全国首条设计时速350公里的跨海高铁通车！构建了全线3500平方公里的BIM模型

 

坐在车中，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将是福厦高铁送给人们的惬意新体验。  

9月28日，经过6年建设，由铁四院勘察设计的全国首条设计时速350公里的跨海高铁——福厦高铁即将通车运营，“坐着高铁看大海”终于走进现实。

这条全长277.42公里的跨海高铁，是我国“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。

01

造路架桥，智绘“山海”蓝图

福建依山向海，峰峦叠嶂、水网交错，山水阻隔，是福厦高铁设计师们绕不开的难题。

从图纸上的线条图案到现实的钢筋水泥，设计团队需要考虑很多。

设计负责人罗俊文介绍说道，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。

“设计过程中，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，他们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，将福厦高铁打造成一条生态景观画廊。

泉州湾跨海大桥

与周边环境相契合，与人文自然相协调，这一点在桥梁墩梁外观、结构造型设计上体现得淋漓尽致。例如乌龙江主桥高低塔的选择，满足航道要求而又与乌龙江两岸山峰呼应；泉州湾大桥主桥形似贝壳，桥上栏杆也采用海丝风帆的LOGO标志，从高空看整座大桥就像一条漂移的丝带，契合了泉州作为海丝文化发源地的特点；湄洲湾引桥采用大跨度简支梁，减少海域施工风险又简洁明朗，与辽阔的海域融为一体。

作为跨海铁路，福厦高铁全线濒临海湾，桥隧比高达85%，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，安全管控难度大。

建设过程中，数字施工与智慧建造技术在福厦高铁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。

“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。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。”孙泽昌说道。

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。

02

一桥一策，攻坚克难填补空白

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、鹰厦等铁路。据统计，福厦高铁正线就新建了桥梁84座，桥梁长度合计181公里，占比65.3%。

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，他们采用了大量新结构和新技术。

首先是桥梁主塔造型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，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。”

其次就是适应高盐高湿的海洋腐蚀大气环境，解决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，采用耐海洋大气腐蚀钢，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。

主跨400米，南北两座主塔高160.254米，相当于50多层楼高，泉州湾跨海大桥作为长联高墩跨海大桥，位于台湾海峡西岸地震高烈度区，还得面对抗震难题。设计团队采用纵向黏滞阻尼器、可剪断的耐候双曲面球型钢支座、金属阻尼器的综合减隔震体系及技术，以及无支座整体刚构桥，解决了这一难题。

经风洞测试，福厦高铁几座跨海大桥均达到了在不设风屏障等防风措施下，动车可在8级大风下以时速350公里速度行驶不限速，11级暴风下不封闭交通。

可以自豪地说，福厦高铁让中国桥梁建造技术迈上新台阶。在湄洲湾跨海大桥设计过程中，设计团队将主桥设计为预应力混凝土连续刚构矮塔斜拉桥，主跨180米，跨越湄洲湾规划3000吨级航道，设南北两座双柱式主塔，桥面以上塔高30米，造就了全国首座跨海高铁矮塔斜拉桥。  

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。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。

03

“跨海不减速”，造就速度奇迹

在跨海大桥上行车，受海上风力影响很大。通常来说，为了确保行车安全，通过这样的路段需要减速慢行。但福厦高铁却实现了“跨海过桥不减速”。

安海湾跨海大桥

安海湾特大桥，不仅是福厦高铁跨海桥梁的收尾之作，也是世界无砟轨道桥梁“大跨”“跨海”的“开山之作”。

砟，在铁路中指铁轨周围的小石块。之所以将安海湾特大桥建成无砟轨道跨海大跨斜拉桥，主要是因为无砟轨道可避免道砟飞溅，其平顺性、稳定性好，车辆通过无需减速。但这种轨道对施工工艺、沉降控制等要求极高。

安海湾特大桥自身“大跨”“跨海”的属性，让无砟轨道上桥极具挑战。

经过反复模拟试验，设计团队找到了适应“大跨”“跨海”条件的钢混结合梁结构参数，采用全联长钢混结合梁，主梁采用有效气动措施，满足了跨海大桥通行高铁列车的技术要求；桥面铺设拥有自主知识产权的CRTSⅠ型双块式无砟轨道，实现时速350公里高铁列车跨海过桥不减速。

通车之后，时速350公里的高铁列车开过650米长的主桥用时不到7秒，跨过整个海域也只需98秒。

在泉州湾跨海大桥上，有砟轨道也可以跑出无砟轨道的感觉。传统有砟轨道的最高运营时速多为250公里，而泉州湾跨海大桥首次采用了聚氨酯固化道床结构“固定”道砟，使得高铁列车在强风环境下也可以350公里时速通过大桥。

在创造速度奇迹的背后，如何保障桥轨安全。铁四院福厦高铁桥梁健康监测系统设计负责人梁金宝透露，目前通过集成应用集成应用智能传感、智能物联网、边缘计算、地理信息等现代信息技术，“桥—轨一体化”24小时实时监测管理平台近期已经开始运行。

梁金宝表示：“这个系统将在高铁进入运营阶段后对整个桥轨结构状态进行快速诊断，可以克服海上桥梁人为运维的短板。强大的信息收集能力实现关键指标实时监测，定期生成日报、月报和季报，从而帮助我们研判整个桥梁轨道的具体情况。”  

通过视频、数据语言、卫星摄影等技术，让高铁运维实现可视化，不仅能更加精细地查看沿线的情况确保安全，还让高铁的后期维护更加便利。

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“一小时交通圈”，串联东南沿海“黄金纽带”

从福州到厦门需要多久？55分钟。这是福厦高铁构筑的大国工程梦。如今，梦境变为现实。

福厦高铁建成通车后，福州、厦门将形成“一小时生活圈”，厦门、漳州、泉州闽南“金三角”将形成半小时交通圈。东南沿海城市群将串联起一条“黄金旅游带”，对服务“一带一路”建设，促进东南沿海城市群快速发展具有重要意义。

正因如此，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，因此，未来的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生机和活力。

 

 

 

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