將高鐵搬到海上，基建狂魔在福廈高鐵上攻克了多少難關(guān)

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目前，國際前三大跨海鐵路大橋依次為日本瀨戶大橋(規(guī)劃速度160公里/小時(shí))、丹麥厄勒海峽大橋(規(guī)劃速度140公里/小時(shí))、福平鐵路平潭海峽公鐵大橋(2020年建成通車，規(guī)劃速度200公里/小時(shí))，均為普速或快速鐵路(按我國規(guī)范)。其他國家的高鐵建造還在陸上，我國現(xiàn)已將賽道搬到海上。和一般橋梁比較，跨海大橋面臨更多、更大的考驗(yàn)，既要抵擋住海上勁風(fēng)，又要耐海風(fēng)海水腐蝕，一項(xiàng)比一項(xiàng)艱難，哪一項(xiàng)都是國際難題。福廈高鐵在國際高鐵和橋梁建造領(lǐng)域有如何不一般的成果?這條高鐵究竟是如何建成的?如何克服技能難點(diǎn)?

穩(wěn)和快怎么平衡

福廈高鐵是福建省第一條貫穿東西且規(guī)劃時(shí)速為350公里的高鐵線。因?yàn)楹Ｉ纤沫h(huán)境雜亂，風(fēng)險(xiǎn)高，新建福廈鐵路全線鋪軌有三處難度極大的施工工點(diǎn)，分別為湄洲灣、泉州灣、安海灣三座跨海大橋。

福廈高鐵由中鐵第四勘測(cè)規(guī)劃院集團(tuán)有限公司研討規(guī)劃。鐵四院副總工程師嚴(yán)愛國是福廈高鐵泉州灣大橋段首要規(guī)劃工程師，工程團(tuán)隊(duì)在這兒首要面臨的困難是強(qiáng)風(fēng)環(huán)境：工程位于濱海高風(fēng)速帶，熱帶氣旋是影響大橋的首要災(zāi)害性氣候，這兒風(fēng)速大且風(fēng)況雜亂，全年6級(jí)及以上風(fēng)力的日數(shù)平均為91天，全年8級(jí)及以上風(fēng)力的日數(shù)平均47.7天。

新式流線形鋼混組合梁結(jié)構(gòu)

6級(jí)風(fēng)是什么概念?大概是海面上大浪構(gòu)成，白沫范圍增大，漸起浪花;陸地上大樹枝搖擺，電線呼呼有聲，舉傘困難，屬于強(qiáng)風(fēng)領(lǐng)域。即使這樣，6級(jí)風(fēng)速也僅為10.8~13.8m/s(米/秒)，而跨海大橋橋位所在的根本風(fēng)速為34.0m/s，是6級(jí)風(fēng)的2.5~3倍左右，其微弱程度可見一斑。為了抵抗海上強(qiáng)風(fēng)，嚴(yán)愛國及其團(tuán)隊(duì)在泉州灣、安海灣大跨度跨海斜拉橋中，初次選用了新式流線形鋼混組合梁結(jié)構(gòu)，這是國內(nèi)外鐵路斜拉橋初次全聯(lián)長選用鋼-混結(jié)合梁。其主梁選用流線箱形結(jié)構(gòu)并附加一些有用氣動(dòng)措施，減少了雜亂風(fēng)環(huán)境下的品格振蕩，滿意了跨海大橋通行高速鐵路列車的技能要求。

根據(jù)西南交通大學(xué)風(fēng)洞試驗(yàn)及風(fēng)-車-線-橋耦合振蕩剖析等研討成果，泉州灣跨海大橋可抵抗12級(jí)臺(tái)風(fēng)，11級(jí)暴風(fēng)下不關(guān)閉交通，8級(jí)勁風(fēng)下高速列車不限速，也就是說即使高速列車在海上按350公里時(shí)速飛馳，也能夠保證超高的舒適性和平穩(wěn)性，乃至能夠滿意硬幣在全速行進(jìn)的高鐵上不倒的硬指標(biāo)。與此一起，工程團(tuán)隊(duì)還將橋上軌跡線形施工誤差精準(zhǔn)控制在5mm以內(nèi)，軌跡毫米級(jí)的鋪設(shè)精度不只讓列車行進(jìn)地愈加安全，還能進(jìn)一步保證軌跡的平順性。

