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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)

來源:全球起重機(jī)械網(wǎng)??人氣:5311
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   近期我國(guó)首條跨海高鐵福廈高鐵全線鋪軌貫穿。這是我國(guó)第一條真實(shí)意義上的海洋服役環(huán)境的高速鐵路工程,也是全球行車速度最快的濱海/跨海鐵路。福廈高鐵線路正線全長(zhǎng)277.4公里,規(guī)劃時(shí)速350公里,北起福州市,途中設(shè)福州南、福清西、莆田、泉港、泉州東、泉州南、廈門北、漳州8座車站;北端聯(lián)接合福高鐵、溫福鐵路,南端聯(lián)接廈深鐵路、龍廈鐵路。線路建成通車后,福州、廈門兩地將完成“一小時(shí)生活圈”,廈門、泉州、漳州閩南“金三角”將構(gòu)成半小時(shí)交通圈。

  現(xiàn)在,國(guó)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(guó)規(guī)范)。其他國(guó)家的高鐵建造還在陸上,我國(guó)現(xiàn)已將賽道搬到海上。和一般橋梁相比,跨海大橋面臨更多、更大的考驗(yàn),既要抵擋住海上大風(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(guó)際難題。福廈高鐵在國(guó)際高鐵和橋梁建造領(lǐng)域有怎樣不一般的成就?這條高鐵究竟是怎樣建成的?怎樣克服技能難點(diǎn)?

  穩(wěn)和快怎樣平衡

  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,危險(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察規(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(guó)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:工程坐落濱海高風(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)均勻?yàn)?1天,全年8級(jí)及以上風(fēng)力的日數(shù)均勻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,歸于強(qiáng)風(fēng)范疇。即便這樣,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基本風(fēng)速為34.0m/s,是6級(jí)風(fēng)的2.5~3倍左右,其強(qiáng)勁程度可見一斑。為了反抗海上強(qiáng)風(fēng),嚴(yán)愛國(guó)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(guó)內(nèi)外鐵路斜拉橋初次全聯(lián)長(zhǎng)選用鋼-混結(jié)合梁。其主梁選用流線箱形結(jié)構(gòu)并附加一些有效氣動(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,泉州灣跨海大橋可反抗12級(jí)颶風(fēng),11級(jí)暴風(fēng)下不封閉交通,8級(jí)大風(fēng)下高速列車不限速,也就是說即便高速列車在海上按350公里時(shí)速飛馳,也能夠保證超高的舒適性和平穩(wěn)性,甚至能夠滿意硬幣在全速行進(jìn)的高鐵上不倒的硬指標(biāo)。與此同時(shí),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)精度不僅讓列車行進(jìn)地更加安全,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(zhǎng)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(guó)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”支撐幫助鋼軌承重,同時(shí)這些“小碎石”還能夠起到減震、減噪和添加透水性等功能。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)造成碎石飛濺,還容易因軌跡的隨時(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冷艷。泉州灣大橋的通航孔主橋在國(guó)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),不僅有效避免碎石道砟飛濺,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。相比之下,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,依靠在鋼梁表面刷漆的傳統(tǒng)防腐方式,很難到達(dá)這一規(guī)范。”我國(guó)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)思演變

  針對(duì)這個(gè)問題,嚴(yán)愛國(guó)及其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新選用了鋼梁超長(zhǎng)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(zhǎng)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)。這是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外規(guī)劃防腐壽數(shù)最長(zhǎng)的防腐涂裝系統(tǒng),將完成我國(guó)鋼梁防腐涂裝系統(tǒng)30年超長(zhǎng)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,阻撓氯離子滲透,鎳系橋梁鋼的表面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,不僅可完成長(zhǎng)效防腐,還能夠縮短制作工期。最巧妙的是,大橋褐色的銹層還能與自然環(huán)境相協(xié)調(diào),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(guó)人對(duì)美的尋求不止于此。為完成橋梁形態(tài)與海灣環(huán)境的協(xié)調(diào),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)院校展開景觀專題規(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,現(xiàn)在站前工程進(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)總體施組組織,估計(jì)于2023年頭進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試,計(jì)劃在2023年建成通車。我國(guó)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(guó)基建狂魔的正面形象。華東師范大學(xué)城市開展研討院院長(zhǎng)、終身教授曾剛說道,海水會(huì)對(duì)建筑起到侵蝕作用,當(dāng)我國(guó)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(guó)際證明咱們的高鐵建造實(shí)力。

  粵閩浙濱海城市群,曩昔被稱為海峽西岸城市群,坐落長(zhǎng)三角城市群和粵港澳大灣區(qū)之間,包括粵東、福建和浙南等區(qū)域。它是我國(guó)最早完成改革開放的區(qū)域之一,但一體化開展水平比長(zhǎng)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,不能稱之為真實(shí)意義上的通,更要樹立歸納交通網(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)注重歸納交通網(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(yíng)是福建省經(jīng)濟(jì)開展的重要一環(huán),福州港和廈門港在2021年的貨品吞吐量分別為2.74億噸和2.28億噸,是我國(guó)不可或缺的港口力氣。有了港口,還需要內(nèi)陸的港口腹地作為支撐,高鐵是聯(lián)系二者的重要交通工具。但因?yàn)楦=▍^(qū)域的地形以丘陵為主,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),為什么選擇技能難度更大、本錢投入更高的跨海計(jì)劃?曾剛以為,福廈高鐵跨海大橋不僅考慮本錢和技能,還有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃,它起到以賽代練的試點(diǎn)作用。

  我國(guó)海域面積廣闊,海岸線綿長(zhǎng)彎曲,濱海分布著大大小小的海灣。和泉州灣相比,許多海灣兩邊的間隔間隔更長(zhǎng),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(guó)會(huì)有更多當(dāng)?shù)啬苡兴\(yùn)用。曾剛說道。
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