新建福(州)廈(門)高鐵泉州灣跨海大橋成功合龍

來源:鐵四院??時間:2021-08-07?【字體:??

8月6日,鐵四院設計的新建福(州)廈(門)高鐵泉州灣跨海大橋成功合龍,標志著福廈高鐵全線的關鍵控制性節點打通,中國高鐵即將邁入跨海時代。


泉州灣大橋是世界橋梁領域的里程碑工程,全長20.29公里,其中9公里跨越泉州灣中部海域,為世界首座行車速度超過300公里/時的跨海大跨斜拉橋,建成后將成為世界第四長跨海大橋。

一橋飛架后渚港,泉州灣跨海大橋將再現“宋元中國的世界海洋商貿中心”的歷史輝煌。

面對風大、水深、浪大、潮差大、高鹽分、高濕度等海洋環境條件以及海峽西岸地震高烈度區的工程挑戰,鐵四院和施工單位以及相關研究院一起,依托多項省部級重大課題,開展技術攻關,攻克了強風環境下長大跨海大橋通行高鐵列車、高鹽高濕腐蝕環境下高鐵跨海大橋長效防腐耐久、地震高烈度區長聯高墩跨海大橋的抗震、海上長聯大跨橋梁適應無砟軌道鋪設等技術難題,實現了鐵路鋼-混結合梁斜拉橋、無支座整體式剛構橋、耐海洋大氣腐蝕鋼結構等三大技術體系的重大創新和突破。

新結構,確保高鐵90秒通過大橋

為了掃清列車在泉州灣跨海大橋通航孔主橋上的“限速點”,鐵四院設計團隊在國內外鐵路斜拉橋上首次采用全聯長鋼-混結合梁,主梁采用流線箱形結構并附加導流板、減振欄桿、拉索電渦流阻尼器等有效氣動措施,減小了復雜風環境下的風致振動,避免異常渦振發生。

根據西南交通大學風洞試驗及風-車-線-橋耦合振動分析等研究成果,泉州灣跨海大橋可抵抗12級強臺風,渦激振動幅度在5毫米以內,可實現高速列車在海上按350公里時速飛馳下,硬幣穩立不倒。

此外,泉州灣跨海大橋引橋采用雙塊式無砟軌道,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,當高速列車在海灣強風環境下高速通過大橋時,可以有效避免有砟軌道碎石道砟飛濺危及列車安全。

有砟跑出無砟的“驚艷”,確保高鐵90秒即可通過大橋。

新材料,填補我國耐海洋大氣腐蝕鋼的鋼種空白

為適應高鹽高濕的海洋腐蝕大氣環境,鐵四院聯合鞍鋼集團鋼鐵研究院等單位研發了耐海洋大氣腐蝕鎳系橋梁鋼。

鎳系橋梁鋼的表面在高腐蝕的海洋大氣環境下會自動形成美觀且致密的銹層,通過“以銹制銹”,可實現長效防腐,同時具備了降低全壽命周期成本、縮短制造工期、其褐色外觀與自然環境相協調等優勢,填補我國耐候橋梁鋼的空白。

泉州灣跨海大橋打破了免涂裝耐候鋼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的發展,實現了“免涂裝?綠色耐久?銹色之美”的綠色全壽命設計,盡顯自然生態銹色之美。

針對跨海大橋高濕高鹽強紫外線的強腐蝕海洋大氣環境,鐵四院聯合北京航空材料研究院等單位,創新采用了鋼梁超長耐久防腐涂裝體系,可實現鋼結構在海洋腐蝕大氣環境下30年及以上的超長壽命耐久目標,為目前國內外設計防腐壽命最長的防腐涂裝體系,將實現我國鋼梁防腐涂裝體系30年超長防腐壽命的技術突破。

新技術,解決抗8級強震設計難題

泉州灣跨海大橋位于臺灣海峽西岸地震高烈度區。設計團隊研制采用了縱向粘滯阻尼器、可剪斷的耐候雙曲面球型鋼支座、金屬阻尼器的綜合減隔震體系及技術,解決了地震高烈度區長聯高墩大跨橋梁的抗震設計難題。

深水區引橋采用21聯3-70米剛構橋,在國內鐵路上首次采用無支座整體式橋梁,縮短了海上施工作業時間,實現海上長聯引橋不設支座、減少了后期維養,適應了無砟軌道鋪設的技術條件和地震高烈度區長聯高墩跨海大橋的抗震要求。

新景觀,再現海上絲綢之路歷史輝煌

為實現橋梁形態與海灣環境的協調,將大橋打造成泉州灣地標性橋梁,鐵四院聯合美術院校開展了景觀專題設計。橋塔融入海洋元素,采用了貝殼形曲線橋塔,兼顧結構合理和建筑美學,再現“宋元中國的世界海洋商貿中心”的歷史輝煌。

福廈高鐵泉州灣大橋旁,是2015年通車的泉州環城高速公路跨海大橋。兩橋最近距離28.7米。屆時泉州灣海面上將形成兩橋競秀并駕齊驅的海上美景。

福廈高鐵正線全長277公里,設計時速350公里,為我國第一條真正意義上的跨海高鐵,建成通車后,福州至廈門將從現在的2小時縮短至1小時以內,海峽西岸城市群將形成一小時交通圈。

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