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坐上高铁看海去!我国首条跨海高铁要来了

9月17日电 (记者 左宇坤)高铁,一张靓丽的中国交通名片。四通八达的高速铁路线,极大地拉快了人们的流动速度。但印象中高铁的穿行之处,似乎总是与坚实的土地联系起来的。

  你是否想过,茫茫大海中,亦可腾起支撑庞然高铁的铁轨?

  8月30日上午,在新建福厦铁路厦门北站施工现场,随着最后一组500米长钢轨顺利铺设,我国首条跨海高铁——新建福(州)厦(门)铁路全线铺轨贯通。

  这一世界行车速度最高的跨海铁路,先后跨越湄洲湾、泉州湾、安海湾三个海湾。以“关关难过关关过”的斗志,体现出中国铁路“逢山开路,遇水搭桥”的精神。

我国首座跨海高铁——福厦高铁。 供图
我国首座跨海高铁——福厦高铁。 供图

  攻破难题,高铁实现“跨海不减速”

  福厦高铁是我国第一条真正意义上的海洋服役环境高铁,设计时速350公里,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。福州、厦门两地将实现“一小时生活圈”,厦门、泉州、漳州闽南“金三角”将形成“半小时交通圈”。

  一个崭新的中国高铁跨海时代也将扑面而来。

  这条跨时代的跨海铁路建设中,不仅有海上水文环境复杂、风险系数高的难题,更是先后有湄洲湾、泉州湾、安海湾三处难度极大的施工地点横刀立马,何人敢闯关?

  困难难不倒中国铁路人。8月4日,福厦高铁“三大难”的最后一处——安海湾特大桥完成无砟轨道施工。这一由中国铁建铁四院设计、中国铁建大桥局承建的安海湾特大桥,是福厦高铁全线控制性工程之一。

  这一项目的完成不仅是福厦高铁跨海桥梁的“封箱”,也是世界无砟轨道桥梁“大跨”跨海的“开山”。我国高铁建设历程中首次在跨海斜拉桥上实现无砟轨道铺设,整个项目建成投用后将实现高铁跨海不减速的目标。

  “无砟轨道”是什么意思?高铁轨道分为“有砟”和“无砟”轨道两种形式。相比之下,无砟轨道的平整度更高、稳定性更强,且通过无砟轨道时不需减速、“如履平地”。但由于技术瓶颈,国内高铁大跨度桥梁大多采用有砟轨道。

  这样一个高难度技术,如何在高难度的环境中实现?据了解,大桥主梁采用有效气动措施以减少风致振动,桥面铺设采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道。且在主桥区段安装多种传感器,对不同温度、不同时段下的桥梁变形数据进行监控,采用“相对高程”测量数据进行无砟轨道精调施工,一举攻克跨海斜拉桥无砟轨道测量难题。

  轨道的铺设还只是第一步,海风产生的横向晃动和涡振现象、海水的无情腐蚀都是长久的考验。

  困难之下,重器诞生。建设者采用国产阻尼器“抗风保稳”,在大桥主桥每一根斜拉索上都设置一个外置阻尼器以及2个内置阻尼器,当斜拉索遇到大风产生高频振动时,阻尼器可以抵消振动,保证斜拉索稳定;同时在主桥钢梁下部也安装阻尼器,以抵抗地震引起的快速大位移。

  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,可以阻止海水中氯离子的渗透,实现“以锈制锈”的长效防腐效果,填补了我国的钢种空白。

福厦高铁安海湾大桥合龙现场。 铁四院供图
福厦高铁安海湾大桥合龙现场。 铁四院供图

  “一桥一策”,“桥梁博物馆”各有风采

  “福厦高铁就是一座桥梁博物馆,我们遇到了各种复杂桥型。”中国铁建铁四院桥梁院福厦高铁主管工程师王德志说,福厦高铁三座跨海大桥各有风采,首屈一指的是泉州湾跨海大桥。

  2021年7月合龙的泉州湾大桥,全长20.3公里,主跨400米。它不仅是国内首座跨海高速铁路桥,也是世界上首座行车时速超过300公里的大跨度跨海斜拉铁路桥。

  泉州湾铁路桥紧挨着一座已建成的公路桥,两桥最近距离仅28.7米。新桥要尽量和老桥对孔布置,使水流通畅、减少风干扰,也更美观,因此很多常规设计需要突破。比如,在国内铁路桥上首次采用无支座整体式桥梁,铁路桥主桥选择了400米的“大跨”结构等。

  此外,泉州湾跨海大桥引桥采用双块式无砟轨道,通航孔主桥在国内外斜拉桥上首次采用了聚氨酯固化道床结构“固定”道砟,可有效避免强风环境下有砟轨道碎石道砟飞溅危及列车安全。有砟跑出无砟的“惊艳”,确保高铁90秒即可通过大桥。

  湄洲湾跨海大桥则是国内首座跨海高铁矮塔斜拉桥。“千吨级”移动模架在这里启航,40.6米大跨度移动模架现浇梁首次在高铁施工中应用。

  在湄洲湾跨海大桥施工的“昆仑号”千吨级运架一体机是我国目前科技含量最高、功能最多、应用场景最广泛的高铁箱梁铺架设备,能够适应零下20度至零上50度环境施工作业,作业状态能够承受最大风力达7级,非作业状态能够承受最大风力达11级。

  架桥机集提梁、运梁、架梁于一体,智能化程度高。研发人员为设备配备了激光矩阵传感系统,通过扫描周边环境数据,能够实现隧道内自动行驶,行走时自动纠偏等功能,满足24米、32米、40米不同跨度的高铁箱梁施工作业,是高铁架桥机领域的“全能型装备”。

  “从跨江大桥到跨海大桥,高铁桥早已突破江海阻隔。”王德志介绍,福厦高铁在跨海大桥技术上的突破,不仅仅是将350公里时速高铁技术从陆地搬到了海上,也不仅仅是铁路桥从江到海的跨越,更代表我国铁路桥质的飞跃,对于未来发展有着重要的推动作用。

  穿山越岭、横越大海,“宋元中国的世界海洋商贸中心”的盛景重现,中国高铁一路向前。(完)

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