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“基建狂魔”上新！一座橋拿下三項(xiàng)世界之最( 二 )

科普設(shè)計(jì)跨海大橋小知識(shí)曾甲華泉州灣


為填補(bǔ)我國(guó)耐海洋大氣腐蝕鋼的鋼種空白， 鐵四院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合鞍鋼集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱鞍鋼集團(tuán)）立項(xiàng)攻關(guān) 。
“通過(guò)反復(fù)對(duì)鋼材化學(xué)成分進(jìn)行設(shè)計(jì)比選、力學(xué)及工藝驗(yàn)證試驗(yàn)、海洋環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)掛片曝曬試驗(yàn)等， 成功研制了鎳系耐海洋大氣腐蝕鋼、配套高強(qiáng)螺栓及焊接材料， 基于鋼材自身生成致密穩(wěn)定的鈍化銹層， 阻止氯離子滲透 。 ”曾甲華說(shuō)， 項(xiàng)目課題成果體現(xiàn)“以銹制銹”理念， 達(dá)到海洋環(huán)境下橋梁全壽命期的長(zhǎng)效防腐效果 。
鞍鋼集團(tuán)和鐵四院技術(shù)人員表示， 福廈高鐵泉州灣跨海大橋項(xiàng)目， 打破了免涂裝耐候鋼只能應(yīng)用在普通大氣環(huán)境和濱海環(huán)境（離海岸線1公里以上）的世界技術(shù)格局， 推動(dòng)了世界耐候鋼橋的發(fā)展， 實(shí)現(xiàn)“免涂裝、綠色耐久、銹色之美”的綠色全壽命設(shè)計(jì) 。
耐候鋼成本高， 僅能用在最重要的承力結(jié)構(gòu)部件上， 大面積的鋼梁如何實(shí)現(xiàn)耐久防腐？
為給大橋?qū)ふ页L(zhǎng)耐久防腐涂料， 鐵四院聯(lián)合北京航空材料研究院， 研發(fā)并應(yīng)用了鋼梁超長(zhǎng)耐久防腐涂裝體系 。 “該體系采用石墨烯納米材料改性鱗片型醇溶無(wú)機(jī)富鋅底漆和超耐候氟碳面漆， 耐鹽霧性和耐人工加速老化性為現(xiàn)有技術(shù)的2倍以上， 可實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)在海洋腐蝕大氣環(huán)境下30年以上的超長(zhǎng)壽命耐久目標(biāo) 。 ”曾甲華說(shuō)， 這個(gè)時(shí)間高于目前跨海橋最長(zhǎng)25年的設(shè)計(jì)防腐壽命， 將實(shí)現(xiàn)我國(guó)鋼梁防腐涂裝體系30年超長(zhǎng)防腐壽命的技術(shù)突破 。
長(zhǎng)聯(lián)大跨， 毫米級(jí)精度建造抗強(qiáng)震
福廈高鐵泉州灣大橋設(shè)計(jì)全聯(lián)長(zhǎng)采用鋼—混結(jié)合梁， 為國(guó)內(nèi)外鐵路斜拉橋中首次采用 。 構(gòu)件全部實(shí)現(xiàn)工廠化制造， 深水區(qū)引橋采用標(biāo)準(zhǔn)化的無(wú)支座整體預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋 。 “通過(guò)設(shè)計(jì)采用上述橋梁結(jié)構(gòu)形式和體系的選擇， 實(shí)現(xiàn)了高速鐵路橋梁毫米級(jí)建造精度要求 。 ”曾甲華說(shuō) 。
福廈高鐵設(shè)計(jì)位于福建沿海地區(qū)和臺(tái)灣海峽西岸， 北起福州市， 途徑莆田、泉州、廈門， 南至漳州， 正線全長(zhǎng)277公里， 設(shè)計(jì)時(shí)速度350公里， 是我國(guó)第一條真正意義上的海洋環(huán)境下服役的高速鐵路工程、國(guó)內(nèi)外行車速度最高的沿海/跨海鐵路 。
“泉州灣高鐵跨海大橋地處臺(tái)灣海峽西岸， 屬地震高烈度區(qū)， 從概率上具備發(fā)生8級(jí)強(qiáng)震的可能性 。 ”曾甲華說(shuō) 。
如何解決長(zhǎng)聯(lián)高墩跨海大橋的抗震設(shè)計(jì)難題？“設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)研制采用了縱向粘滯阻尼器、可剪斷的耐候雙曲面球型鋼支座、金屬阻尼器的綜合減隔震體系及技術(shù)；采用無(wú)支座整體剛構(gòu)橋， 實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)聯(lián)高墩橋梁的柔性高墩、梁部體系協(xié)同受力， 解決了地震高烈度區(qū)長(zhǎng)聯(lián)高墩大跨橋梁的抗震設(shè)計(jì)難題 。 ”曾甲華說(shuō) 。
除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)材料不斷創(chuàng)新， 福廈高鐵泉州灣大橋在設(shè)計(jì)上也充分踐行了“精品工程、智能工程和環(huán)境友好型工程”現(xiàn)代理念， 即一個(gè)好的建筑設(shè)計(jì)必須融入當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境 。
“項(xiàng)目聯(lián)合美術(shù)院校開(kāi)展了景觀專題設(shè)計(jì)， 充分融入海洋元素 。 橋塔采用了貝殼形曲線橋塔， 兼顧結(jié)構(gòu)合理和建筑美學(xué) 。 ”曾甲華解釋說(shuō)， 這個(gè)造型設(shè)計(jì)寓意為“泉州作為福建經(jīng)濟(jì)第一強(qiáng)市、古代海上絲綢之路的起點(diǎn)及當(dāng)時(shí)的東方第一大港”， 海洋孕育了泉州這座沿海城市， 賦予了她無(wú)盡的生機(jī)活力和發(fā)展動(dòng)力， 將在21世紀(jì)海上絲綢之路的發(fā)展契機(jī)下， 揚(yáng)帆起航， 重現(xiàn)海上貿(mào)易和世界大港的輝煌 。
【“基建狂魔”上新！一座橋拿下三項(xiàng)世界之最】專家認(rèn)為， 福廈高鐵泉州灣跨海大橋?qū)⑼苿?dòng)我國(guó)大跨度高速鐵路、跨海橋梁的技術(shù)發(fā)展， 成為中國(guó)高速鐵路2.0版的代表性工程之一， 也將是世界橋梁領(lǐng)域的里程碑式工程 。 （采訪人員 矯 陽(yáng)）

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