发布时间：2024-11-09 07:53:46 来源: sp20241109
坐在飞速行驶的高铁列车中，眺望车外，蔚蓝的海面卷起层层浪花，往来船只穿梭，偶尔还有海鸥飞过……这幅惬意舒适的海景图，正是福厦高铁带给人们惬意出行的新体验。
9月28日，经过6年建设，由中铁第四勘察设计院(以下简称“铁四院”)设计，中铁十一局、中铁建大桥局、中铁十六局、中铁十七局、中铁建设、中铁建电气化局等单位参与建设的全国首条设计时速350公里的跨海高铁——福厦高铁正式开通运营，从此“坐着高铁看大海”走进现实。
这条全长277.42公里的跨海高铁，是中国“八纵八横”高速铁路网上至关重要的一块拼图，沿线设福州南、福清西、莆田、泉港、泉州东、泉州南、厦门北、漳州8座客运车站，正线桥梁84座、隧道29座，桥隧比高达85.1%。项目开启了中国沿海智能高铁建设的新篇章，通过智能建造、智能装备、智能运营技术创新的不断深化，完善沿海智能高铁建设体系。
凿路架桥智绘“山海”新蓝图
福建依山向海，水网交错，山水阻隔……这样复杂的地貌特征，是福厦高铁设计师们绕不开的难题。在这种情况下，想要让图纸上的线条图案，顺利转化为现实中的钢筋水泥，铁四院设计团队需要考虑很多领域和细节。
设计负责人罗俊文介绍说，福厦高铁经过福建省东南沿海地区，经济发达，人口密集，自然生态环境良好。沿线分布有自然保护区、风景名胜区、森林公园、饮用水源保护区，还涉及居民住宅、学校、医院等。
“在福厦高铁设计过程中，我们对生态环境保护的考量贯穿了全过程。”罗俊文表示，在选线过程中，设计团队全面调查了沿线植被、浮游植物类型，两栖动物、爬行类、鸟类、兽类、浮游动物等，通过绕避森林公园、饮用水源保护区等措施，实现生态环保效益的最大化，力争将福厦高铁打造成一条“生态景观画廊”。
作为跨海铁路，福厦高铁全线濒临海湾，桥隧众多，其中还包含4座高风险隧道，存在涌水涌泥、断层破碎带、采空区等不良地质，再加上特殊桥跨多、结构复杂等，建设施工难度很大。与此同时，福厦高铁全线有百余处与高速公路、既有铁路交叉或邻近，安全管控难度同样不小。
为了确保环保、安全、高效地完成中国首条跨海高铁建设，东南沿海铁路福建有限责任公司在项目上场之初便设置了先行标，围绕后期建设将面临的穿山、跨海等难题，进行全线“四新技术”、科技创新的先行先试任务。
中铁十七局先行标项目经理钟益雄说：“为提高全线隧道的施工质量和精度，我们在全国首创装配式格栅隧道增加二衬钢筋定位装置，有效解决隧道二衬钢筋定位及保护层控制的问题，并率先引进应用三维激光扫描仪检测系统，能够将初支(衬砌)厚度误差精度控制在3毫米以内。”
为最大程度减少桥梁施工对环境的影响，中铁十七局在全线率先应用泥沙分离器，实现工程废弃泥浆处理零排放和废料渣滓资源循环再利用，为建设绿色高铁奠定了基础。
同时，在福厦高铁建设过程中，数字施工与智慧建造技术在全生命建设周期中发挥着关键作用。设计团队采用云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网、BIM、GIS、北斗等先进技术，树起了高铁智能建设的新标杆。
铁四院福厦高铁BIM总设计师孙泽昌介绍说，BIM技术首次在福建的铁路建设中得到全线全专业的应用，包括线路、桥梁、隧道、路基、地质、站场、轨道、接触网、供变电、环保、通信、信号等20个专业工程中。
他表示：“BIM技术相当于在数字世界里对福厦高铁进行了‘孪生’，把图纸上的铁路给‘立起来’，更加直观，更好地表达设计意图。该技术不仅可以从设计源头上解决原来图纸上看不到的‘死角’，同时它还能向下游延伸，协同智慧建造和智慧运维。”
孙泽昌带领设计团队利用自主研发的三维选线设计软件，构建了全线超过3500平方公里的数字地面模型、13类共计489个标准构建模型，实现了全线303公里桥梁、路基、隧道、站场、接触网与轨道、立交道路的模型构建，提供了77处立交道路与7处站场概念模型的构建。
在以BIM为开发平台的智慧工地系统上，高铁关键的“四电”智能装备不再是“单机版”，而是进入联网模式。智慧安全体验区、接触网智能预配区、智能建造基地等一系列成果，实现了对铁路四电工程全生命周期的可视化、数字化、全过程管理，减少碰撞与返工，提高建造质量，保证施工安全。
因地制宜施行“一桥一策”
结构迥异、外形多样、技术各具千秋的桥梁，是福厦高铁最大的特色。
铁四院桥梁院总工程师严爱国表示，福厦高铁是我国高铁中桥梁结构最多样复杂的：线路上桥梁林立，横渡湄洲湾、泉州湾与安海湾，穿越乌龙江、九龙江等大江大河，上跨G324国道及沈海、福泉、厦蓉、泉州绕城等高速公路，飞跃既有福厦、鹰厦、厦深等铁路。
