中国初の海を跨ぐ高速鉄道、福厦高速鉄道の全線が開通した。中国初の本当の意味での上海洋の服務環境の高速鉄道プロジェクト。沿海高風速帯に位置し、台風や地震などの自然災害にも直面している。
原文: 新浪 财经杂志 2022年10月07日
泉州湾位于沿海高风速带,不仅风速大、风况复杂,甚至还面临着台风、地震等极端自然灾害,每一项都属于世界级难题
图/视觉中国
文|《财经》实习生
高佳宁
邓雨洁
编辑|施智梁
近期中国首条跨海高铁——福厦高铁全线铺轨贯通。这是中国首条真正意义上海洋服役环境的高速铁路工程,也是全球行车速度最快的沿海/跨海铁路。
福厦高铁线路正线全长277.4公里,设计时速350公里,北起福州市,途中设福州南、福清西、莆田、泉港、泉州东、泉州南、厦门北、漳州八座车站;北端衔接合福高铁、温福铁路,南端衔接厦深铁路、龙厦铁路。线路建成通车后,福州、厦门两地将实现“一小时生活圈”,厦门、泉州、漳州闽南“金三角”将形成半小时交通圈。
福州至厦门高速铁路线路走向示意图
(图源:铁四院严爱国团队)
目前,世界前三大跨海铁路大桥为日本濑户大桥(设计速度160公里/小时)、丹麦厄勒海峡大桥(设计速度140公里/小时)、福平铁路平潭海峡公铁大桥(2020年建成通车,设计速度200公里/小时),均为普速或快速铁路(按中国标准)。
其他国家的高铁建设还在陆上,中国已经将赛道搬到海上。
与普通桥梁相比,跨海大桥面临更多、更大的考验,既要抵挡住海上大风,又要耐海风海水腐蚀,一项比一项艰难,哪一项都是世界难题。福厦高铁在世界高铁和桥梁建设领域有如何不一般的成就?这条高铁究竟是如何建成的?如何克服技术难点?建成后,对中国区域经济发展有什么意义?以下是《财经》记者寻找到的答案。
稳和快怎么平衡
福厦高铁是福建省首条贯穿东西且设计时速为350公里的高铁线。由于海上水文环境复杂,风险高,福厦铁路全线铺轨有三处难度极大的施工工点,分别为湄洲湾、泉州湾、安海湾三座跨海大桥。
福厦高铁由中铁第四勘察设计院集团有限公司(下称“铁四院”)研究设计。铁四院副总工程师严爱国是福厦高铁泉州湾大桥段主要设计工程师,他告诉《财经》记者,工程团队在这里首要面对的困难是强风环境:工程位于沿海高风速带,热带气旋(台风)是影响大桥的主要灾害性天气,这里风速大且风况复杂,全年6
级及以上风力的日数平均为91天,全年8级及以上风力的日数平均47.7天。
6级风是什么概念?大概是海面上大浪形成,白沫范围增大,渐起浪花;陆地上大树枝摇动,电线呼呼有声,举伞困难,属于强风范畴。即使这样,6级风速也仅为10.8–13.8m/s(米/秒),而跨海大桥桥位所处的基本风速为34.0m/s,是6级风的2.5倍–3倍,其强劲程度可见一斑。
新型流线形钢混组合梁结构
(图源:铁四院严爱国团队)
为了抵抗海上强风,严爱国及其团队在泉州湾、安海湾大跨度跨海斜拉桥中,首次采用了新型流线形钢混组合梁结构,这是国内外铁路斜拉桥首次全联长采用钢–混结合梁。其主梁采用流线箱形结构并附加一些有效气动措施,减少了复杂风环境下的风致振动(如最近多座桥梁出现的异常涡振现象),满足了跨海大桥通行高速铁路列车的技术要求。
根据西南交通大学风洞试验及风–车–线–桥耦合振动分析等研究成果,泉州湾跨海大桥可抵抗12级台风,11级暴风下不封闭交通,8级大风下高速列车不限速——也就是说,即使高速列车在海上按350公里时速飞驰,也可以保证超高的舒适性和平稳性,甚至可以满足硬币在全速行驶的高铁上不倒的硬指标。
深水区引桥结构图
(图源:铁四院严爱国团队)
与此同时,工程团队还将桥上轨道线形施工误差精准控制在5毫米以内——轨道毫米级的铺设精度不仅让列车行驶更加安全,还能进一步确保轨道平顺性。
实现了“稳”之后,还想要“快”。所以,为扫清列车在又长又大的跨海大桥上的“限速点”,泉州湾跨海大桥引桥采用双块式无砟轨道,而通航孔主桥在国内外斜拉桥上首次采用了...
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