一條高鐵建三座跨海大橋。4月6日，由在漢央企鐵四院設計的新建福州至廈門高鐵迎來重大進展——安海灣特大橋主橋合龍，這是全線最后合龍的跨海大橋，成為中國跨海高鐵先行先試的樣板工程。安海灣特大橋由中國鐵建鐵四院設計、中國鐵建大橋局承建，全長9460米，通車后，時速350公里的動車只需98秒就可風馳電掣跨越大海通過大橋。

福廈高鐵正線全長277公里，是我國“八縱八橫”沿海高鐵通道的重要組成部分，預計明年通車。這條高鐵是我國目前已建在建高鐵中橋梁結構最多樣復雜的高鐵，結構迥異、外形多樣、技術各具千秋的橋梁是其最大特色。

從開始謀劃到施工至今，武漢的橋梁工程師們“十年磨一劍”，以一系列技術突破成就了諸多“世界之最”。

■全線84座橋梁畫了4萬張圖紙，復雜橋梁“一橋一策”

來自武漢的楊恒是鐵四院福廈高鐵橋梁負責人，2014年就開始參與福廈高鐵的設計，這是他參與負責的第二個鐵路項目，一跟就是8年。

“見證了這個項目從圖紙變成現實，特別不容易。”楊恒還記得，2015年第一次去踏勘泉州灣大橋現場時，是坐船去的，那時正逢漲潮，在起伏的海面上小船十分顛簸，幾度擔心掉到海里。但為了測量海底地形、解決現場施工問題，他克服內心的恐懼，一次次坐上船……

在山林里踏勘時，福建氣候暖濕蚊子多，即使做了防護，楊恒還是經常被蚊子咬，一咬一個包，這樣的環境適應了好幾個月。

2017年3月全線橋梁結構設計一次性評審通過后，楊恒和同事只用了3個多月的時間，不分晝夜趕畫施工圖，保證項目如期開工。

鐵四院橋梁院副總工程師王德志說，福廈高鐵橋梁長度占65%，雖然這個比例不算特別高，但是橋梁的復雜程度卻是國內罕有的。“全線僅橋梁專業的圖紙，就畫了4萬張。”

在接手這個項目時，王德志就已經“做好打一場硬仗的準備了”。這條高鐵的建設條件異常復雜，位于臺風多發地區，需海上深水施工，深厚軟基、濱海灘涂多，地形地貌復雜、道路管線眾多，跨越或臨近既有鐵路安全風險大。

用一組數據來看：福廈高鐵正線新建橋梁84座，共跨越8處江海航道，飛躍15處鐵路線，上跨高速公路、國道省道及城市道路127處，其中超過150米的大跨橋梁有12座。

全線橋梁類型較多，有斜拉橋、大跨連續剛構、T構、無支座整體剛構、連續梁……復雜大跨橋梁多，特殊結構總長37.7公里，占橋梁長度的19%以上。

工程建設設計先行，鐵四院整個橋梁團隊超前謀劃、做足功課，針對不同類型的復雜橋梁“一橋一策”，反復比選最佳方案，誕生了系列創新之舉：烏龍江特大橋為國內外首座四線高低塔不對稱鐵路斜拉橋;太城溪特大橋做到上跨高速轉體全程交通無封鎖;木蘭溪特大橋為國內首座鋪設無砟軌道的混凝土斜拉橋，距平行的福廈鐵路最近僅6米……

■跨海大橋首用無砟軌道，福廈高鐵時速350公里無“限速點”

