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火力全開!“基建狂魔”又雙叒叕上新了

http://dailynews.sina.com   2020年09月15日 22:49   鳳凰網

9月15日,世界橋樑領域又一里程碑式工程——福(州)至廈(門)高速鐵路泉州灣跨海大橋主塔正式封頂。

據中國鐵建第四勘察設計院集團有限公司(簡稱“鐵四院”)福廈高鐵指揮長李平卓介紹,福廈高鐵泉州灣跨海大橋全長20.3公里、主跨400米,是國內外首座高鐵跨海大橋設計行車時速達350公里,爲世界最高;世界第四長跨海鐵路大橋全球首座採用免塗裝耐候鋼的大型跨海工程。

 

 

以時速350公里速度行駛,大橋設計如何在臺風下保持穩固?如何解決渦振?大海洋環境下,腐蝕問題怎麼處理?大地震來了,橋樑能經受住嗎?

“大橋設計面臨多項技術挑戰。”鐵四院福廈高鐵泉州灣跨海大橋設計負責人曾甲華說,跨海高鐵大橋,設計最關鍵是抗風以及保持高速行駛,否則橋樑會因風產生嚴重的橫向晃動和上下震幅(渦振)現象。

泉州灣位於沿海高風速帶,風速大,風況複雜,全年6級及以上風力天數達91天。鐵四院技術團隊在大橋設計中採用大量新結構和新技術。

“設計主樑採用流線箱形結構;通航孔主橋採用主跨400米雙塔鋼-混組合樑斜拉橋,兩側深水區引橋總長約4.3公里、採用3-70米無支座整體式剛構橋,爲國內外鐵路橋樑首次採用。”中國鐵建鐵四院橋樑院總工程師嚴愛國說。

這些結構設計,使風場漩渦流暢繞開橋體,減少了複雜風環境下的風致振動,避免了虎門大橋等國內橋樑今年發生的異常渦振現象。根據系列風洞試驗等驗證,泉州灣跨海大橋可抵抗12級強颱風,渦激振動幅度控制在驚人的5毫米以內。

新結構、新技術的採用,使福廈高鐵達到全線時速350公里運營目標,過跨海大橋不再減速,達到在不設風屏障等防風措施下,動車在8級大風下以時速350公里速度行駛不限速、11級暴風下不封閉交通的目標。

除了抗風,在海洋氣候高鹽高溼腐蝕環境下,如何保證高速鐵路跨海大橋長效防腐耐久?這是設計面臨的又一個難題。

針對海洋環境下橋樑重要結構的鏽蝕問題,鐵四院設計團隊聯合鞍鋼集團,在全國首次爲大橋索塔鋼錨樑和支座選用耐海洋大氣腐蝕鋼;免塗裝(不塗油漆)、不設除溼系統,爲全球首座採用免塗裝耐候鋼的大型跨海工程,適應了高鹽高溼的海洋腐蝕大氣環境。

“通過反覆比選和驗證試驗,成功研製了鎳系耐海洋大氣腐蝕鋼、配套高強螺栓及焊接材料,基於鋼材自身生成緻密穩定的鈍化鏽層,阻止氯離子滲透。”嚴愛國說,項目課題成果體現“以鏽制鏽”理念,達到海洋環境下橋樑全壽命期的長效防腐效果。

鞍鋼集團鋼鐵研究院結構鋼室主任楊穎教授級高工表示,福廈高鐵泉州灣跨海大橋項目,打破了免塗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“免塗裝、綠色耐久、鏽色之美”的綠色全壽命設計。

泉州灣高鐵跨海大橋地處臺灣海峽西岸,屬地震高烈度區,從概率上具備發生8級強震的可能性。

如何解決長聯高墩跨海大橋的抗震設計難題?

“設計團隊研製採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;採用無支座整體剛構橋,實現長聯高墩橋樑的柔性高墩、樑部體系協同受力,解決了地震高烈度區長聯高墩大跨橋樑的抗震設計難題。”曾甲華說。

福廈高鐵泉州灣大橋設計還充分融入海洋元素。橋塔採用了貝殼形曲線橋塔,寓意爲“泉州作爲福建省經濟第一強市、古代海上絲綢之路的起點及當時的東方第一大港”,將在21世紀海上絲綢之路的發展契機下,揚帆起航,重現海上貿易和世界大港的輝煌。

專家認爲,福廈高鐵泉州灣跨海大橋將推動我國大跨度高速鐵路、跨海橋樑的技術發展,成爲中國高速鐵路2.0版的代表性工程之一、世界橋樑領域的里程碑式工程。

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