“基建狂魔”上新!一座桥拿下三项世界之最

2020-09-20 14:32:13 来源: 科技日报 作者: 矫阳

9月15日,世界桥梁领域又一里程碑式工程——福(州)至厦(门)高速铁路泉州湾大桥主塔正式封顶。

“福厦高铁泉州湾大桥全长20.3公里,主跨400米,设计建设面临多项技术挑战。大桥主塔封顶,标志着我国桥梁建设开启了世界高速铁路跨海时代。”中国铁建第四勘察设计院集团有限公司(以下简称铁四院)福厦高铁泉州湾跨海大桥设计负责人曾甲华说。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是国内外首座高速铁路跨海斜拉桥;设计行车时速超过300公里,为世界最高、世界第四长跨海铁路大桥,也是全球首座主塔采用免涂装耐候钢的大型跨海工程。

高速抗风行驶,同样做到硬币不倒

泉州湾大桥是福厦高铁关键控制性工程,大桥跨越泉州湾中部海域,为世界首座高速铁路跨海大桥。

“跨海高铁大桥,设计最关键是抗风以及保持高速行驶,否则桥梁会因风产生严重的横向晃动和上下震幅(涡震)现象。”曾甲华说。

地理气象信息显示,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。

为保证桥梁在大风中稳固,保持动车高速运行的连续性,铁四院技术团队在设计中采用了大量新结构和新技术,达到在不设风屏障等防风措施下,动车在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。

由于泉州湾航运繁忙,跨越主航道必须加大主跨。“通航孔主桥设计采用主跨400米双塔钢—混组合梁斜拉桥,两侧深水区引桥总长约4.3公里、采用3—70米无支座整体式刚构桥,为国内外铁路斜拉桥首次。”曾甲华说。

为解决强风环境下长大跨海大桥通行高速铁路列车的技术难题,铁四院还对桥梁主塔造型进行了创新设计。

“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。”曾甲华说,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,避免了虎门大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥等国内桥梁曾经发生过的异常涡振现象。

根据系列风洞试验和风—车—线—桥耦合振动等专题研究成果,福厦高铁泉州湾跨海大桥可抵抗12级强台风,涡激振动幅度控制在惊人的5毫米以内。

“这个涡振数字,使高速列车即使在8级大风中通过跨海大桥桥面,也能达到与陆地引桥相同的行车条件,同样做到硬币不倒。”曾甲华说。

新结构、新技术的采用,使福厦高铁正线达到时速350公里运营目标,消除了以往沿海高铁跨海时降速的难题。

以锈制锈,适应高盐高湿腐蚀环境

除了抗风,在海洋气候高盐高湿腐蚀环境下,如何保证高速铁路跨海大桥长效防腐耐久?这是设计面临的又一个难题。

“为解决海洋环境桥梁锈蚀问题,以往的防护需要定期除绣涂漆。”曾甲华说,针对海洋环境下桥梁重要结构的锈蚀问题,福厦高铁泉州湾跨海大桥索塔钢锚梁和支座创新采用新材料,在国内首次采用耐海洋大气腐蚀钢,免涂装(不涂油漆)、不设除湿系统,为全球首座采用免涂装耐候钢的大型跨海工程,适应了高盐高湿的海洋腐蚀大气环境。

耐候钢,即耐大气腐蚀钢,由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,在融入现代冶金新机制、新技术和新工艺后,不断发展创新,属世界超级钢技术前沿水平的系列钢种之一。

为填补我国耐海洋大气腐蚀钢的钢种空白,铁四院设计团队联合鞍钢集团有限公司(以下简称鞍钢集团)立项攻关。

“通过反复对钢材化学成分进行设计比选、力学及工艺验证试验、海洋环境现场挂片曝晒试验等,成功研制了镍系耐海洋大气腐蚀钢、配套高强螺栓及焊接材料,基于钢材自身生成致密稳定的钝化锈层,阻止氯离子渗透。”曾甲华说,项目课题成果体现“以锈制锈”理念,达到海洋环境下桥梁全寿命期的长效防腐效果。

鞍钢集团和铁四院技术人员表示,福厦高铁泉州湾跨海大桥项目,打破了免涂装耐候钢只能应用在普通大气环境和滨海环境(离海岸线1公里以上)的世界技术格局,推动了世界耐候钢桥的发展,实现“免涂装、绿色耐久、锈色之美”的绿色全寿命设计。

耐候钢成本高,仅能用在最重要的承力结构部件上,大面积的钢梁如何实现耐久防腐?

