東海之濱、海峽西岸,三座跨海大橋長(cháng)龍臥波、氣勢非凡。
9月28日,我國首條設計時(shí)速350公里的跨海高鐵——福廈高鐵正式開(kāi)通運營(yíng)。列車(chē)穿山越海,一路從福州駛向廈門(mén)。
面對近海強風(fēng)、強腐蝕、大潮差、地震帶影響,福廈高鐵建設者們迎難而上,建成我國第一條真正意義上的海洋服役環(huán)境高鐵。
跨海、智能、聯(lián)通,福廈高鐵創(chuàng )下列車(chē)在海面馳騁速度的新紀錄,開(kāi)啟了我國沿海智能高鐵建設的新篇章。
坐著(zhù)高鐵看大海
“它是第一條時(shí)速350公里的跨海高鐵,牽手兩個(gè)鐵路樞紐,跨越三處海灣,由鐵四院總體設計,途經(jīng)福建沿海五個(gè)地級城市,歷時(shí)六年建設,試驗列車(chē)交會(huì )速度創(chuàng )造891公里新紀錄?!?月17日,中鐵第四勘察設計院福廈高鐵項目經(jīng)理李平卓發(fā)了一個(gè)長(cháng)長(cháng)的朋友圈,用幾組數字細數了自己眼中的福廈高鐵。
自己參與建設四年的跨海高鐵已經(jīng)建成,在試運行的當天,李平卓終于坐上復興號智能動(dòng)車(chē),體驗了一把“坐著(zhù)高鐵看大?!钡钠婷罡杏X(jué)。
寧波至廣州高鐵福州至廈門(mén)、漳州段,簡(jiǎn)稱(chēng)福廈高鐵。這條全長(cháng)277.42公里的高速鐵路,是國家“八縱八橫”鐵路網(wǎng)中東南沿海高速鐵路通道的重要組成部分,2017年開(kāi)工建設,2023年9月28日正式開(kāi)通運營(yíng)。
在中國高鐵運營(yíng)里程已超過(guò)4萬(wàn)公里,時(shí)速350公里變得稀松平常的當下,鐵路建設者們還在不斷拓展自己的探索邊界。讓高鐵在海上也能跑出350公里的時(shí)速,正是福廈高鐵承擔的重要職責使命。很多人對此有個(gè)十分生動(dòng)而浪漫的比喻——“坐著(zhù)高鐵看大?!?。
“和很多線(xiàn)路是逐漸提升到設計速度不同,福廈高鐵部分路段實(shí)現開(kāi)通即達速?!睎|南沿海鐵路福建有限責任公司副總經(jīng)理饒惠明介紹,福廈高鐵通過(guò)安海灣,列車(chē)可以350公里的時(shí)速不減速過(guò)橋,僅需98秒便可風(fēng)馳電掣跨越大海。
在這片海域上,奇跡不斷被創(chuàng )造。
一列運行試驗車(chē)組高速駛過(guò)湄洲灣跨海大橋。湄洲灣跨海大橋全長(cháng)14.7公里,海域施工長(cháng)度為10.8公里,是國內首座跨海高鐵矮塔斜拉橋(9月19日攝)。新華每日電訊記者魏培全攝
6月28日,國鐵集團在福廈高鐵福清至泉州區段開(kāi)展了時(shí)速450公里的高鐵性能驗證試驗。試驗列車(chē)在湄洲灣跨海大橋上創(chuàng )造了單列時(shí)速453公里、兩列相對交會(huì )時(shí)速891公里的高鐵新速度。
“非常自豪,非常激動(dòng)?!敝袊F路南昌局集團有限公司福州動(dòng)車(chē)段技術(shù)科工程師陳錦熙在試驗列車(chē)上執行添乘任務(wù),說(shuō)起當時(shí)“貼地飛行”的感覺(jué),他依然難掩興奮之情。
跨越山海之“智”
蔚藍大海上,蒼茫群山中,為何能架飛虹凌波萬(wàn)丈,為何能建通途跨越天塹?
