福厦高铁泉州湾大桥全长20.3公里，主跨400米，是国内外首座高铁跨海大桥；设计行车时速达350公里，为天下最高；是环球首座采取免涂装耐候钢大型跨海工程。
9月15日，天下桥梁领域又一里程碑式工程——福（州）至厦（门）高速铁路泉州湾大桥主塔正式封顶。
“福厦高铁泉州湾大桥全长20.3公里，主跨400米，设计培植面临多项技能寻衅。大桥主塔封顶，标志着我国桥梁培植开启了天下高速铁路跨海时期。”中国铁建第四勘察设计院集团有限公司（以下简称铁四院）福厦高铁泉州湾跨海大桥设计卖力人曾甲华说。
福厦高铁泉州湾跨海大桥是国内外首座高速铁路跨海斜拉桥；设计行车时速超过300公里，为天下最高、天下第四长跨海铁路大桥，也是环球首座主塔采取免涂装耐候钢的大型跨海工程。
高速抗风行驶，同样做到硬币不倒
泉州湾大桥是福厦高铁关键掌握性工程，大桥超过泉州湾中部海疆，为天下首座高速铁路跨海大桥。
“跨海高铁大桥，设计最关键是抗风以及保持高速行驶，否则桥梁会因风产生严重的横向晃动和高下震幅（涡震）征象。”曾甲华说。
地理气候信息显示，泉州湾位于沿海高风速带，风速大，风况繁芜，整年6级及以上风力天数达91天。
为担保桥梁在大风中稳固，保持动车高速运行的连续性，铁四院技能团队在设计中采取了大量新构造和新技能，达到在不设风樊篱等防风方法下，动车在8级大风下以时速350公里速率行驶不限速，11级狂风下不封闭交通。
由于泉州湾航运繁忙，超过主航道必须加大主跨。“通航孔主桥设计采取主跨400米双塔钢—混组合梁斜拉桥，两侧深水区引桥总长约4.3公里、采取3—70米无支座整体式刚构桥，为国内外铁路斜拉桥首次。”曾甲华说。
为办理强风环境下终年夜跨海大桥通畅高速铁路列车的技能难题，铁四院还对桥梁主塔造型进行了创新设计。
“主梁采取流线箱形构造，并附加导流板、减振栏杆、拉索电涡流阻尼器等有效气动方法。”曾甲华说，这些构造设计，使桥体绕开风向，减少了繁芜风环境下的风致振动，避免了虎门大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥等海内桥梁曾经发生过的非常涡振征象。
根据系列风洞试验和风—车—线—桥耦合振动等专题研究成果，福厦高铁泉州湾跨海大桥可抵抗12级强台风，涡激振动幅度掌握在惊人的5毫米以内。
“这个涡振数字，使高速列车纵然在8级大风中通过跨海大桥桥面，也能达到与陆地引桥相同的行车条件，同样做到硬币不倒。”曾甲华说。
新构造、新技能的采取，使福厦高铁正线达到时速350公里运营目标，肃清了以往沿海高铁跨海时降速的难题。
以锈制锈，适应高盐高湿堕落环境
除了抗风，在海洋景象高盐高湿堕落环境下，如何担保高速铁路跨海大桥长效防腐耐久？这是设计面临的又一个难题。
“为办理海洋环境桥梁锈蚀问题，以往的防护须要定期除绣涂漆。”曾甲华说，针对海洋环境下桥梁主要构造的锈蚀问题，福厦高铁泉州湾跨海大桥索塔钢锚梁和支座创新采取新材料，在海内首次采取耐海洋大气堕落钢，免涂装（不涂油漆）、不设除湿系统，为环球首座采取免涂装耐候钢的大型跨海工程，适应了高盐高湿的海洋堕落大气环境。
耐候钢，即耐大气堕落钢，由普碳钢添加少量铜、镍等耐堕落元素而成，在融入当代冶金新机制、新技能和新工艺后，不断发展创新，属天下超级钢技能前沿水平的系列钢种之一。