为给大桥寻找超长耐久防腐涂料,铁四院联合北京航空材料研究院,研发并应用了钢梁超长耐久防腐涂装体系。“该体系采用石墨烯纳米材料改性鳞片型醇溶无机富锌底漆和超耐候氟碳面漆,耐盐雾性和耐人工加速老化性为现有技术的2倍以上,可实现钢结构在海洋腐蚀大气环境下30年以上的超长寿命耐久目标。”曾甲华说,这个时间高于目前跨海桥最长25年的设计防腐寿命,将实现我国钢梁防腐涂装体系30年超长防腐寿命的技术突破。

长联大跨,毫米级精度建造抗强震

福厦高铁泉州湾大桥设计全联长采用钢—混结合梁,为国内外铁路斜拉桥中首次采用。构件全部实现工厂化制造,深水区引桥采用标准化的无支座整体预应力混凝土刚构桥。“通过设计采用上述桥梁结构形式和体系的选择,实现了高速铁路桥梁毫米级建造精度要求。”曾甲华说。

福厦高铁设计位于福建沿海地区和台湾海峡西岸,北起福州市,途径莆田、泉州、厦门,南至漳州,正线全长277公里,设计时速度350公里,是我国第一条真正意义上的海洋环境下服役的高速铁路工程、国内外行车速度最高的沿海/跨海铁路。

“泉州湾高铁跨海大桥地处台湾海峡西岸,属地震高烈度区,从概率上具备发生8级强震的可能性。”曾甲华说。

如何解决长联高墩跨海大桥的抗震设计难题?“设计团队研制采用了纵向粘滞阻尼器、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;采用无支座整体刚构桥,实现长联高墩桥梁的柔性高墩、梁部体系协同受力,解决了地震高烈度区长联高墩大跨桥梁的抗震设计难题。”曾甲华说。

除结构设计技术材料不断创新,福厦高铁泉州湾大桥在设计上也充分践行了“精品工程、智能工程和环境友好型工程”现代理念,即一个好的建筑设计必须融入当地自然环境。

“项目联合美术院校开展了景观专题设计,充分融入海洋元素。桥塔采用了贝壳形曲线桥塔,兼顾结构合理和建筑美学。”曾甲华解释说,这个造型设计寓意为“泉州作为福建经济第一强市、古代海上丝绸之路的起点及当时的东方第一大港”,海洋孕育了泉州这座沿海城市,赋予了她无尽的生机活力和发展动力,将在21世纪海上丝绸之路的发展契机下,扬帆起航,重现海上贸易和世界大港的辉煌”。

专家认为,福厦高铁泉州湾跨海大桥将推动我国大跨度高速铁路、跨海桥梁的技术发展,成为中国高速铁路2.0版的代表性工程之一,也将是世界桥梁领域的里程碑式工程。

图为正在进行主塔封顶作业的泉州湾高铁跨海大桥。 受访者供图

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【廊坊民营经济主力军挑起发展“大梁】近日,我省民营经济领导小组办公室正式发布了2019年度市、县(市)民营经济发展考核结果,廊坊市取得全省考核第二名的好成绩,成为全省唯一连续8次进入全省民营经济考核前三名的设区市。

在县(市)民营经济考核中,廊坊市也成绩优异。香河县、三河市、大厂回族自治县进入省考核前10强,荣获“2019年度全省民营经济发展先进县(市)”称号。另外,在全省参加考核的121个县(市)中,廊坊市参加考核的8个县(市)全部进入全省前50强。