“智能”成為關(guān)鍵詞。
“智能選線(xiàn)技術(shù)在福廈高鐵設計過(guò)程中起到了重要作用?!敝需F第四勘察設計院集團有限公司福廈高鐵BIM總設計師孫澤昌表示。
福建依山向海,峰巒疊嶂。在各種復雜的自然地理環(huán)境中規避不利因素,尋求最優(yōu)解一直是鐵路設計者們孜孜以求的目標。通過(guò)空天地一體化測繪技術(shù),設計團隊實(shí)現了設計控制要素自動(dòng)解譯與精準提取,結合收集的各類(lèi)選線(xiàn)控制因素錄入系統,實(shí)現了三維智能選線(xiàn),為福廈高鐵建設選出一條綠色經(jīng)濟的線(xiàn)路。
盡管如此,在“八山一水一分田”的福建,橋隧建設一直是鐵路建設者們避不開(kāi)的課題。
“正線(xiàn)橋梁84座、隧道29座,橋隧比高達85.1%?!睎|南沿海鐵路福建有限責任公司副總經(jīng)理吳建華介紹,福廈高鐵全線(xiàn)途經(jīng)高風(fēng)險隧道4座,存在淺埋偏壓、涌水涌泥、斷層破碎帶等不穩定因素。同時(shí),特殊橋跨多,結構形式新穎復雜,主跨150米以上特殊結構達14聯(lián)。
數字施工與智慧建造技術(shù)在福廈高鐵全生命建設周期中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。建設者們采用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能、BIM、GIS、北斗等先進(jìn)技術(shù),樹(shù)起了高鐵智能建設的新標桿。
孫澤昌介紹,BIM技術(shù)首次在福建的鐵路建設中得到全線(xiàn)全專(zhuān)業(yè)的應用?!八喈斢谠跀底质澜缋飳ΩB高鐵進(jìn)行‘孿生’,將圖紙上的鐵路‘立起來(lái)’,精準預測了施工中可能發(fā)生的1000多個(gè)問(wèn)題?!?
高鐵“四電”工程相當于人的經(jīng)脈、眼睛、體能和神經(jīng),共同為高速奔跑的列車(chē)提供動(dòng)能及指引。建設人員在投入“四電”智能裝備后,通過(guò)自主行走的檢測機器人,實(shí)現實(shí)時(shí)數據傳輸,清晰識別線(xiàn)路接觸網(wǎng)零部件狀態(tài),讓高鐵跑得更穩。
智能高鐵的魅力不止于此。在福廈高鐵廈門(mén)北站換乘中心,這里的屋面形似浪花綻放,龍舟式燕尾脊氣勢沖天,美麗造型的背后隱藏著(zhù)一扇1400平方米的巨大天氣感應式智能天窗,可實(shí)時(shí)監測光照強度、風(fēng)力大小、降雨及室內外溫差等,并自動(dòng)開(kāi)合。
中鐵建設集團福廈高鐵廈門(mén)北站項目部副總工程師陸飛介紹,換乘中心屋面安裝的是智能光纖系統,可自動(dòng)跟蹤采集陽(yáng)光,為旅客創(chuàng )造明亮舒適換乘環(huán)境的同時(shí),實(shí)現節能降耗,全年可節約用電約72萬(wàn)千瓦時(shí)。
在剛剛投入使用的福州南動(dòng)車(chē)組運用二所,智能復興號動(dòng)車(chē)組集結完畢,“陸地航母”整裝待發(fā)。作為列車(chē)“停車(chē)場(chǎng)”和“4S”店,該動(dòng)車(chē)所在全國首次采用涵蓋動(dòng)車(chē)組畫(huà)像、技術(shù)管理、關(guān)鍵作業(yè)過(guò)程監控、故障應急處置等技術(shù)的動(dòng)車(chē)組智能運維綜合管理平臺,旅客的乘車(chē)安全從這里開(kāi)始得到保障。
這是無(wú)人機航拍的泉州灣跨海大橋球形全景(9月18日攝)。新華每日電訊記者魏培全攝
破解高鐵跨海難題
臺灣海峽,與百慕大、好望角齊名,是世界三大風(fēng)暴海域之一。
福廈高鐵在此三跨海灣,破解了近海強風(fēng)、強腐蝕、地震帶、不規則潮汐沖擊等建設難題,建起三座創(chuàng )紀錄的大橋:湄洲灣跨海大橋是國內首座跨海高鐵矮塔斜拉橋、泉州灣跨海大橋是國內首座跨海高速鐵路橋、安海灣特大橋是世界首座無(wú)砟軌道跨海大跨斜拉橋。
