圖為正在進(jìn)行主塔封頂作業(yè)的泉州灣高鐵跨海大橋。受訪者供圖
福廈高鐵泉州灣大橋全長(zhǎng)20.3公里，主跨400米，是國(guó)內(nèi)外首座高鐵跨海大橋;設(shè)計(jì)行車時(shí)速達(dá)350公里，為世界最高;是全球首座采用免涂裝耐候鋼大型跨海工程。
9月15日，世界橋梁領(lǐng)域又一里程碑式工程——福(州)至廈(門)高速鐵路泉州灣大橋主塔正式封頂。
“福廈高鐵泉州灣大橋全長(zhǎng)20.3公里，主跨400米，設(shè)計(jì)建設(shè)面臨多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。大橋主塔封頂，標(biāo)志著我國(guó)橋梁建設(shè)開啟了世界高速鐵路跨海時(shí)代。”中國(guó)鐵建第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱鐵四院)福廈高鐵泉州灣跨海大橋設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人曾甲華說。
福廈高鐵泉州灣跨海大橋是國(guó)內(nèi)外首座高速鐵路跨海斜拉橋;設(shè)計(jì)行車時(shí)速超過300公里，為世界最高、世界第四長(zhǎng)跨海鐵路大橋，也是全球首座主塔采用免涂裝耐候鋼的大型跨海工程。
高速抗風(fēng)行駛，同樣做到硬幣不倒
泉州灣大橋是福廈高鐵關(guān)鍵控制性工程，大橋跨越泉州灣中部海域，為世界首座高速鐵路跨海大橋。
“跨海高鐵大橋，設(shè)計(jì)最關(guān)鍵是抗風(fēng)以及保持高速行駛，否則橋梁會(huì)因風(fēng)產(chǎn)生嚴(yán)重的橫向晃動(dòng)和上下震幅(渦震)現(xiàn)象。”曾甲華說。
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(jí)及以上風(fēng)力天數(shù)達(dá)91天。
為保證橋梁在大風(fēng)中穩(wěn)固，保持動(dòng)車高速運(yùn)行的連續(xù)性，鐵四院技術(shù)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)中采用了大量新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)，達(dá)到在不設(shè)風(fēng)屏障等防風(fēng)措施下，動(dòng)車在8級(jí)大風(fēng)下以時(shí)速350公里速度行駛不限速，11級(jí)暴風(fēng)下不封閉交通。
由于泉州灣航運(yùn)繁忙，跨越主航道必須加大主跨。“通航孔主橋設(shè)計(jì)采用主跨400米雙塔鋼—混組合梁斜拉橋，兩側(cè)深水區(qū)引橋總長(zhǎng)約4.3公里、采用3—70米無支座整體式剛構(gòu)橋，為國(guó)內(nèi)外鐵路斜拉橋首次。”曾甲華說。
為解決強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下長(zhǎng)大跨海大橋通行高速鐵路列車的技術(shù)難題，鐵四院還對(duì)橋梁主塔造型進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
“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(dòng)措施。”曾甲華說，這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(dòng)，避免了虎門大橋、武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋等國(guó)內(nèi)橋梁曾經(jīng)發(fā)生過的異常渦振現(xiàn)象。
根據(jù)系列風(fēng)洞試驗(yàn)和風(fēng)—車—線—橋耦合振動(dòng)等專題研究成果，福廈高鐵泉州灣跨海大橋可抵抗12級(jí)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，渦激振動(dòng)幅度控制在驚人的5毫米以內(nèi)。
“這個(gè)渦振數(shù)字，使高速列車即使在8級(jí)大風(fēng)中通過跨海大橋橋面，也能達(dá)到與陸地引橋相同的行車條件，同樣做到硬幣不倒。”曾甲華說。
新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)的采用，使福廈高鐵正線達(dá)到時(shí)速350公里運(yùn)營(yíng)目標(biāo)，消除了以往沿海高鐵跨海時(shí)降速的難題。
以銹制銹，適應(yīng)高鹽高濕腐蝕環(huán)境