与普通桥梁相比，跨海大桥设计难度更大。为此，福厦高铁的设计建设方开展了海上大跨度简支梁建造技术、独塔混凝土斜拉桥裸塔转体技术、耐海洋大气环境腐蚀技术，以及BIM技术、桥梁健康监测等专项研究。
以泉州湾跨海大桥为例，泉州湾位于沿海高风速带，风速大，风况复杂，全年6级及以上风力天数达91天。如何解决风的问题，保证桥梁在大风中稳固，又能保持动车高速运行的连续性，铁四院设计团队采用了大量新结构和新技术。
首先，在桥梁主塔造型上，设计团队进行了结构设计创新。铁四院福厦高铁桥梁设计负责人杨恒介绍：“该主梁采用流线箱形结构，并附加导流板、减振栏杆、拉索电涡流阻尼器等有效气动措施。这些结构设计使桥体绕开风向，减少了复杂风环境下的风致振动。”
其次，针对高盐高湿的海洋腐蚀大气环境，设计团队解决了海洋环境对桥梁的锈蚀问题。在泉州湾跨海大桥，远观桥墩会发现下半部呈现一截白色。
“这是特殊的防腐蚀材料。”杨恒表示，福厦高铁的几座跨海大桥索塔钢锚梁和支座均采用了新材料，在国内首次采用耐海洋大气腐蚀钢，以及免涂装(不涂油漆)、不设除湿系统，成为全球首座采用免涂装耐候钢的大型跨海工程。
福厦高铁经过的湄洲湾海域，全年6级以上大风长达150天，一年之中有效施工天数不足200天。而串联起湄洲湾海域的298榀高铁箱梁长40米，重达1000吨，在常年大风的茫茫大海上，既要有足够的力气将这些梁段稳稳提起，运送到放置点，再稳稳吊装在桥墩上，又要保证全程平稳行驶，精准控向，对施工来说是一个不小的挑战。
负责此次架设任务的千吨级运架一体机“昆仑号”，由中铁十一局汉江重工联合铁五院历时4年打造。整机重967吨，由1.5万多件不同大小的零部件构成，能够在7级大风下安全作业，集提梁、运梁、架梁功能于一体，是中国智能化程度最高、可应用范围最广的高铁桥梁施工装备。一经投用，备受关注，仅用时218天就完成了湄洲湾全部箱梁的架设。
在6年多的建设时间里，福厦高铁建设者们坚持“一桥一策”，成功破解海风海水腐蚀、季节性台风影响、高速铁路桥梁变形等一系列难题。他们采用泥沙分离器、混凝土超灌提醒仪、超声波检孔仪、智能温控系统等10余种最新施工技术、工艺，不仅打通了施工过程中的关键环节，也填补了我国高铁建设领域的多项空白，实现了高铁建设技术的新突破。
打造“一小时绿色交通圈”
事实上，福厦高铁不仅在桥隧建造、技术创新等方面取得了瞩目的成绩，其沿线站房也在绿色低碳的探索上交出了令人满意的答卷。
为了践行绿色建造理念，打造智慧节能型站房，新建的厦门北站换乘中心屋面，安装了目前全国高铁站房面积最大的天气感应式智能天窗。
中铁建设厦门北站项目总工程师潘峰潭介绍说，通过分布在四周的风雨感应器，天窗可根据实时监测的光照、降雨、风力等环境数据，无需人工干预，便可人性化自动开合玻璃及窗帘，充分改善室内环境质量。据测算，智能天窗每年将减少40天通风系统运转，相当于减少14.13吨二氧化碳排放。
通常情况下，换乘中心地下负10米集散空间，环境封闭黑暗无自然光。为把自然光照引到此处，获得不输于地上空间的舒适感，新建厦门北站在国内首次全面运用智能光纤系统。该系统通过在屋面安装的82套采光机，精准追踪太阳方位采集阳光，利用大通量特种光纤输送至地下空间，替代灯具照明。
“光纤照明覆盖面积达7000平方米，相当于为地下部分安装了一扇巨大天窗。”潘峰潭介绍，系统一次能源利用效率高达80%，全年节约用电约72万度，相当于减少565吨二氧化碳排放。
“在福建省已有福厦铁路动车组的基础上，重新建一条福厦高速铁路，在设计者看来，是必要且必然的结果。”独立分析师徐宏对记者说，福建的既有铁路更靠近西侧，而新建的福厦高铁更倾向于靠近沿海经济发展更集中的地方，从而实现从不同角度覆盖旅客客流。
更重要的是，福厦高铁的价值并非局限在福建省内，其对于全国的交通运输都有很好的促进作用——它是中国“八纵八横”高速铁路网中沿海大通道的重要组成部分。
目前，杭深铁路沿途要经过杭州、宁波、温州、福州、厦门、汕头，最终到达深圳。福厦高铁的修建，有利于贯通南北，继续打通东部沿海高铁，进而跟现有的京广高铁和京港高铁并列，形成中国又一条纵向高铁大动脉。
交通网络的完善，使福厦高铁将长三角、海峡两岸和珠三角三大沿海经济区紧密连接在一起。可以想见，未来，福厦高铁将有效改善沿线地区交通和投资环境，为沿线周边经济发展注入强大的生机和活力。
中青报·中青网记者 张真齐 来源：中国青年报 【编辑:宋宇晟】