““基建狂魔”上新！ 一座桥拿下三项世界之最”

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图为正在进行主塔封顶工作的泉州湾高速铁路跨海大桥。 回答者的提供图

福厦高铁泉州湾大桥全长20.3公里，主要跨越400米，是国内外第一座高铁跨海大桥。 设计行驶速度达到350公里，是世界上最高的世界第一个使用无涂装耐候钢的大型跨海工程。

月15日，世界桥梁行业另一个里程碑式工程——福(州)至厦(门)高铁泉州湾大桥主塔正式关闭。

“福厦高铁泉州湾大桥全长20.3公里，主要跨越400米，设计建设面临着许多技术挑战。 大桥主塔关闭，标志着我国桥梁建设开启了世界高铁跨海时代。 ”。 中国铁建第四勘察设计院集团有限企业(以下简称铁四院)福厦高铁泉州湾跨海大桥设计负责人曾甲华说。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是国内外第一座跨高铁海的斜拉桥。 设计时速超过300公里，是世界最高、世界第四大跨海大桥，也是世界第一座主塔使用无涂装耐候钢的大型跨海工程。

在高速的风阻行驶中，防止硬币倒下

泉州湾大桥是福厦高铁的重要控制性工程，大桥跨越泉州湾中部海域，是世界上第一座高铁跨海大桥。

“跨海高铁桥，设计最重要的一点是抗风，保持高速行驶。 否则，桥会因风而发生严重的横向摆动和上下振动(涡振)现象。 ”。 曾甲华说。

据地理气象新闻报道，泉州湾位于沿海高风速带，风速大，风况多而复杂，年风力6级以上天数达91天。

桥梁在大风中稳定，保持了高速铁路高速运行的连续性，铁四院技术队伍在设计中使用了大量新结构和新技术，在不设置风障等防风措施下，高速铁路在8级大风下以时速350公里的速度行驶，达到了不在11级暴风下关闭交通。

泉州湾航运繁忙，必须跨越主航道扩大主航道。 “通航孔主桥设计主要使用400米双塔钢-混合组合梁斜拉桥，两侧深水区引桥全长约4.3公里，使用3—70米无座一体化刚构桥，为国内外铁路斜拉桥首次。 ”。 曾甲华说。

为了应对强风环境下长大跨海大桥高速铁路列车的技术难题，铁四院创新设计了桥梁主塔的形状。

“主梁使用流线箱形结构，附加导流板、减振扶手、电缆涡流阻尼器等比较有效的气动措施。 ”曾甲华表示，这些结构在设计上，使桥体绕过风向，减少了许多杂风环境下的风致振动，不发生虎门大桥、武汉鹊洲长江大桥等国内桥梁曾经发生的异常涡现象。

系列风洞试验和风-车-线-桥耦合振动等专题研究成果表明，福厦高铁泉州湾跨海大桥能抵挡12级强台风，涡振幅度控制在惊人的5毫米以内。

“这个涡流振动的数字，即使高速列车在8级大风中通过跨海桥面，也将达到与陆地感应桥相同的行驶条件，防止硬币倒塌。 ”。 曾甲华说。

通过新结构、新技术的使用，福厦高铁正线实现了时速350公里的运营目标，解决了以往沿海高铁跨海时减速的难题。

通过生锈，适应高盐高湿腐蚀环境

除风外，在海洋气候高盐高湿腐蚀环境下，如何保证高铁跨海大桥的长期防腐耐久性？ 这是设计面临的另一个挑战。

“为了应对海洋环境桥梁的生锈问题，以往的防护需要定期去除刺绣涂装。 ”。 曾甲华对比了桥梁在海洋环境下的重要结构锈蚀问题，福厦高铁泉州湾跨海大桥索塔钢锚固梁和支座创新使用新材料，是国内首个使用耐海大气腐蚀钢，免涂(不粉刷)，不设置除湿系统，是世界首个耐侯钢

耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是普碳钢中添加少量铜、镍等耐腐蚀元素，融合现代冶金新机制、新工艺和新技术后，迅速发展创新，是世界超钢技术先进水平的系列钢种之一。

为了填补中国耐海性大气腐蚀钢的钢种空白，铁四院设计团队与鞍钢集团有限企业(以下简称鞍钢集团)合作突破难关。

“通过反复进行钢材化学成分的设计比选、力学和工艺验证试验、海洋环境现场薄片暴露试验等，成功开发了镍基耐海大气腐蚀钢、高强螺栓和焊接材料，基于钢材自身生成了致密稳定的钝化锈层，阻止了氯离子的渗透。 ”曾甲华说，项目课题成果体现了“生锈”的理念，在海洋环境下达到了桥梁全寿命期的长期防腐效果。

鞍钢集团和铁四院技术人员表示，福厦高铁泉州湾跨海大桥项目打破了无涂装耐候钢只能应用于普通大气环境和滨海环境(距离海岸线1公里以上)的世界技术格局，推动了世界耐侯钢桥的快速发展，“绿色耐久，”

耐候钢很贵，只能用于最重要的承重结构零件。 大面积钢梁如何实现耐久性？

为了在大桥上寻找超长耐久防腐涂料，铁四院与北京航空材料研究院合作，开发并应用了钢梁超长耐久防腐涂装系统。 “使用石墨烯纳米材料改性鳞片醇溶无机富锌底漆和超耐候氟碳面漆，耐盐雾性和人工加速老化性是现有技术的两倍以上，可在钢结构海洋腐蚀大气环境下实现30年以上的长寿命耐久目标。 ”。 曾甲华表示，这段时间将高于目前跨海大桥最长25年的设计防腐寿命，实现中国钢梁防腐涂装系统30年超长防腐寿命的技术突破。

长联大跨度、毫米级精度下强震

福厦高铁泉州湾大桥设计全联长使用钢-混合结合梁，在国内外铁路斜拉桥中首次使用。 构件实现全部工厂化制造，深水区感应桥使用标准化的整体预应力混凝土刚构桥。 “通过设计使用上述桥梁结构形式和系统的选择，实现了高速铁路桥梁毫米级建设精度的要求。 ”。 曾甲华说。

福厦高铁设计位于福建沿海地区和台湾海峡西岸，北至福州市，莆田、泉州、厦门、南至漳州，正线全长277公里，设计时速度350公里，是我国第一条真正意义上的为海洋环境服务的高铁工程，国内外行驶速度最高的沿海/跨海铁路。

泉州湾高铁跨海大桥位于台湾海峡西岸，是地震高烈度区，有可能发生里氏8级强震。 ”。 曾甲华说。

如何处理跨长联高墩跨海大桥抗震设计难题？ “设计小组开发了使用纵向粘性阻尼器、可剪切耐候双曲面型钢支架、金属阻尼器的综合隔震系统和技术。 采用支座整体刚构桥实现了长跨高墩桥梁柔性高墩、梁系统的协同受力，处理了地震高烈度区长跨高墩大桥梁抗震设计的难题。 ”。 曾甲华说。

除了结构设计技术材料不断创新外，福厦高铁泉州湾大桥在设计中也要充分实践“精品工程、智能工程和环境友好工程”的现代理念，即良好的建筑设计要融入当地的自然环境。

“项目联合美术大学开展了景观主题设计，充分融入海洋要素。 桥塔使用了贝壳形曲线桥塔，兼顾了结构的合理性和建筑美学。 ”。 曾甲华认为，这一造型设计意味着“泉州是福建经济第一强市、古代海上丝绸之路的起点和当时的东方第一大港”，海洋孕育了泉州这座沿海城市，赋予了无限活力和快速发展动力，在21世纪海上丝绸之路迅速发展的契机下，扬帆、海上贸易和世界大港

专家认为，福厦高铁泉州湾跨海大桥推动了我国大跨度高铁、跨海桥梁技术的快速发展，成为中国高铁2.0版的代表工程之一，也是世界桥梁行业的里程碑式工程。