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一线84桥三跨海湾,武汉设计师刷新我国跨海高铁桥新速度
2022-04-07 来源:长江日报 

  来自武汉的杨恒是铁四院福厦高铁桥梁负责人,2014年就开始参与福厦高铁的设计,这是他参与负责的第二个铁路项目,一跟就是8年。

  “见证了这个项目从图纸变成现实,特别不容易。”杨恒还记得,2015年第一次去踏勘泉州湾大桥的现场时,是坐船去的,那时正逢涨潮,在起伏的海面上小船十分颠簸,几度担心掉到海里,但为了测量海底地形、解决现场施工问题,他克服内心的恐惧,一次次坐上船……

  在山林里踏勘时,福建气候暖湿蚊子多,即使做了防护,杨恒还是经常被蚊子咬,一咬一个包皮肤就会肿起来,这样的环境适应了好几个月。

  2017年3月全线桥梁结构设计一次性评审通过后,杨恒和同事只用了3个多月的时间,昼夜不分地赶画施工图,保证项目9月如期开工。

  铁四院桥梁院副总工程师王德志说,福厦高铁全长277公里,桥梁长度占比65%,虽然这个比重不算特别高,但是桥梁的复杂程度却是国内罕有的。“全线仅桥梁专业的图纸,就画了四万张。”

  在接手这个项目时,王德志就已经“做好打一场硬仗的准备了”。这条高铁的建设条件异常复杂,位于台风多发地区,需海上深水施工,深厚软基、滨海滩涂多,地形地貌复杂、道路管线众多,跨越或临近既有铁路安全风险大。

  用一组数据来看:福厦高铁正线新建桥梁84座,共跨越8处江海航道,飞跃15处铁路线,上跨各高速公路、国省道及城市道路127处,其中超过150米的大跨桥梁有12座。

  杨恒解释,整座特大桥,没有一颗道砟碎石,避免了碎石道砟卷起飞溅而危及列车安全的现象,且后期养护维修工作量小。无砟轨道的铺设真正实现高铁跨海不减速,海上速度达到与陆地相同的350km/h,消除了这条沿海高铁通道的“限速点”。不降低乘坐体验的同时,实现硬币摆在全速行驶的高铁上不倒的硬指标。

  另一座跨海大桥——泉州湾跨海大桥主跨400米,虽然铺设的是有砟轨道,但通过采用聚氨酯“固定”道床和道砟,同样可跑出350公里的速度。

  大跨度高铁桥一般采用斜拉桥,但斜拉桥结构变形较大,如何保证跨度又兼顾刚度是设计的关键。经过反复试验,铁四院团队大胆提出钢—混结合梁形式,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,两者的结合满足了高铁列车高速通过的要求。”杨恒说,这个结构应用在了泉州湾和安海湾特大桥中,是世界铁路斜拉桥首次全桥采用钢—混结合梁。此外,主梁采用了流线箱形结构并附加减少风振的措施,试验结果显示,大桥8级大风下可实现高速列车不限速,11级暴风下不封闭交通。

  防腐设计新突破,可实现钢结构30年以上的超长寿命

  在海洋建桥,必须克服高盐、高湿、强紫外线的强腐蚀大气环境,防腐设计尤为重要。

  在泉州湾跨海大桥的岸边有一个防盗笼,里面挂着很多小钢片,这些钢片添加了不同比例的镍元素,通过不定期取样观察,检测在海洋环境下的腐蚀数据,至今这个挂片试验持续了5年。

  跨海大桥其他需要涂装的部位,铁四院联合北京航空材料研究院研发应用了石墨烯防腐涂装体系,可实现钢结构在海洋腐蚀大气环境下30年及以上的超长寿命耐久目标,为目前国内外设计防腐寿命最长的防腐涂装体系。

  “福厦高铁的桥梁设计积极采用新技术、新结构、新工艺、新材料,充分体现我国铁路桥梁的建设水平,特别是在跨海桥梁的建设上取得了丰硕的成果,实现了技术引领效应,为后续我国其他高铁桥梁的建设提供了借鉴。”铁四院桥梁院总工程师严爱国表示。

  据统计,截至目前,铁四院桥梁院设计建设的高铁桥梁总长度占中国高铁桥梁建设的40%以上,是武汉军团在桥梁领域的又一张靓丽名片。

  (记者王谦 通讯员刘新红 张启山)



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