作為一條沿海高鐵，福廈高鐵三跨海灣，分別橫渡湄洲灣、泉州灣、安海灣，建設了三座跨海高鐵橋，總長19公里，各有特色又一脈相承。

鐵四院橋梁院高級工程師聶利芳介紹，此次合龍的安海灣特大橋長9460米，主橋主跨300米，從外觀看像微張的扇貝，與福建“海絲文化”相契合。

湄洲灣跨海大橋和安海灣特大橋首次在跨海大橋中采用無砟軌道，其中安海灣特大橋是無砟軌道應用于跨海高鐵上的最大跨度。350公里/小時的速度通常在無砟軌道上才能跑出。

楊恒解釋，整座特大橋，沒有一顆道砟碎石，避免了碎石道砟卷起飛濺而危及列車安全的現象，且后期養護維修工作量小。無砟軌道的鋪設真正實現高鐵跨海不減速，海上速度達到與陸地相同的350公里/小時，消除了這條沿海高鐵通道的“限速點”。不降低乘坐體驗的同時，實現硬幣擺在全速行駛的高鐵上不倒的硬指標。

另一座跨海大橋——泉州灣跨海大橋主跨400米，雖然鋪設的是有砟軌道，但通過采用聚氨酯“固定”道床和道砟，同樣可跑出350公里/小時的速度。

大跨度高鐵橋一般采用斜拉橋，但斜拉橋結構變形較大，如何保證跨度又兼顧剛度是設計的關鍵。經過反復試驗，鐵四院團隊大膽提出鋼混結合梁形式，破解了難題。

“鋼梁自重輕，適應大跨度橋梁建設，混凝土橋面提升了橋梁剛度，兩者的結合滿足了高鐵列車高速通過的要求。”楊恒說，這個結構應用在了泉州灣和安海灣特大橋中，是世界鐵路斜拉橋首次全橋采用鋼混結合梁。此外，安海灣特大橋主梁采用了流線箱形結構并附加減少風振的措施，試驗結果顯示，大橋8級大風下可實現高速列車不限速，11級暴風下不封閉交通。

■防腐新突破：石墨烯防腐涂裝讓跨海大橋鋼結構壽命超30年

在海上建橋，必須克服高鹽、高濕、強紫外線的強腐蝕大氣環境，防腐設計尤為重要。

在泉州灣跨海大橋的岸邊有一個防盜籠，里面掛著很多小鋼片，這些鋼片添加了不同比例的鎳元素。通過不定期取樣觀察，檢測在海洋環境下的腐蝕數據，至今這個掛片試驗持續了5年。

為填補我國耐海洋大氣腐蝕鋼的鋼種空白，鐵四院聯合鞍鋼集團鋼鐵研究院等單位開展了系列試驗。

“經過試驗發現，采用鎳含量3%和1%的耐候鋼是可行的，分別應用在泉州灣跨海大橋索塔鋼錨梁和支座上，可保證長效耐久及安全。”鐵四院泉州灣特大橋主橋負責人曾甲華介紹，這種耐海洋大氣腐蝕鋼不用涂裝，通過表面形成致密穩定的鈍化銹層，阻止氯離子滲透，“以銹制銹”，實現全壽命期的長效防腐。

安海灣特大橋也采用了這一鋼材，福廈高鐵成為全球首個采用免涂裝耐候鋼的大型跨海工程，推動了世界耐候鋼橋向海洋延伸。

跨海大橋其他需要涂裝的部位，鐵四院聯合北京航空材料研究院研發應用了石墨烯防腐涂裝體系，可實現鋼結構在海洋腐蝕大氣環境下30年及以上的超長壽命耐久目標，是目前國內外設計防腐壽命最長的防腐涂裝體系。

“福廈高鐵的橋梁設計積極采用新技術、新結構、新工藝、新材料，充分體現我國鐵路橋梁的建設水平，特別是在跨海橋梁的建設上取得了豐碩成果，實現了技術引領效應，為后續我國其他高鐵橋梁的建設提供了借鑒。”鐵四院橋梁院總工程師嚴愛國表示。

據統計，截至目前，鐵四院橋梁院設計建設的高鐵橋梁總長度占中國高鐵橋梁建設的40%以上，是武漢軍團在橋梁領域的又一張靚麗名片。

(記者 王謙)

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