“福廈高鐵先后跨越湄洲灣、泉州灣、安海灣三個(gè)海灣,遇到了各種復雜橋型,就是一座橋梁博物館?!敝需F第四勘察設計院福廈高鐵項目橋梁設計負責人楊恒說(shuō),建設者們“一橋一策”,運用了各種創(chuàng )新技術(shù)、材料與工藝,成功解決了近海強風(fēng)環(huán)境下通行高速列車(chē)的技術(shù)難題。
以泉州灣跨海大橋為例,泉州灣位于沿海高風(fēng)速帶,風(fēng)速大,全年6級及以上風(fēng)力天數達91天?!霸诟哞F標準中,軌道的標準控制要在振幅1個(gè)毫米以?xún)?,一旦超過(guò)1毫米的變動(dòng)差距,就會(huì )引發(fā)安全事故,因此要避免橋梁因風(fēng)產(chǎn)生嚴重的橫向晃動(dòng)和渦振現象?!敝薪欢骄中陆ǜB鐵路六標項目總工程師羅長(cháng)維說(shuō)。
為此,鐵路設計、建設者們?yōu)榇髽蜃隽酥T多結構創(chuàng )新。大橋主梁采用流線(xiàn)箱形結構,并附加導流板、減振欄桿、拉索電渦流阻尼器等有效氣動(dòng)措施。這些設計,讓列車(chē)可以在不設風(fēng)屏障等防風(fēng)措施的情況下,在8級大風(fēng)中以時(shí)速350公里通過(guò)跨海大橋,甚至在11級暴風(fēng)下也不會(huì )封閉交通。
在風(fēng)力較大的情況下實(shí)現列車(chē)高速運行,還需要解決碎石道砟飛濺的問(wèn)題。
砟,在鐵路中指鐵軌周?chē)男∈瘔K。中國鐵建大橋工程局集團有限公司相關(guān)負責人告訴記者,鐵軌下面一般都是碎石道床,這種有砟軌道最高運營(yíng)速度只有250公里。而無(wú)砟軌道采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎的軌道結構,時(shí)速更高。但是,相較于陸地,在跨海橋梁上鋪設無(wú)砟軌道并通行高鐵,在國內外沒(méi)有先例。
作為福廈高鐵跨海橋梁的收尾之作,安海灣特大橋也是世界首座無(wú)砟軌道跨海大橋。經(jīng)過(guò)反復模擬試驗,大橋建設者和設計團隊找到了適應跨海條件的鋼混結合梁結構參數,主梁采用有效氣動(dòng)措施,實(shí)現時(shí)速350公里高鐵列車(chē)跨海過(guò)橋不減速。
和普通橋梁相比,跨海大橋還面臨著(zhù)另一項考驗:海洋鹽霧腐蝕。高鐵工程結構的抗腐蝕標準是百年抗腐。而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,很難達到這一標準。這關(guān)該怎么過(guò)?在多次論證實(shí)驗后,鐵路設計者想到了“以銹制銹”。
在安海灣跨海大橋,遠觀(guān)會(huì )發(fā)現橋墩下半部呈現一截白色。這種耐海洋大氣腐蝕鋼,填補了我國的鋼種空白,也是世界超級鋼技術(shù)前沿水平的系列鋼種之一。楊恒介紹,通過(guò)往鋼材里加入微量鎳元素,讓鋼材自身生成致密、穩定的鈍化銹層,阻止海水中氯離子的滲透,就能實(shí)現“以銹制銹”的長(cháng)效防腐效果。此外,鐵四院還運用最新研發(fā)的超長(cháng)耐久防腐涂裝材料,讓橋梁的涂裝防護壽命達到30年以上。
大通道聯(lián)通四方
福廈高鐵,一頭連著(zhù)“榕城”,一頭連著(zhù)“鷺島”,大量的人口和經(jīng)濟要素集聚福廈通道之內,以?xún)H占全省33%的土地面積,養育了全省72%的人口,創(chuàng )造了全省76%的經(jīng)濟總量。
沿海經(jīng)濟活躍,面對日益旺盛的客運需求,在2010年開(kāi)通的設計時(shí)速250公里的福廈鐵路(杭深線(xiàn))運能已顯不足,制約了百姓出行和經(jīng)濟發(fā)展。
