中华建筑报网
首页>装饰> 正文

运用新技术、新材料、新设备 福厦高铁跨海桥尽显“科技范儿”

2024-01-30 09:06:31来源:中华建筑报网作者:(吴雪聪责任编辑:xmt01

运用新技术、新材料、新设备 福厦高铁跨海桥尽显“科技范儿”

  2023年9月28日,福厦高铁正式开通,其海上穿行长度达20多公里。从北至南,列车在莆田和泉州境内依次经过3座跨海大桥:中国首座跨海高铁矮塔斜拉桥——湄洲湾跨海大桥;中国首座跨海高速铁路桥——泉州湾跨海大桥;中国首座高铁无砟轨道跨海斜拉桥——安海湾跨海大桥。

  一条高铁路,3座跨海桥,将闽道与大海紧紧相连。

  坐着高铁看大海

  “快看!是大海!”

  在G5111次福厦高铁列车上,乘客向窗外看去,湄洲湾海天一色的胜景令人沉醉。

  福厦高铁是中国首条设计时速350公里的跨海高铁,自福州引出,向南经莆田、泉州、厦门,终至漳州,全线共设8站。其中,湄洲湾跨海大桥、泉州湾跨海大桥、安海湾跨海大桥三桥鼎立,托举福厦高铁列车一路御海飞驰,“坐着高铁看大海”的梦想成为现实。

  111秒,列车便穿过海上长度10.8公里的湄洲湾跨海大桥;7秒,驶过650米长的安海湾跨海大桥主桥;8分钟,通过泉州湾跨海大桥从桥北的台商投资区抵达桥南的石狮市……

  海上疾驰,为何还能这么稳?低头一看,记者发现了不寻常之处:列车行至安海湾时,桥面上只见两条平行的褐色铁轨,一根根白色的轨枕间却不见砟石的踪迹。

  砟,指铁轨周围的小石块。原来,安海湾跨海大桥是无砟轨道。没有道砟飞溅的情况,车辆不仅“如履平地”,也无须减速通行;可如此一来,施工的难度就更大了。经过反复试验,安海湾跨海大桥主梁采用相关气动措施,有效降低了风致振动,大桥铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道,成为世界无砟轨道桥梁“大跨”跨海的“开山之作”。

  在泉州湾跨海大桥,“有砟”也能跑出“无砟”的丝滑。泉州湾跨海大桥使用聚氨酯固化道床结构,散粒碎石被黏结在一起,道砟不再乱飞。有了新工艺,即便传统有砟轨道最高运营时速只有250公里,在泉州湾跨海大桥上,高铁仍无须降速,可以保持350公里的设计时速穿海而行。

  抗腐抗风的“钢铁长龙”

  “海风一大,嘴里就能尝到沙子,泉州紫外线又强,夏天人人脸上都有黑白印,我胳膊也晒到脱了两次皮。”中交二航局新建福厦铁路6标项目书记刘福星回忆说。

  大桥建了6年。海上作业,风大、浪急、腐蚀性强,是大桥建设过程中的攻关难点。如何才能闯关成功?

  搬出新材料!“我们采用‘以锈制锈’的法子,使用1%的高镍系耐候钢,通过其表面致密的氧化物锈层,阻挡钢铁内部与外部氧气、水分的接触。”刘福星介绍。

  泉州湾,1平方米钢板表面每24小时就能沉淀0.566毫克盐粒子,环境条件高盐高湿,传统工艺难以满足百年抗腐蚀标准。为此,中交二航局施工团队和设计方沟通探讨,在国内首次将免涂装镍系耐候钢应用于钢锚梁上。过去,免涂装耐候钢只能在离海岸线1公里以上的滨海地区使用,新材料的应用则打破这一制约,不仅给钢锚梁穿上一层防腐“铠甲”,还实现了“免涂装、绿色耐久、锈色之美”的绿色全寿命设计。

  除了新材料,还有新设备。2020年6月,一个橙红色的钢铁巨物在蓝色的湄洲湾海面上亮相。它机长116米,高9.3米,42对巨型轮组在驾驶员的操作下,运载着40米长、重1000吨的桥梁段缓缓向前。它就是全球首台千吨级高铁箱梁运架一体机“昆仑号”。

  此前,大桥所需架设的298榀千吨箱梁,火车头拖不动,起重机吊不起,茫茫大海上寸步难行;为此,中铁十一局与中铁第五勘察设计院联合研发出“昆仑号”,不仅运力强,更无惧海上强风条件:“昆仑号”作业状态最大承受7级风,非作业状态下能够承受最大风力达11级,仅用218天就完成了湄洲湾跨海大桥的桥梁铺架任务。

  新材料、新设备轮番上阵,新手段也层出不穷。中铁第四勘察设计院福厦高铁BIM总设计师孙泽昌介绍,福厦高铁的跨海大桥建设使用了BIM技术,团队在电脑中建立了一条跨海大桥的“数字分身”,不仅外形像,连“血管”和“神经”都能够分层展现。有了它,大桥哪里经受的风阻大、哪里易受地震影响一目了然,设计人员便可针对性加固、强化大桥关键部位。

  大桥上的“蜘蛛侠”

  白天,福厦高铁的3座跨海大桥一片繁忙,一趟趟列车不停驶过;夜晚,看似静悄悄的桥面上,多了一些“蜘蛛侠”的身影。

  “我们在桥上检修,身绑安全带、爬上又爬下,可不就是‘蜘蛛侠’嘛!”中国铁路南昌局集团有限公司厦门供电段泉州南供电工区工长许腾伟说。

  泉州湾跨海大桥位于沿海高风速带地区,全年8级及以上风力的日数平均为47.7天,同时有结构新颖、局部构造复杂等特点,维护起来颇费一番工夫。

  “咚、咚、咚……”常士闯和工友们走近索塔内部,一节节楼梯向上爬,同时手拿检查锤敲击主塔主体结构。听到空响,就意味着主塔内部可能存在空洞。一夜结束,常士闯通常要敲5000多锤。不仅如此,还有144根斜拉索、桥梁支座、伸缩缝等关键设备,等着工务段的技术人员分批维护。

  “我们还要对桥上每个定位器导高进行测量,标准为5.3米,允许误差正负5毫米,导高几毫米的误差都会对列车行驶产生影响。”许腾伟形容,大桥运维是个精细活儿,调力矩、紧螺母、盯落槽,眼神要像鹰,手上会“绣花”。

  “泉州湾跨海大桥上每天有100多趟动车通行,我们把守着这条铁路的‘咽喉’要道,守护这么多旅客的平安,再辛苦都值得。”许腾伟说。(吴雪聪)