“民营经济贡献了全市70%以上的GDP、80%以上的税收。”廊坊市工信局局长冯学军介绍,近年来,廊坊市在创新引领、服务支撑、集群发展等方面重点发力,持续推动民营经济高质量发展。

坚持科技创新,民营经济发展增动力添活力

近日,在廊坊精雕数控机床制造有限公司生产车间,不同种类和型号的高精密数控机床正在加紧排单生产。疫情期间,许多民营企业产销不旺,陷入经营困境,廊坊精雕的经营业绩却不降反升。仅一季度,该公司订单就较去年同期增长了23%,尤其是用于生产口罩的生产设备零部件的新上机床,一度供不应求。

该公司市场应用部总经理宋涛告诉笔者,疫情期间,他们依托现有机床产品,同口罩生产设备厂家及模具厂家携手合作,持续推动技术创新和工艺改进,在非常短的时间内就拿出了和欧洲、日本各方面技术指标一致的产品,满足了口罩生产设备对加工机床高精度的需求。

创新,是引领民营经济发展的第一动力,也是在危机中育新机,于变局中开新局的关键环节。近年来,廊坊市不断强化创新引领民营经济发展,通过搭建创新平台、培育创新主体、优化创新环境、推进协同创新等系列举措,持续为民营经济发展注入新动能,增添新活力。

今年上半年,廊坊市在积极帮助企业申报上级科技扶植资金的同时,市财政拿出1亿元科技奖补资金,奖补273家高新技术企业及157家研发平台和创新创业平台,及时帮助企业渡过难关。上半年,全市专利申请量5804件,同比增长51.9%;授权量4300件,同比增长87.8%;有效发明专利2738件,同比增长13.1%;全市万人发明专利拥有量5.56件,较2019年底增加0.24件。

在廊坊新奥燃气设备有限公司,一台无人巡检机器人正按照既定指令,对园区内的燃气管网进行自动检测。研发工程师李泉明介绍,城市燃气管网日常巡检主要依靠人工进行,疫情期间给巡检工作造成了极大困难,严重影响燃气管网的安全运行。企业危中寻机,瞄准痛点果断发力,加大科技研发力度,研发出了这台无人巡检机器人。近年来,廊坊市民营经济发展遭遇多重不利因素。“正是因为坚持科技创新,廊坊市的民营经济才克服了这些不利因素,取得了来之不易的好成绩。”廊坊市工信局民营经济发展科负责人陈玺同说。

做强服务支撑,打造民营经济发展优良营商环境

“今年疫情突如其来,使我们的项目研发受到了一定影响。3月初,高新区工作人员过来考察,积极组织我们申报省科技扶持项目,从网上申报、审核修改到上交申请书,一步步帮助我们完成,短短两个月时间,就申请到项目资金200万元,解决了公司燃眉之急。”三河建华高科有限责任公司研发部负责人说。

三河建华高科有限责任公司是一家从事半导体元器件材料加工和芯片制造以及检测专用设备研究与生产制造的企业。多年来,受益于燕郊高新区提供的优良服务,这家公司在燕郊高新区得到了飞速发展。目前,该公司所生产的内圆切片机已经占据国内85%以上的市场,在强手如林的高科技领域占了一席之地。

“欲致其高,必丰其基”,良好的营商环境是民营经济健康发展的基础。近年来,廊坊市从优化市场环境、完善精准有效的政策环境、健全平等保护的法治环境等方面入手,坚决做强服务支撑,坚决消除“市场的冰山”“融资的高山”“转型的火山”,让民营企业的环境更透明、赛场更公平、舞台更宽广。

为实现服务民营企业常态化,廊坊市于2018年底搭建起了政企直通服务平台。该平台充分利用互联网等新媒介,随时受理企业诉求,及时交办责任单位限期解决,同时提供政策发布、法律咨询、创业辅导、融资信息等多项服务。廊坊市工信局民营经济发展促进中心主任孙丽丽介绍,不到两年时间,该平台已注册企业用户7900多家。

