福建莆田-福廈高鐵湄洲灣大橋全景。（胡鵬 攝）

坐在車(chē)中，眺望車(chē)外，蔚藍(lán)的海面卷起層層浪花，往來(lái)船只穿梭，偶爾還有海鷗飛過(guò)……這幅愜意舒適的海景圖將是福廈高鐵送給人們的愜意新體驗(yàn)。

(資料圖片)

今年九月底，由鐵四院設(shè)計(jì)的我國(guó)首條跨海高鐵——福廈高鐵具備通車(chē)條件，“坐著高鐵看大海”即將走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

福建莆田-福廈高鐵湄洲灣大橋全景。（胡鵬 攝）

福廈高鐵全長(zhǎng)277.42公里，設(shè)計(jì)時(shí)速350公里，是我國(guó)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)上至關(guān)重要的一塊拼圖，沿線設(shè)福州南、福清西、莆田、泉港、泉州東、泉州南、廈門(mén)北、漳州8座客運(yùn)車(chē)站，正線橋梁84座、隧道29座，橋隧比高達(dá)85.1%。線路設(shè)計(jì)建設(shè)難度極大，建設(shè)團(tuán)隊(duì)采用新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新材料，推動(dòng)了我國(guó)高鐵橋梁技術(shù)走向深海，填補(bǔ)了我國(guó)跨海高速鐵路建設(shè)的空白。

逢山鑿路遇水架橋，智繪“山?！彼{(lán)圖

八閩大地、依山向海，峰巒疊嶂、水網(wǎng)交錯(cuò)。山水阻隔，是福廈高鐵設(shè)計(jì)師們繞不開(kāi)的難題。

從圖紙上的線條圖案到現(xiàn)實(shí)的鋼筋水泥，這條路，鐵四院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)走了至少8年。

在選線過(guò)程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將“環(huán)保選線”“生態(tài)選線”理念貫穿始終，全面調(diào)查了沿線植被、浮游植物類(lèi)型，兩棲動(dòng)物、爬行類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、獸類(lèi)、浮游動(dòng)物等，通過(guò)繞避森林公園、飲用水源保護(hù)區(qū)等措施，將福廈高鐵打造成一條生態(tài)景觀畫(huà)廊。

福廈高鐵全線瀕臨海灣，橋隧占比高達(dá)85%，高風(fēng)險(xiǎn)隧道4座，存在涌水涌泥、斷層破碎帶、采空區(qū)等不良地質(zhì)，再加上特殊橋跨多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等，建設(shè)施工難度很大。與此同時(shí)，福廈高鐵全線有百余處與高速公路、既有鐵路交叉或鄰近，安全管控難度大。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、BIM、GIS、北斗等先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)信息的全面感知、安全傳輸、融合處理和科學(xué)決策，實(shí)現(xiàn)旅客智能出行、鐵路智能運(yùn)輸，樹(shù)起了高鐵智能建設(shè)的新標(biāo)桿。

建設(shè)過(guò)程中，數(shù)字施工與智慧建造技術(shù)在福廈高鐵全生命建設(shè)周期中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用自主研發(fā)的三維選線設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建了全線超過(guò)3500平方公里的數(shù)字地面模型、13類(lèi)共計(jì)489個(gè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建模型，實(shí)現(xiàn)了全線303公里橋梁、路基、隧道、站場(chǎng)、接觸網(wǎng)與軌道、立交道路的模型構(gòu)建，提供了77處立交道路與7處站場(chǎng)概念模型的構(gòu)建。

在以BIM為開(kāi)發(fā)平臺(tái)的智慧工地系統(tǒng)上，“四電”智能裝備不再是“單機(jī)版”，而是進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)模式。智慧安全體驗(yàn)區(qū)、接觸網(wǎng)智能預(yù)配區(qū)、智能建造基地等一系列成果，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路四電工程全生命周期的可視化、數(shù)字化、全過(guò)程管理，減少碰撞與返工，提高建造質(zhì)量、保證施工安全。通過(guò)視頻、數(shù)據(jù)語(yǔ)言、衛(wèi)星攝影等技術(shù)，讓高鐵運(yùn)維實(shí)現(xiàn)可視化，不僅能更加精細(xì)地查看沿線的情況確保安全，還讓高鐵的后期維護(hù)更加便利。

