福廈高鐵穿越山海背後的技術密碼?這是答案

Mondo 社會 更新 2024-01-29

一望無際的碧綠海水

波浪拖曳的船隻。

日落時分跨海大橋的剪影

福廈高鐵列車穿越山海,窗外美景如畫,令人心曠神怡。

自正式投產以來福廈高鐵憑藉便捷的出行和美麗的風景,贏得了數千名乘客的青睞,共計客運列車6000多列,乘客超過1000萬人次,日均載客率超過70%。

正線擁有橋梁隧道與隧道的比例高達在這條匯聚了多座世界級跨海橋梁的高鐵中,多項新技術在實踐中得到應用、成熟和優化,福廈高鐵成為新裝備、新材料、新工藝的應用平台。

立體圖紙,智慧型繪製“山海”藍圖

在峰山疊疊、水網錯亂、山河阻塞的福建,福廈高鐵的路線該如何選擇?答案是使用建築資訊模型(BIM)技術進行設計

福廈高鐵採用我國自主研發的三維鐵路選線系統,將空空地一體化技術的測繪成果錄入系統,結合採集到的環境敏感區域等資訊,按照預設規則推薦經濟安全的路線,大大減少了人工現場勘察的工作量。

簡單來說,就是利用計算機技術在虛擬世界中打造福廈高鐵的“孿生兄弟”,這個數字孿生模型不僅看起來像乙個形狀,裡面的“血管”和“神經”可以層層展示,甚至每個螺絲釘都能準確呈現

以跨海大橋的設計為例,通過數字孿生模型,跨海大橋哪些位置風阻較大,哪些位置易受跨海大橋衝擊,在系統中一目了然,設計人員可以根據系統提示對跨海大橋關鍵部位進行加固, 加強和提高橋梁的抗震、抗風性能

借助建築資訊模型的直觀形象,設計團隊共構建了13大類3500多平方公里數字地面模型489個標準施工模型,實現了橋梁、路基、隧道、車站接觸網及軌道、立交路303公里的模型建設,提供了77條立交路和7個站場概念模型的建設。

大國重兵器鋪在海上長龍

2024年,福廈高鐵設計圖紙定稿,線路需要穿越湄洲灣、泉州灣、安海灣架設三座跨海大橋,尤其是湄洲灣跨海大橋,採用40公尺箱梁設計,共327件,何不採用傳統的32公尺箱梁設計?

答案是,採用40公尺箱梁橋墩一般占用較小的水域面積,減少橋梁箱梁段的接頭數量,可以保證高鐵以每小時350公里的速度過橋而不減速。

新的設計也帶來了新的施工挑戰:40公尺長的箱梁,重達1000噸,普通運輸車輛下不了車,機車拖不動,吊車吊不起茫茫大海,如何運輸327箱梁出海並架設在橋墩上

啟用新裝備!中鐵十一局集團漢江重工有限公司與中鐵第五勘察設計院集團有限公司成立聯合研發團隊,啟動千噸級架橋機的研發工作,裝置命名為“崑崙”。

為了讓“崑崙”號經得起各種考驗,研發團隊為其安裝了滿滿的“黑科技”,其全身“鋼鐵骨”,採用高強度鋼板作為主梁結構,具有“千里眼”和北斗“握手”功能,還可以在無人區精準定位,搭載“雷達探測”雷射矩陣感測器系統, 在全黑隧道中可以精確施工,在隧道內遇到巨大的溶洞時也可以當場搭橋。

重大專案匯聚各界優秀企業參與研發,漢江重工武漢研發中心與寶武集團鄂城鋼鐵聯合開發新材料,提高整機結構強度,福建漳州龍溪軸承廠完成調心軸承製造, 軸承不僅能承受數百噸的拉力,而且能在數千噸的壓力下自由旋轉,保證“崑崙”號靈活行走。

智慧型建造,發揮標桿作用

福廈高鐵是中國高速鐵路中最多樣化、最複雜的高速鐵路線路,對工程建設提出了極高的要求。

以國內首座跨海高速鐵路大橋泉州灣跨海大橋為例,需要適應高鹽高濕的海洋大氣環境,現場實測資料顯示,每24小時,每平方公尺鋼板表面可析出0566毫克的鹽顆粒是強腐蝕性海洋大氣環境的標準。

鐵四院、鞍鋼集團鞍山鋼鐵研究院在長期開展鋼材化學成分設計與對比、機械及工藝驗證試驗、海洋環境現場吊件暴露試驗等技術研究的基礎上,成功研製出鎳基船用耐大氣腐蝕鋼及配套高強度螺栓等, 並通過“銹到鏽”實現全生命週期的長期防腐。

除了新材料、新工藝,福廈高鐵還為眾多智慧型施工裝備提供了試驗舞台。

廈門北站新站在施工過程中,採用了自動封面機械人、鋼結構自動焊接機械人等智慧型施工裝置,縮短了18%的工期,關鍵施工節點提前半個多月完工。

在湄州灣跨海大橋上,首次推出由自動杆裝置、自動腕臂機械人、恆張放線車、檢測機械人組成的新型“四電”智慧型裝備,七八名操作人員可以完成之前的作業。

10.數百人的工作量。

福廈高鐵是繼京張高鐵、京雄城際鐵路之後,我國又一條建成投產的智慧型化高速鐵路,標誌著我國高鐵在智慧型化領域的探索又向前邁進了一步,為智慧型交通建設注入了新的動能。

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責任編輯丨孫靜執行主編丨劉海草、張浩然。

內容**丨人物** 中國鐵路建設。

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