來源：【人民鐵道網】

安海灣特大橋合龍全貌。張貴峰 攝

“昆侖号”架設預制箱梁。楊存興 攝

福廈高鐵作為國内首條跨海高鐵，福廈高鐵正線全長277.42公裡，全線共有104座橋梁、45座隧道，先後跨越湄洲灣、泉州灣、安海灣三個海灣，堪稱“海上奇觀博物館”和“橋梁博物館”，因施工難度大、标準高而備受矚目。

福廈高鐵自開工建設以來，在東南沿海鐵路福建有限責任公司的指導下，參建單位牢固樹立“精品工程、智能福廈”理念，攻堅克難，積極探索新技術、新工藝，斬獲多個“首次”，創下諸多“第一”，展示了中國高鐵橋梁建設強大的科技力量。

無砟勝有砟 成功解鎖跨海過橋不減速

由中國鐵建大橋工程局集團承建的安海灣特大橋，跨海區段長1.56公裡，主跨達300米，是世界無砟軌道橋梁“大跨”跨海的“開山之作”。

為什麼要在跨海大橋設計無砟軌道？

有砟軌道在列車高速通過時，道砟容易被強勁氣流吸起後擊打列車底盤，危及行車安全。采用無砟軌道則可避免道砟飛濺，其平順性、穩定性更好。列車通過有砟軌道時需要減速，而通過無砟軌道則“如履平地”。

但無砟軌道可謂“想說愛你不容易”。跨度300米及以上的大跨高鐵橋，多采用斜拉橋等半漂浮體系結構。受自然環境影響，橋面高程會随氣溫升降而變化，影響軌道平順度。鋪設無砟軌道并通行高速列車，對橋梁的結構剛度、動力性能等要求極高。斜拉橋結構本身易變形，在大風頻繁的海上環境，既确保跨度又兼顧剛度，是關鍵中的關鍵。

經過大量模拟試驗，設計團隊找到了符合要求的鋼混疊合梁結構參數。鋼混疊合梁由混凝土橋面闆與槽形鋼梁組成。鋼梁自重輕、适應大跨度橋梁建設；混凝土橋面則提升橋梁剛度，兩者“強強聯手”，滿足列車高速通過的需求，讓這道難題迎刃而解。

在安海灣特大橋上鋪設無砟軌道，國内外沒有先例可循。

目前國内無砟軌道主要分兩種，一種是預制闆式無砟軌道，即在工廠預制好軌道闆運送至現場施工；另一種是現澆雙塊式無砟軌道，即在現場組裝好軌排再開展道床闆澆築施工。

在大跨度跨海橋梁上，采用現澆雙塊式無砟軌道并通行高速動車，需針對複雜的受力和變形協調等要求，設計出與之相适應的無砟軌道結構。

通過努力，設計人員找到了破解之道，即在鋼筋混凝土底座與鋼筋混凝土道床之間設置隔離緩沖墊層，替代傳統設計采用纖維織物土工布的做法。

設置隔離緩沖墊層，不僅起到鋼筋混凝土底座與道床之間的隔離作用，還實現變形、協調功能，也便于運營期道床的整治、維修。

創新研發的現澆雙塊式無砟軌道，解決了大跨度高鐵橋上鋪設無砟軌道的難題，實現時速350公裡高鐵列車跨海過橋不減速，列車駛過650米長的安海灣特大橋主橋隻需6.7秒。

“以鏽制鏽”防腐蝕 獨特造型抗大風

與普通橋梁相比，跨海大橋還面臨另一個考驗：海風海水的腐蝕。

在潮濕空氣中，鋼鐵表面形成的水膜，會溶解大氣中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體，使水膜中含有一定量的氫離子，形成含有電解質溶液的薄膜，恰好與鋼鐵中的鐵和少量碳構成原電池。

而海氣中彌散的大量鹽分，又“雪上加霜”，加速電子在溶液中的移動，這種導電作用，加快鋼鐵的腐蝕速度。

高鐵工程結構的抗腐蝕标準是百年抗腐，在沿海地區高鹽高濕的氣候條件下，依靠在鋼梁表面刷漆的傳統防腐方式，很難達到百年抗腐的标準。

安海灣特大橋的索塔鋼錨梁和支座，采用耐海洋大氣腐蝕鋼，填補了我國的鋼種空白。所謂耐海洋大氣腐蝕鋼，是世界超級鋼技術前沿水平的系列鋼種之一，通過往鋼材裡加入微量鎳元素，讓鋼材自身生成緻密、穩定的鈍化鏽層，阻止海水中氯離子的滲透，實現“以鏽制鏽”的長效防腐效果。

由于跨海大橋位于沿海高風速帶，海上多風，必須采取強有力措施，防止橋梁在大風沖擊下産生橫向晃動和渦振現象。

為确保安海灣特大橋在大風中“穩如泰山”，确保動車高速、平穩、安全運行，技術團隊對橋梁主塔造型開展創新設計：主梁采用流線箱形結構，并附加導流闆、減震欄杆、拉索電渦流阻尼器等氣動措施，降低複雜環境下的風緻振動幅度，有效避免異常渦振的發生，在不設風屏障等防風措施的情況下，大橋可确保列車在8級大風條件下以350公裡時速平穩通過。

國之重器“昆侖号” 讓架橋實現加速度

工欲善其事，必先利其器。2020年11月，世界首台千噸級運架一體機“昆侖号”閃亮登場，架設世界首座采用1000噸重、40米跨箱梁的跨海高鐵橋梁——福廈高鐵湄洲灣跨海大橋。

這台架橋機的最大承重力超過1000噸，能輕松舉起40米級别的高鐵箱梁，還能搞定32米和24米級的箱梁架設，相當于一台能頂三台不同規格的架橋機作業。

除了體型巨大，“昆侖号”最引人注意的是多達88個輪子，這使得昆侖号舉起沉重的箱梁之後可自行行駛。88個輪子在确保行駛穩定性的同時，把重量均勻分攤到更大的接地面積上，減少對橋面的壓強。

此外，“昆侖号”的造型也很有講究，特殊的結構使得海風可以直接從縫隙當中穿過，讓“昆侖号”在超過7級的大風條件下也能穩穩地正常作業。“昆侖号”的本事還有不少：配備了激光矩陣傳感器系統，通過掃描周邊環境數據，能夠在隧道内實現自動行駛、行走自動糾偏等功能。這個功能使得架梁速度提升了25%。正是憑借“昆侖号”這個神器，建設者僅用218天就完成了湄洲灣跨海大橋的架設任務。

湄洲灣跨海大橋和“昆侖号”運架一體機，分别入選2021年度央企“十大超級工程”和“十大國之重器”。

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