完成了穩(wěn)之后，還想要快。所以，為掃清列車在又長又大的跨海大橋上的限速點(diǎn)，泉州灣跨海大橋引橋選用雙塊式無砟軌跡，而通航孔主橋在國內(nèi)外斜拉橋上初次選用了聚氨酯固化道床結(jié)構(gòu)“固定”道砟。砟，在鐵路中指鐵軌周圍的小石塊。高鐵軌跡分為“有砟”和“無砟”軌跡兩種形式：有砟軌跡鋼軌與枕木固定起來后架在碎石鋪設(shè)的路基上，經(jīng)過道床“小碎石”支撐協(xié)助鋼軌承重，一起這些“小碎石”還能夠起到減震、減噪和增加透水性等功能。但是其保養(yǎng)本錢高，并且易導(dǎo)致碎石飛濺。并且這種軌跡一般多用于一般列車，因?yàn)橐话懔熊囘\(yùn)轉(zhuǎn)速度較低，但是高速列車的運(yùn)轉(zhuǎn)速度最高能夠到達(dá)350公里/小時(shí)，假如在有砟軌跡上運(yùn)轉(zhuǎn)，不但會(huì)形成碎石飛濺，還簡(jiǎn)單因軌跡的隨時(shí)位移而導(dǎo)致惡性事故發(fā)生。

泉州灣跨海大橋引橋鋪設(shè)的雙塊式無砟軌跡

不過，在泉州灣跨海大橋上，有砟也能夠跑出無砟的驚艷。泉州灣大橋的通航孔主橋在國內(nèi)外斜拉橋上初次選用了聚氨酯固化道床結(jié)構(gòu)“固定”道砟。當(dāng)高鐵在海灣強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下以350公里時(shí)速經(jīng)過大橋時(shí)，不只有用避免碎石道砟飛濺，危及列車安全，也保證了列車90秒即可平穩(wěn)跨過海面。與之不同的是，泉州灣跨海大橋的引橋選用雙塊式無砟軌跡。無砟軌跡，即不鋪砟石，用混凝土底座板及道床板取而代之。比較之下，無砟軌跡的平整度更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)，且經(jīng)過無砟軌跡時(shí)不需減速，堪稱如履平地。

除了強(qiáng)風(fēng)，跨海高鐵還面臨著高濕、高鹽、強(qiáng)紫外線的強(qiáng)腐蝕海洋大氣環(huán)境。高鐵工程結(jié)構(gòu)的抗腐蝕規(guī)范是百年抗腐。“在濱海區(qū)域高鹽高濕的氣候條件下，依靠在鋼梁外表刷漆的傳統(tǒng)防腐方法，很難到達(dá)這一規(guī)范。”我國鐵建鐵四院福廈高鐵泉州灣跨海大橋規(guī)劃負(fù)責(zé)人曾甲華介紹。

泉州灣跨海大橋手繪圖及計(jì)劃構(gòu)思演化

針對(duì)這個(gè)問題，嚴(yán)愛國及其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新選用了鋼梁超長耐久防腐涂裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)選用石墨烯納米資料改性鱗片型醇溶無機(jī)富鋅底漆和超耐候氟碳面漆，耐鹽霧性和耐人工加速老化性為現(xiàn)有技能的3倍以上，可完成鋼結(jié)構(gòu)在海洋腐蝕大氣環(huán)境下30年及以上的超長壽數(shù)耐久方針，高于港珠澳大橋25年的規(guī)劃防腐壽數(shù)。這是目前國內(nèi)外規(guī)劃防腐壽數(shù)最長的防腐涂裝系統(tǒng)，將完成我國鋼梁防腐涂裝系統(tǒng)30年超長防腐壽數(shù)的技能打破。