“現有的福廈鐵路年平均客座率已達78%,成為全國客運專(zhuān)線(xiàn)平均上座率最高的線(xiàn)路之一。根據預測,2030、2040年福廈通道全方式最大區段客流密度將達1.4億人次和1.7億人次?!备=ㄊ“l(fā)改委交通處二級主任科員李希偉說(shuō)。
為滿(mǎn)足群眾出行需求、促進(jìn)沿線(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展、完善路網(wǎng)布局,福廈高鐵應運而生。
“福廈高鐵是我國‘八縱八橫’高速鐵路網(wǎng)中沿海高速通道的重要組成部分,福州、廈門(mén)將形成‘一小時(shí)生活圈’,廈門(mén)漳州泉州形成‘半小時(shí)交通圈’?!别埢菝裾f(shuō),福廈高鐵今后連接起漳汕高鐵與北邊的溫福高鐵后,一條貫穿東南沿海、連接長(cháng)三角與粵港澳大灣區的時(shí)速350公里的高速鐵路通道將建成,并將幾大沿海經(jīng)濟區緊密連接在一起,對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。
9月18日,福建省以福廈高鐵開(kāi)通為契機,印發(fā)《關(guān)于打造福廈“1小時(shí)生活圈”的若干措施》,提出了優(yōu)化高鐵列車(chē)開(kāi)行、完善公共交通配套、健全貨運物流體系、創(chuàng )新發(fā)展站點(diǎn)經(jīng)濟、拓展高鐵業(yè)態(tài)融合加強產(chǎn)業(yè)分工協(xié)作等6個(gè)方面共15條措施,增進(jìn)沿海貿易、人員、技術(shù)和資本的交流聯(lián)系。
一子落,滿(mǎn)盤(pán)活?!拌F路+文旅+產(chǎn)業(yè)”將邁入新時(shí)代。
走進(jìn)福建莆田濱海產(chǎn)業(yè)新城,全球單體產(chǎn)能領(lǐng)先的低碳智慧工廠(chǎng)——百威雪津啤酒工廠(chǎng)繁忙運轉。年產(chǎn)能200萬(wàn)噸,單條生產(chǎn)線(xiàn)最高每小時(shí)產(chǎn)酒16萬(wàn)罐、每秒45罐次……一組亮眼的數據,盡顯“世界級”酒城工業(yè)旅游的魅力。
莆田市文化和旅游局副局長(cháng)蘇玉慶告訴記者,莆田規劃配套了啤酒博物館、啤酒文化長(cháng)廊和啤酒花園等工業(yè)旅游觀(guān)光項目,福廈高鐵的開(kāi)通,對莆田旅游帶來(lái)更多的客源和機遇,讓“啤酒之香”彌漫八方。
一路山海一路歌。福州三坊七巷、泉州古城、廈門(mén)鼓浪嶼、漳州南靖土樓……坐在列車(chē)座椅上俯瞰窗外,一望無(wú)際的碧藍,翻飛的海鷗,還有浪花拖尾的船只,福廈高鐵跨過(guò)一望無(wú)際的碧藍,將給游人開(kāi)啟一場(chǎng)人文薈萃、浪漫現代的海濱之旅。
恰逢“一帶一路”倡議提出10周年,作為古代海上絲綢之路的起點(diǎn),泉州港口的船歌號子與福廈高鐵列車(chē)的風(fēng)馳電掣也交響出海鐵聯(lián)運的回音。
泉州太平洋集裝箱碼頭有限公司副總經(jīng)理傅毅強告訴記者:“泉州石湖港外貿集裝箱航線(xiàn)當前覆蓋日本、菲律賓、越南等國家的主要港口,并且通過(guò)2023年新近開(kāi)通的新加坡、巴生等國際大港,共建國家外貿航線(xiàn)18條,更能使從泉州出口的外貿貨物輻射至全球。福廈高鐵的開(kāi)通,將加強我國與東盟等國家和地區在港口碼頭、物流園區、集散基地和配送中心等建設、經(jīng)營(yíng)、管理等方面的合作?!?
千百年前,泉州作為我國古代“東方第一大港”,在石湖碼頭(林鑾渡)見(jiàn)證了“漲海聲中萬(wàn)國商”的繁榮景象。茶葉、陶瓷、珠寶在這里匯集,出口海外。如今,與其毗鄰相望的不僅有現代化港口,還有橫跨泉州灣的福廈高鐵。它們接過(guò)“絲路海運”的傳承接力棒,續寫(xiě)“海絲”新故事。(記者邰曉安 周義)