协调,将大桥打造成泉州湾地标性桥梁,铁四院联合美术院校开展了景观专题设计。桥塔融入海洋元素,采用了贝壳形曲线桥塔,兼顾结构合理和建筑美学,再现“宋元中国的世界海洋商贸中心”的历史辉煌。

福厦高铁泉州湾大桥旁,是2015年通车的泉州环城高速公路跨海大桥。两桥最近距离28.7米。届时泉州湾海面上将形成两桥竞秀并驾齐驱的海上美景。

“大桥建成后将开启世界高铁跨海时代,推动我国大跨度高铁、跨海桥梁的技术发展。” 中国铁建铁四院桥梁院总工程师严爱国说。

福厦高铁正线全长277公里,设计时速350公里,为我国第一条真正意义上的跨海高铁。铁四院福厦高铁指挥长李平卓表示,福厦高铁是福建省速度等级最高的铁路,建成通车后,福州至厦门将从现在的2小时缩短至1小时以内,海峡西岸城市群将形成一小时交通圈。

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