一橋一策攻堅(jiān)克難，海中騰起“巨龍”

結(jié)構(gòu)迥異、外形多樣、技術(shù)各具千秋的橋梁，是福廈高鐵最大的特色。

與普通橋梁相比，跨海大橋設(shè)計(jì)難度更大。鐵四院開(kāi)展了海上大跨度簡(jiǎn)支梁建造技術(shù)、獨(dú)塔混凝土斜拉橋裸塔轉(zhuǎn)體技術(shù)、耐海洋大氣環(huán)境腐蝕技術(shù)以及BIM技術(shù)、橋梁健康監(jiān)測(cè)等專(zhuān)項(xiàng)研究。

以泉州灣跨海大橋?yàn)槔?，泉州灣位于沿海高風(fēng)速帶，風(fēng)速大，風(fēng)況復(fù)雜，全年6級(jí)及以上風(fēng)力天數(shù)達(dá)91天。

為保證橋梁在大風(fēng)中穩(wěn)固，保持動(dòng)車(chē)高速運(yùn)行的連續(xù)性，鐵四院在設(shè)計(jì)跨海大橋時(shí)，采用了大量新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)。

技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)橋梁主塔造型進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，主梁采用流線箱形結(jié)構(gòu)，并附加導(dǎo)流板、減振欄桿、拉索電渦流阻尼器等有效氣動(dòng)措施，這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使橋體繞開(kāi)風(fēng)向，減少了復(fù)雜風(fēng)環(huán)境下的風(fēng)致振動(dòng)。

福建莆田-福廈高鐵湄洲灣大橋。（胡鵬 攝）

為解決海洋環(huán)境對(duì)橋梁的銹蝕問(wèn)題，幾座跨海大橋索塔鋼錨梁和支座采用了新材料，在國(guó)內(nèi)首次采用耐海洋大氣腐蝕鋼，以及免涂裝（不涂油漆）、不設(shè)除濕系統(tǒng)，成為全球首座采用免涂裝耐候鋼的大型跨海工程，適應(yīng)了高鹽高濕的海洋腐蝕大氣環(huán)境。

同時(shí)，為解決長(zhǎng)聯(lián)高墩跨海大橋的抗震設(shè)計(jì)難題，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研制、采用了縱向黏滯阻尼器、可剪斷的耐候雙曲面球型鋼支座、金屬阻尼器的綜合減隔震體系及技術(shù)；采用無(wú)支座整體剛構(gòu)橋，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)聯(lián)高墩橋梁的柔性高墩、梁部體系協(xié)同受力，解決了地震高烈度區(qū)長(zhǎng)聯(lián)高墩大跨橋梁的抗震設(shè)計(jì)難題。

經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試，幾座跨海大橋均達(dá)到了在不設(shè)風(fēng)屏障等防風(fēng)措施下，動(dòng)車(chē)可在8級(jí)大風(fēng)下以時(shí)速350公里速度行駛不限速，11級(jí)暴風(fēng)下不封閉交通。

福廈高鐵也讓中國(guó)橋梁建造技術(shù)邁上新臺(tái)階。在湄洲灣跨海大橋設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將主橋設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)矮塔斜拉橋，主跨180米，跨越湄洲灣規(guī)劃3000噸級(jí)航道，設(shè)南北兩座雙柱式主塔，橋面以上塔高30米，造就了全國(guó)首座跨海高鐵矮塔斜拉橋。

建設(shè)過(guò)程中，大橋海上引橋全部采用40米簡(jiǎn)支梁預(yù)制架設(shè)施工，極大縮短了海上施工工期。在高鐵建設(shè)中實(shí)現(xiàn)跨度從32米到40米簡(jiǎn)支梁的規(guī)?；こ虘?yīng)用，標(biāo)志著高鐵建造技術(shù)的重大提升和突破。

“跨海過(guò)橋不減速”，一場(chǎng)奔赴山海的旅途

在跨海大橋上行車(chē)，受海上風(fēng)力影響很大。通常來(lái)說(shuō)，為了確保行車(chē)安全，通過(guò)這樣的路段需要減速慢行。但福廈高鐵卻實(shí)現(xiàn)了“跨海過(guò)橋不減速”。

