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運用新技術、新材料、新設備 福廈高鐵跨海橋盡顯“科技范兒”

2024-01-30 09:06:31來源:中華建筑報網作者:(吳雪聰責任編輯:xmt01

運用新技術、新材料、新設備 福廈高鐵跨海橋盡顯“科技范兒”

  2023年9月28日,福廈高鐵正式開通,其海上穿行長度達20多公里。從北至南,列車在莆田和泉州境內依次經過3座跨海大橋:中國首座跨海高鐵矮塔斜拉橋——湄洲灣跨海大橋;中國首座跨海高速鐵路橋——泉州灣跨海大橋;中國首座高鐵無砟軌道跨海斜拉橋——安海灣跨海大橋。

  一條高鐵路,3座跨海橋,將閩道與大海緊緊相連。

  坐著高鐵看大海

  “快看!是大海!”

  在G5111次福廈高鐵列車上,乘客向窗外看去,湄洲灣海天一色的勝景令人沉醉。

  福廈高鐵是中國首條設計時速350公里的跨海高鐵,自福州引出,向南經莆田、泉州、廈門,終至漳州,全線共設8站。其中,湄洲灣跨海大橋、泉州灣跨海大橋、安海灣跨海大橋三橋鼎立,托舉福廈高鐵列車一路御海飛馳,“坐著高鐵看大海”的夢想成為現實。

  111秒,列車便穿過海上長度10.8公里的湄洲灣跨海大橋;7秒,駛過650米長的安海灣跨海大橋主橋;8分鐘,通過泉州灣跨海大橋從橋北的臺商投資區抵達橋南的石獅市……

  海上疾馳,為何還能這么穩?低頭一看,記者發現了不尋常之處:列車行至安海灣時,橋面上只見兩條平行的褐色鐵軌,一根根白色的軌枕間卻不見砟石的蹤跡。

  砟,指鐵軌周圍的小石塊。原來,安海灣跨海大橋是無砟軌道。沒有道砟飛濺的情況,車輛不僅“如履平地”,也無須減速通行;可如此一來,施工的難度就更大了。經過反復試驗,安海灣跨海大橋主梁采用相關氣動措施,有效降低了風致振動,大橋鋪設CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道,成為世界無砟軌道橋梁“大跨”跨海的“開山之作”。

  在泉州灣跨海大橋,“有砟”也能跑出“無砟”的絲滑。泉州灣跨海大橋使用聚氨酯固化道床結構,散粒碎石被黏結在一起,道砟不再亂飛。有了新工藝,即便傳統有砟軌道最高運營時速只有250公里,在泉州灣跨海大橋上,高鐵仍無須降速,可以保持350公里的設計時速穿海而行。

  抗腐抗風的“鋼鐵長龍”

  “海風一大,嘴里就能嘗到沙子,泉州紫外線又強,夏天人人臉上都有黑白印,我胳膊也曬到脫了兩次皮。”中交二航局新建福廈鐵路6標項目書記劉福星回憶說。

  大橋建了6年。海上作業,風大、浪急、腐蝕性強,是大橋建設過程中的攻關難點。如何才能闖關成功?

  搬出新材料!“我們采用‘以銹制銹’的法子,使用1%的高鎳系耐候鋼,通過其表面致密的氧化物銹層,阻擋鋼鐵內部與外部氧氣、水分的接觸。”劉福星介紹。

  泉州灣,1平方米鋼板表面每24小時就能沉淀0.566毫克鹽粒子,環境條件高鹽高濕,傳統工藝難以滿足百年抗腐蝕標準。為此,中交二航局施工團隊和設計方溝通探討,在國內首次將免涂裝鎳系耐候鋼應用于鋼錨梁上。過去,免涂裝耐候鋼只能在離海岸線1公里以上的濱海地區使用,新材料的應用則打破這一制約,不僅給鋼錨梁穿上一層防腐“鎧甲”,還實現了“免涂裝、綠色耐久、銹色之美”的綠色全壽命設計。

  除了新材料,還有新設備。2020年6月,一個橙紅色的鋼鐵巨物在藍色的湄洲灣海面上亮相。它機長116米,高9.3米,42對巨型輪組在駕駛員的操作下,運載著40米長、重1000噸的橋梁段緩緩向前。它就是全球首臺千噸級高鐵箱梁運架一體機“昆侖號”。

  此前,大橋所需架設的298榀千噸箱梁,火車頭拖不動,起重機吊不起,茫茫大海上寸步難行;為此,中鐵十一局與中鐵第五勘察設計院聯合研發出“昆侖號”,不僅運力強,更無懼海上強風條件:“昆侖號”作業狀態最大承受7級風,非作業狀態下能夠承受最大風力達11級,僅用218天就完成了湄洲灣跨海大橋的橋梁鋪架任務。

  新材料、新設備輪番上陣,新手段也層出不窮。中鐵第四勘察設計院福廈高鐵BIM總設計師孫澤昌介紹,福廈高鐵的跨海大橋建設使用了BIM技術,團隊在電腦中建立了一條跨海大橋的“數字分身”,不僅外形像,連“血管”和“神經”都能夠分層展現。有了它,大橋哪里經受的風阻大、哪里易受地震影響一目了然,設計人員便可針對性加固、強化大橋關鍵部位。

  大橋上的“蜘蛛俠”

  白天,福廈高鐵的3座跨海大橋一片繁忙,一趟趟列車不停駛過;夜晚,看似靜悄悄的橋面上,多了一些“蜘蛛俠”的身影。

  “我們在橋上檢修,身綁安全帶、爬上又爬下,可不就是‘蜘蛛俠’嘛!”中國鐵路南昌局集團有限公司廈門供電段泉州南供電工區工長許騰偉說。

  泉州灣跨海大橋位于沿海高風速帶地區,全年8級及以上風力的日數平均為47.7天,同時有結構新穎、局部構造復雜等特點,維護起來頗費一番工夫。

  “咚、咚、咚……”常士闖和工友們走近索塔內部,一節節樓梯向上爬,同時手拿檢查錘敲擊主塔主體結構。聽到空響,就意味著主塔內部可能存在空洞。一夜結束,常士闖通常要敲5000多錘。不僅如此,還有144根斜拉索、橋梁支座、伸縮縫等關鍵設備,等著工務段的技術人員分批維護。

  “我們還要對橋上每個定位器導高進行測量,標準為5.3米,允許誤差正負5毫米,導高幾毫米的誤差都會對列車行駛產生影響。”許騰偉形容,大橋運維是個精細活兒,調力矩、緊螺母、盯落槽,眼神要像鷹,手上會“繡花”。

  “泉州灣跨海大橋上每天有100多趟動車通行,我們把守著這條鐵路的‘咽喉’要道,守護這么多旅客的平安,再辛苦都值得。”許騰偉說。(吳雪聰)

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