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 。
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