安海灣特大橋，不僅是福廈高鐵跨海橋梁的收尾之作，也是世界無(wú)砟軌道橋梁“大跨”“跨海”的“開(kāi)山之作”。

安海灣特大橋自身“大跨”“跨?！钡膶傩?，讓無(wú)砟軌道上橋極具挑戰(zhàn)。

經(jīng)過(guò)反復(fù)模擬試驗(yàn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)找到了適應(yīng)“大跨”“跨海”條件的鋼混結(jié)合梁結(jié)構(gòu)參數(shù)，采用全聯(lián)長(zhǎng)鋼混結(jié)合梁，主梁采用有效氣動(dòng)措施，滿足了跨海大橋通行高鐵列車(chē)的技術(shù)要求；橋面鋪設(shè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CRTSⅠ型雙塊式無(wú)砟軌道，實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里高鐵列車(chē)跨海過(guò)橋不減速。

通車(chē)之后，時(shí)速350公里的高鐵列車(chē)開(kāi)過(guò)650米長(zhǎng)的主橋用時(shí)不到7秒，跨過(guò)整個(gè)海域也只需98秒。

在泉州灣跨海大橋上，有砟軌道也可以跑出無(wú)砟軌道的感覺(jué)。傳統(tǒng)有砟軌道的最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速多為250公里，而泉州灣跨海大橋的通航孔主橋首次采用了聚氨酯固化道床結(jié)構(gòu)“固定”道砟，使得高鐵列車(chē)在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下也可以350公里時(shí)速通過(guò)大橋?！翱捎行П苊馑槭理娘w濺，確保列車(chē)90秒即可平穩(wěn)跨過(guò)泉州灣。

“一小時(shí)交通圈”，串聯(lián)東南沿海“黃金紐帶”

從福州到廈門(mén)需要多久？50分鐘。這是福廈高鐵構(gòu)筑的大國(guó)工程夢(mèng)。如今，夢(mèng)境正一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

在福建省已有福廈鐵路動(dòng)車(chē)組的基礎(chǔ)上，重新建一條福廈高速鐵路，在設(shè)計(jì)者看來(lái)，是必要且必然的結(jié)果。既有的鐵路更靠近西側(cè)，而新建的福廈高鐵更傾向于靠近沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展更集中的地方，從而實(shí)現(xiàn)從不同角度覆蓋旅客客流。

福廈高鐵的價(jià)值并非局限在福建省內(nèi)，其對(duì)于全國(guó)的交通運(yùn)輸都有很好的促進(jìn)作用——它是我國(guó)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中沿海大通道的重要組成部分。

目前我國(guó)開(kāi)通了杭深鐵路，沿途要經(jīng)過(guò)杭州、寧波、溫州、福州、廈門(mén)、汕頭，最終到達(dá)深圳。福廈高鐵的修建，有利于貫通南北，繼續(xù)打通東部沿海高鐵，進(jìn)而跟現(xiàn)有的京廣高鐵和京港高鐵并列，形成我國(guó)又一條縱向高鐵大動(dòng)脈。

立足福建本省，福廈高鐵的修建更能解既有動(dòng)車(chē)時(shí)常“買(mǎi)不到票”的窘境。據(jù)了解，現(xiàn)有福廈線列車(chē)運(yùn)行時(shí)速為200公里左右，是全國(guó)最繁忙的城際鐵路之一，上座率高，現(xiàn)有線路難以擴(kuò)容。由于近年來(lái)福建省內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，且省內(nèi)70%的經(jīng)濟(jì)都分布在福建沿海地區(qū)，與之帶來(lái)的是城市間交通需求的激增。而既有鐵路已經(jīng)出現(xiàn)飽和情況，難以滿足客運(yùn)需求。

基于此，福廈高鐵的修建將一定程度上緩解現(xiàn)有客運(yùn)壓力。另一方面，350公里的時(shí)速將縮短福州、廈門(mén)、泉州、漳州之間的時(shí)空距離，從而推進(jìn)海西城市群快速發(fā)展。未來(lái)，福建省內(nèi)多座城市實(shí)現(xiàn)當(dāng)天往返是可以預(yù)見(jiàn)的圖景。

（中國(guó)日?qǐng)?bào)福建記者站記者 胡美東）

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