为补充我国耐海洋大气堕落钢的钢种空缺，铁四院设计团队联合鞍钢集团有限公司（以下简称鞍钢集团）立项攻关。
“通过反复对钢材化学身分进行设计比选、力学及工艺验证明验、海洋环境现场挂片曝晒试验等，成功研制了镍系耐海洋大气堕落钢、配套高强螺栓及焊接材料，基于钢材自身天生致密稳定的钝化锈层，阻挡氯离子渗透。”曾甲华说，项目课题成果表示“以锈制锈”理念，达到海洋环境下桥梁全寿命期的长效防腐效果。
鞍钢集团和铁四院技能职员表示，福厦高铁泉州湾跨海大桥项目，冲破了免涂装耐候钢只能运用在普通大气环境和滨海环境（离海岸线1公里以上）的天下技能格局，推动了天下耐候钢桥的发展，实现“免涂装、绿色耐久、锈色之美”的绿色全寿命设计。
耐候钢本钱高，仅能用在最主要的承力构造部件上，大面积的钢梁如何实现耐久防腐？
为给大桥探求超长耐久防腐涂料，铁四院联合北京航空材料研究院，研发并运用了钢梁超长耐久防腐涂装体系。“该体系采取石墨烯纳米材料改性鳞片型醇溶无机富锌底漆和超耐候氟碳面漆，耐盐雾性和耐人工加速老化性为现有技能的2倍以上，可实现钢构造在海洋堕落大气环境下30年以上的超龟龄命耐久目标。”曾甲华说，这个韶光高于目前跨海桥最长25年的设计防腐寿命，将实现我国钢梁防腐涂装体系30年超长防腐寿命的技能打破。
长联大跨，毫米级精度建造抗强震
福厦高铁泉州湾大桥设计全联长采取钢—混结合梁，为国内外铁路斜拉桥中首次采取。构件全部实现工厂化制造，深水区引桥采取标准化的无支座整体预应力混凝土刚构桥。“通过设计采取上述桥梁构造形式和体系的选择，实现了高速铁路桥梁毫米级建造精度哀求。”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，北起福州市，路子莆田、泉州、厦门，南至漳州，正线全长277公里，设计时速率350公里，是我国第一条真正意义上的海洋环境下服役的高速铁路工程、国内外行车速率最高的沿海/跨海铁路。
“泉州湾高铁跨海大桥地处台湾海峡西岸，属地震高烈度区，从概率上具备发生8级强震的可能性。”曾甲华说。
如何办理长联高墩跨海大桥的抗震设计难题？“设计团队研制采取了纵向粘滞阻尼器、可剪断的耐候双曲面球型钢支座、金属阻尼器的综合减隔震体系及技能；采取无支座整体刚构桥，实现长联高墩桥梁的柔性高墩、梁部体系协同受力，办理了地震高烈度区长联高墩大跨桥梁的抗震设计难题。”曾甲华说。
除构造设计技能材料不断创新，福厦高铁泉州湾大桥在设计上也充分践行了“佳构工程、智能工程和环境友好型工程”现代理念，即一个好的建筑设计必须融入当地自然环境。
“项目联合美术院校开展了景不雅观专题设计，充分融入海洋元素。桥塔采取了贝壳形曲线桥塔，兼顾构造合理和建筑美学。”曾甲华阐明说，这个造型设计寓意为“泉州作为福建经济第一强市、古代海上丝绸之路的出发点及当时的东方第一大港”，海洋孕育了泉州这座沿海城市，授予了她无尽的活气活力和发展动力，将在21世纪海上丝绸之路的发展契机下，扬帆起航，重现海上贸易和天下大港的辉煌。
专家认为，福厦高铁泉州湾跨海大桥将推动我国大跨度高速铁路、跨海桥梁的技能发展，成为中国高速铁路2.0版的代表性工程之一，也将是天下桥梁领域的里程碑式工程。
