世界首座无砟轨道跨海大桥合龙 仅98秒就可跨越大海

为保证桥梁在大风中稳固，保持动车高速运行的连续性，铁四院技术团队设计福厦高铁跨海大桥时，采用了大量新结构和新技术。

技术团队对桥梁主塔造型进行了创新设计。“以安海湾大桥为例，主梁采用流线箱形结构并附加导流板、减震栏杆、拉索电涡流阻尼器等气动措施，减小了复杂风环境下的风致振动，避免了异常涡振的发生。”铁四院福厦高铁桥梁设计负责人杨恒说。

这些设计，让列车可以在不设风屏障等防风措施的情况下，在8级大风中以时速350公里通过跨海大桥，在11级暴风下也不会封闭交通。

主跨300米跨海桥，首创无砟轨道现浇

在主跨超300米的安海湾跨海大桥上铺设无砟轨道，国内外没有先例。

无砟轨道主要为钢筋混凝土结构，相比有砟轨道列车运行时速更高。目前国内无砟轨道主要分两种。一是在工厂预制好轨道板运送至现场施工，即预制板式无砟轨道;二是在现场组装好轨排再进行道床板浇筑施工，即现浇双块式无砟轨道。

“此前我国建设的大跨度的跨江桥梁，采用过预制板式无砟轨道。而在大跨度跨海桥梁上，采用现浇双块式无砟轨道并通行高铁，这对轨道结构变形协调能力、线形控制等要求极高，提出了全新的高难度技术挑战。”铁四院线站院轨道工程实验室技术研发部部长朱彬说。

由于福厦高铁全线采用现浇双块式无砟轨道，为统一施工工艺、降低成本，针对大跨跨海桥梁采用现浇双块式无砟轨道结构，需要进行创新研究。

“要承载动车以时速350公里通过大跨度桥梁，无砟轨道需要承受列车活载、温度荷载及桥梁变形等多因素耦合作用。”铁四院轨道设计负责人葛海娟说。

由于复杂的受力和变形协调要求，需要设计出相适应的无砟轨道结构。

设计人员表示，相比陆地或跨江河桥梁，如何解决大跨度跨海大桥因风力、腐蚀等复杂环境条件产生的轨道与桥梁变形协调问题，是无砟轨道设计的难点。

要解决这个关键技术，就需要改变此前在陆地或一般跨度桥上采用的无砟轨道结构。通过无数次方案研究，理论分析，计算机模拟及模型实验验证，设计人员找到了一种方案，即在钢筋混凝土底座与钢筋混凝土道床之间，设置隔离缓冲垫层，替代传统设计采用土工布(一种纤维只物)的方案。课题组同时研究形成了大跨度桥上无砟轨道线型控制技术和轨道平顺性验收标准。

“设置隔离缓冲垫层，不仅起到钢筋混凝土底座与钢筋混凝土道床之间的隔离作用，还实现了变形协调功能，也便于运营期道床损坏时整治维修。”朱彬说。

“创新研发的现浇双块式无砟轨道，解决了大跨桥上铺设无砟轨道的难题，首次实现了在时速350公里高铁，跨度300米级的大跨度跨海桥上铺设现浇双块式无砟轨道。”铁四院副总工程师李秋义说。

“福厦高铁跨海过江，正线全长277.42公里，设计时速350公里，上跨多条高等级公路和既有铁路，正线新建桥梁170座，长度共计181公里，占比65.3%。”铁四院桥梁院福厦高铁主管工程师王德志说，全线复杂桥梁“一桥一策”，设计人员画了四万张图纸，涵盖了多项先进技艺和工法。(科技日报记者 矫阳)

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