积极服务民营企业“走出去”,廊坊市密切跟踪14个以民营企业为主体的“一带一路”重点建设项目,对项目信息进行梳理,完善项目库;对87个对外投资项目、7个对外承包工程项目状态逐一进行核实,努力帮助企业化解项目瓶颈制约,促进项目顺利实施。今年1至5月份,该市对外承包工程新签合同额3.03亿美元,完成营业额4.99亿美元,分别居全省第二和第一位。

复工之初,位于固安县的京东方(河北)移动显示技术有限公司外地员工难以及时返岗,原材料紧缺,产能利用率只有30%。固安县委、县政府第一时间伸出援手,协调保定、廊坊、雄安等地多家上游企业紧急复工,县交通运输等部门协调车辆,远赴邢台、邯郸、张家口等地为企业接回工人,企业生产迅速全面恢复。

前不久,落户固安的另一家新型显示产业龙头企业——维信诺公司也遇到了难题:该公司有不少日韩进口设备,需要国外技术人员安装维保。可由于国外疫情紧张,办签证、买机票等问题,靠企业自己根本办不了。固安县政府多方协调,利用省外办的快捷通道,帮助维信诺公司接回22名国外技术人员,还组织多个部门全程做好疫情防控工作,受到了企业的高度称赞。

为把疫情对民营企业的影响降到最低,廊坊市及时出台《应对疫情支持中小企业共渡难关的十二项措施》,在财税、金融、用工等方面采取暖心举措,全力帮助企业复工复产,恢复经营秩序。今年上半年,廊坊全市实现生产总值1323.1亿元,同比增长0.1%,扭转一季度下降局面,实现正增长。

打造产业集群,助推民营经济遍地开花

盛夏时节,走进霸州经济开发区都市食品产业园,一条条飘着香味儿的现代化食品生产线,一栋栋拔地而起的现代化厂房,无不昭示着都市休闲食品产业的规模和活力。目前,该园区共入驻食品企业47家,计划总投资150亿元,一个百亿级的都市休闲食品产业集群正在崛起。

“霸州都市休闲食品产业从无到有,从有到优,目前已经聚集了北京稻香村、益海嘉里、牛氏运昌等一批企业。我们还在加速布局食品机械、材料加工、食品包装、食品检测、食品流通等产业配套,力促食品产业链进一步延伸,产业集群做大做强。”霸州市发展和改革局有关负责人介绍。

近年来,廊坊立足县域产业基础和未来潜力,强化创新驱动,完善产业链条,强化工业设计、促进两化融合、加强品牌建设,打造出一批规模体量大、专业化程度高、延伸配套性好、支撑带动力强的特色产业集群,形成了民营经济遍地开花的新局面。

陈玺同介绍,廊坊市的县域特色产业集群包括三河高端装备制造、香河家具、霸州都市休闲食品、霸州特色定制家具、文安人造板、大城绝热节能材料、大城红木等七大传统产业集群,以及三河电子信息、三河生物医药和大健康、大厂影视文创、固安电子信息(新型显示)、固安航空航天零部件、永清服装创新设计等六大新兴产业集群。

位于潮白河畔的大厂影视小镇,是大厂影视文创产业的聚集地。早在几年前,这里还是一片未经开发的土地,附近村民主要以种地和外出打工为生。短短几年,大厂影视小镇优良的软硬件环境,就吸引了金海岸影业等百余家优秀文创企业和机构入驻,涵盖影视制作、电视传媒、影视科技、创意设计、动漫游戏、音乐、主题体验等产品线。目前,以大厂影视小镇为代表的大厂影视文创产业集群,正在向着“2022年年营收突破60亿元、2025年突破90亿元”的目标阔步前进。

7月份我省公布的2019年度县域特色产业振兴工作考核结果,印证了廊坊市县域特色产业的勃勃生机。在这份榜单上,廊坊市位列市级考核第4名;参加考核的8个县(市),有7个进入全省前50强,其中固安县、文安县进入全省前10名,分列第2位、第6位,荣获“县域特色产业振兴工作考核优秀等次县”称号。


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