鐵四院聯(lián)合鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研討院等單位對(duì)耐海洋大氣腐蝕鎳系橋梁鋼及其應(yīng)用技能進(jìn)行研制，阻撓氯離子浸透，鎳系橋梁鋼的外表在高腐蝕的海洋大氣環(huán)境下會(huì)自動(dòng)構(gòu)成美觀且細(xì)密的銹層，“以銹制銹”的理念，不只可完成長效防腐，還能夠縮短制作工期。最奇妙的是，大橋褐色的銹層還能與自然環(huán)境相和諧，完成“免涂裝·綠色耐久·銹色之美”的綠色全壽數(shù)規(guī)劃，盡顯自然生態(tài)銹色之美。

我國人對(duì)美的追求不止于此。為完成橋梁形狀與海灣環(huán)境的和諧，到達(dá)橋梁“結(jié)構(gòu)美、造型美、和諧美、改變美”的方針，工程團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美術(shù)院校展開景象專題規(guī)劃，選用貝殼形曲線橋塔，兼顧結(jié)構(gòu)合理和建筑美學(xué)。跟著福州至廈門北鋪軌貫穿，福廈鐵路已進(jìn)入沖刺階段，目前站前工程進(jìn)入收尾期，下一步側(cè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)到四電及站房施工。根據(jù)總體施組安排，預(yù)計(jì)于2023年初進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，計(jì)劃在2023年建成通車。我國高鐵穿越平原、丘陵、山地、高原，現(xiàn)在現(xiàn)已要修到海上去了。

福廈高鐵展示了我國基建狂魔的正面形象。華東師范大學(xué)城市發(fā)展研討院院長、終身教授曾剛說道，海水會(huì)對(duì)建筑起到侵蝕效果，當(dāng)我國研制出海上高鐵的技能后，能夠在全球范圍內(nèi)出售咱們的技能。福廈高鐵工程的建造是在向國際證明咱們的高鐵建造實(shí)力。

粵閩浙濱海城市群，過去被稱為海峽西岸城市群，位于長三角城市群和粵港澳大灣區(qū)之間，包含粵東、福建和浙南等區(qū)域。它是我國最早完成改革開放的區(qū)域之一，但一體化發(fā)展水平比長三角、珠三角區(qū)域相對(duì)滯后，是一個(gè)二級(jí)城市群。福廈高鐵就在粵閩浙濱海城市群中的福建省內(nèi)。

賈順平說，單有高鐵，不能稱之為真正意義上的通，更要建立綜合交通網(wǎng)絡(luò)。鐵路分為四個(gè)層次，分別是高鐵、城際鐵路、郊區(qū)鐵路和地鐵。“從功能上講，它們都是為了人們出行便當(dāng)，因而更應(yīng)當(dāng)重視綜合交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使它們各司其職。

值得一提的是，正如其他濱海城市一樣，港口運(yùn)營是福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要一環(huán)，福州港和廈門港在2021年的貨物吞吐量分別為2.74億噸和2.28億噸，是我國不可或缺的港口力氣。有了港口，還需要內(nèi)陸的港口內(nèi)地作為支撐，高鐵是聯(lián)絡(luò)二者的重要交通工具。但因?yàn)楦＝▍^(qū)域的地勢(shì)以丘陵為主，交通并不便當(dāng)，因而建筑高鐵對(duì)港口經(jīng)濟(jì)有著重要意義。

在跨海大橋方面，毋庸置疑，兩點(diǎn)間直線最短。不過也有人質(zhì)疑，從地圖上看，沿著泉州灣在陸上建筑高鐵，繞路的間隔也并不算遠(yuǎn)，為什么挑選技能難度更大、本錢投入更高的跨海計(jì)劃?曾剛認(rèn)為，福廈高鐵跨海大橋不只考慮本錢和技能，還有更長遠(yuǎn)的規(guī)劃，它起到以賽代練的試點(diǎn)效果。

我國海域面積廣闊，海岸線綿長曲折，濱海散布著大大小小的海灣。和泉州灣比較，許多海灣兩邊的間隔間隔更長，跨海大橋的建筑難度更大。假如在泉州灣能霸占技能難題，未來在我國會(huì)有更多當(dāng)?shù)啬苡兴\(yùn)用。曾剛說道。