3月22日，科技日報記者從中國國家鐵路集團有限公司獲悉，新建福(州)至廈(門)高速鐵路控制工程湄洲灣跨海大橋主塔成功封頂。至此，福廈高鐵跨越3座海灣的大橋主體工程全部完成。
新建福廈高鐵是國內(nèi)首條跨海高鐵，設(shè)計時速350公里，正線全長277公里，先后跨越湄洲灣、泉州灣、安海灣3個海灣，沿線設(shè)福州南、福清西、莆田、泉港、泉州南、廈門北、漳州7座車站。
“跨海高鐵大橋設(shè)計中，最關(guān)鍵的一環(huán)是抗風(fēng)以及保持高速行駛，否則橋梁會因風(fēng)產(chǎn)生嚴重的橫向晃動和上下振動(渦振)現(xiàn)象。”中國鐵建鐵四院福廈高鐵湄洲灣跨海大橋設(shè)計負責(zé)人殷鵬程說。
以泉州灣跨海大橋為例，地理氣象信息顯示，泉州灣位于沿海高風(fēng)速帶，風(fēng)速大，風(fēng)況復(fù)雜，全年6級及以上風(fēng)力天數(shù)達91天。
保障動車跨越海灣不減速，這幾座大橋是如何做到的?
為保證橋梁在大風(fēng)中穩(wěn)固，保持動車高速運行的連續(xù)性，福廈高鐵工程在設(shè)計跨海大橋時，采用了大量新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)。
技術(shù)團隊對橋梁主塔造型進行了創(chuàng)新設(shè)計。“以泉州灣大橋為例，主梁采用流線箱形結(jié)構(gòu)，并附加導(dǎo)流板、減振欄桿、拉索電渦流阻尼器等有效氣動措施。”中國鐵建鐵四院福廈高鐵泉州灣大橋設(shè)計負責(zé)人曾甲華說，這些結(jié)構(gòu)設(shè)計使橋體繞開風(fēng)向，減少了復(fù)雜風(fēng)環(huán)境下的風(fēng)致振動。
為解決海洋環(huán)境對橋梁的銹蝕問題，幾座跨海大橋索塔鋼錨梁和支座采用了新材料，在國內(nèi)首次采用耐海洋大氣腐蝕鋼，以及免涂裝(不涂油漆)、不設(shè)除濕系統(tǒng)，成為全球首座采用免涂裝耐候鋼的大型跨海工程，適應(yīng)了高鹽高濕的海洋腐蝕大氣環(huán)境。
如何解決長聯(lián)高墩跨海大橋的抗震設(shè)計難題?“設(shè)計團隊研制、采用了縱向黏滯阻尼器、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(shù);采用無支座整體剛構(gòu)橋，實現(xiàn)長聯(lián)高墩橋梁的柔性高墩、梁部體系協(xié)同受力，解決了地震高烈度區(qū)長聯(lián)高墩大跨橋梁的抗震設(shè)計難題。”曾甲華說。
經(jīng)風(fēng)洞測試，幾座跨海大橋均達到了在不設(shè)風(fēng)屏障等防風(fēng)措施下，動車可在8級大風(fēng)下以時速350公里速度行駛不限速，11級暴風(fēng)下不封閉交通。
湄洲灣跨海大橋位于福建莆田市和泉州市境內(nèi)，全長14.7公里。“主橋設(shè)計為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)矮塔斜拉橋，主跨180米。”殷鵬程說，跨越湄洲灣規(guī)劃3000噸級航道，設(shè)南北兩座雙柱式主塔，橋面以上塔高30米，共有28根斜拉索，是國內(nèi)首座跨海高鐵矮塔斜拉橋。
“湄洲灣跨海大橋海上引橋全部采用40米簡支梁預(yù)制架設(shè)施工，極大縮短了海上施工工期。”殷鵬程說，在高鐵建設(shè)中實現(xiàn)跨度從32米到40米簡支梁的規(guī)?；こ虘?yīng)用，標志著高鐵建造技術(shù)的重大提升和突破。
福廈高鐵是我國“八縱八橫”高速鐵路中沿海通道的重要組成部分，預(yù)計2022年通車。屆時，福州至廈門列車運行時間將從現(xiàn)在的2小時縮短至1小時以內(nèi)。(記者 矯 陽)
