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创造众多“世界第一”,福厦高铁安海湾大桥合龙

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  • 发布时间:2022-04-07
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【概要描述】4月6日,福厦高铁安海湾大桥合龙。这是世界首座无砟轨道跨海大跨斜拉桥,预计2023年通车后,乘坐动车只需98秒就可风驰电掣跨越大海。

创造众多“世界第一”,福厦高铁安海湾大桥合龙

【概要描述】4月6日,福厦高铁安海湾大桥合龙。这是世界首座无砟轨道跨海大跨斜拉桥,预计2023年通车后,乘坐动车只需98秒就可风驰电掣跨越大海。

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  4月6日,福厦高铁安海湾大桥合龙。这是世界首座无砟轨道跨海大跨斜拉桥,预计2023年通车后,乘坐动车只需98秒就可风驰电掣跨越大海。

  安海湾跨海大桥

  继泉州湾、湄洲湾两座跨海大桥后,这是福厦高铁又一座合龙的跨海大桥。

  福厦高铁正线全长278公里,是“八纵八横”高速铁路主通道沿海通道的组成部分,设计时速350公里,是我国第一条真正意义上的海洋服役环境高铁,也是世界行车速度最高的跨海铁路。

  高铁跨海,靠的是先进的桥梁建设技术。在众多桥梁中,高速铁路桥对桥梁变形要求极高,对造桥工艺有着更高要求。福厦跨海桥梁敢于向高难度系数挑战,这项超级工程的背后,是一系列先进技术的支撑。

  创新成就“世界之最”

  福厦高铁先后跨越湄洲湾、泉州湾、安海湾3个海湾。其中,位于泉州晋江的安海湾特大桥,全长9.5公里,主跨300米,不仅是福厦高铁跨海桥梁的“封箱之作”,也是世界无砟轨道桥梁“大跨”跨海的“开山之作”。

  “在大跨度桥梁上铺设无砟轨道并通行高速列车,对桥梁结构刚度、徐变变形、动力性能等要求极高。”铁四院副总工程师严爱国介绍,大跨度高铁桥一般采用斜拉桥,结构变形较大,如何保证跨度又兼顾刚度是设计关键。

  经过反复试验,他们大胆提出混凝土桥面板与槽形钢梁组成的钢混组合梁,破解了难题。“钢梁自重轻、适应大跨度桥梁建设,混凝土桥面提升了桥梁刚度,两者的结合满足了列车高速通过的要求。”

  不仅满足速度要求,严爱国和团队还为安海湾跨海大桥进行了诸多结构创新。由于跨海大桥位于沿海高风速带,海上多风,海风又会产生冲击,必须通过结构创新保证路面刚度,否则桥梁会因风产生严重的横向晃动和涡振现象。

  铁四院福厦高铁桥梁现场设计负责人杨恒介绍,大桥主梁采用流线箱形结构并附加导流板、减震栏杆、拉索电涡流阻尼器等气动措施,减少了复杂风环境下的风致振动,避免了异常涡振的发生。这些设计,让列车可以在不设风屏障等防风措施的情况下,在8级大风中以时速350公里通过跨海大桥,在11级暴风下也不会封闭交通。

  和普通桥梁相比,跨海大桥还面临着另一项考验,就是海风海水腐蚀。

  高铁工程结构的抗腐蚀标准是百年抗腐。“在沿海地区高盐高湿的气候条件下,依靠在钢梁表面刷漆的传统防腐方式,很难达到这一标准。”铁四院福厦高铁桥梁设计负责人曾甲华介绍,为了保证大桥的寿命长久,福厦高铁安海湾跨海大桥的索塔钢锚梁和支座采用了耐海洋大气腐蚀钢,填补了我国的钢种空白。

  曾甲华口中的耐候钢是世界超级钢技术前沿水平的系列钢种之一,通过往钢材里加入微量镍元素,让钢材自身生成致密稳定的钝化锈层,阻止海水中氯离子的渗透,实现了“以锈制锈”的长效防腐效果。此外,铁四院还采用最新研发的超长耐久防腐涂装材料,让桥梁的涂装防护寿命达30年以上。

  轨道是安海湾跨海大桥通行时速高的另一原因。铁四院轨道设计人员创造性设置“协调层”的双块式无砟轨道结构,研究形成了大跨度桥上无砟轨道线型控制技术和轨道平顺性验收标准,从“设计-施工-验收”各环节解决了大跨桥上铺设无砟轨道难题,首次在世界范围实现跨度300米级、时速350公里高速铁路桥上铺设现浇式无砟轨道。

  为将这座桥梁里程碑工程打造成安海湾地标性桥梁,铁四院联合美术院校开展景观设计。桥塔融入海洋元素,为H形曲线造型,从设计外观看像微张的扇贝,与福建“海丝文化”相契合,展现出沿海地区开放、包容的姿态。

  跨海高铁桥梁长足发展

  “福厦高铁就是一座桥梁博物馆,我们遇到了各种复杂桥型。”铁四院桥梁院福厦高铁桥梁主管工程师王德志介绍,福厦高铁跨海过江,上跨多条高等级公路和既有铁路,正线新建桥梁84座,长度共计181公里,占比65.3%。

  沿线台风多发、海湾深水、软基深厚等导致桥梁建设条件复杂,大跨结构多、体系创新多。结构迥异、外形多样、技术各有千秋的桥梁是这条高铁最大的特色,它是我国目前已建在建高铁中桥梁结构最多样复杂的高铁。铁四院为此开展了海上大跨度简支梁建造技术、独塔混凝土斜拉桥裸塔转体技术、耐海洋大气环境腐蚀技术以及BIM技术、桥梁健康监测等专项研究。

  王德志自豪地说,别的高铁如果有一座类似这样创新丰富的桥,都会当宝贝一样,“但我们福厦高铁可圈可点的宝贝有好多,尤其是3座跨海大桥各有风采。”

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