<code id="iv2sy"></code>

    1. 首頁 > 工程設計 > 正文
      薩拉·米爾德里德·朗大橋的創新解決方案
      2020-03-26 來源:橋隧產業 作者:Jeffrey S. Folsom等

        始建于1940年的美國緬因-新罕布什爾大橋,橫跨于Piscataqua河上,連接新罕布什爾州的樸茨茅斯市和緬因州的基特里市。如果上游95號州際公路的交通中斷,它將成為連接緬因州和新罕布什爾州之間的重要備用線路。1987年,緬因-新罕布什爾大橋被重新命名為薩拉·米爾德里德·朗大橋(Sarah Mildred Long Bridge),以紀念在緬因-新罕布什爾州際大橋管理局工作了50年的Sarah Mildred Long。

        30年后的2018年3月30日,另一座以“Long”命名的替代橋投入使用。這座橋的創新設計會讓Sarah Mildred Long感到自豪。之前的結構有5跨,其中包括可以豎直升降的橋跨,位于樸茨茅斯市一側一共有15跨,基特里市一側有7跨。新橋為雙層橋,頂層用于公路交通,底層用于鐵路運輸,中間有一個單層的可升降的活動橋跨。

        多方積極溝通 創造新穎設計
       

        新結構的設計提高了預制拼裝橋梁通航橋跨的斜交角、寬度,以及車輛、鐵路和船舶的通行安全和效率。有了這座新橋,海上船只可以在Piscataqua河上航行,而最上層橋梁則承載著美國1A公路,次上層的匝道橋將美國東北部的鐵路線路與樸茨茅斯海軍造船廠(Portsmouth Naval)連接起來??缮档幕顒訕蛎嬖试S高大的船只通過,當下降到與鐵路軌道平齊時,又可以讓火車通過。

        這樣一個設計解決方案幫助項目負責人實現了許多目標。首先,允許對橋梁的水平和垂直方向進行微調,以提高通航凈高,還可以滿足鐵路和道路交通的標準,并最小化對環境、歷史遺址、附近財產的影響?;炷敛牧系氖褂靡蔡峁┝艘粋€上下一體、美觀的解決方案。

        在整個設計過程中,團隊積極與政府機構、社區、監管部門、船舶駕駛員溝通,并廣泛收集公眾意見,獲得了設計的靈感。最終指導設計師和承包商創造出滿足所有目標的設計作品,同時建造出別出心裁的可活動橋面,為后續此類項目提供了借鑒。

        替代橋項目是聯邦公路管理局、緬因州交通部和新罕布什爾州交通部的合作項目,緬因州交通部是牽頭機構。這個耗資1.65億美元的項目得到了2500萬美元的交通資助,其中包括用于鐵路部分的經濟復蘇(TIGER)贈款。該項目屬于緬因州和新罕布什爾州之間的“三橋協議”中的第二項協議,旨在解決他們共同擁有的橫跨Piscataqua河的橋梁權責問題。

        減少水中墩柱 提高通航能力
       

        團隊在最初設計時面臨的主要問題之一是船舶如何才能暢行無阻?原先的橋梁在閉合位置只有約3米的凈空,這意味著橋梁需要經常打開,船舶才能通過。2008年,該橋已開合2637次,平均每次打開時會延誤9.5分鐘。新橋在其閉合位置提供了約17米的垂直凈空。由于增加了垂直凈空,新結構將減少68%的開合次數。因為每年只有10列火車會使用到較低的軌道,所以舊橋可以一直保持閉合狀態,即原始的橋面高度。

        原先的橋梁只能提供約53米的通航寬度供海上交通使用,這迫使拖船在通過這座橋之前必須與更大的船只脫離。為了提高船只在開合橋跨附近的通行性,需要開辟一個新的航道,建造一個15度的斜交橋,將可通航寬度增加到76.2米。

        新橋可以打開的更大高度是通過新罕布什爾一側的引橋上1454米的反向曲線和緬因州一側的1585米半徑曲線實現的,然后再連接到現有的路線上。這種設計允許新一代的貨船在拖船參與的情況下通過橋梁。

        在新橋的上層,可供車輛行駛的有11跨,下層供鐵路運行的有16跨。含鐵軌的橋跨長度約是公路橋跨長度的一半,其目的是為了適應較重的Cooper E80活載。而且這樣的設計可以最大限度地延長每一跨的長度,以減少水中的橋墩數量。

        對于預制拼裝橋梁來說,鐵路橋的跨度設置為49米是非常合適的,而且在上層97.5米跨度范圍內的橋上只能使用獨柱墩。這樣的設計可以減少水中的11個橋墩,而且Market街現有的獨柱墩也被取消,改善了通往樸茨茅斯市中心的航道寬度。

        上層的公路橋采用預制混凝土箱梁進行拼裝,梁段高度從2.4米到4.1米范圍內變化。下層的鐵路橋也是由預制混凝土梁拼裝而成,高度從2.7米到3.4米范圍內變化??苫顒拥膯螌訕蛎姘鍖捈s13米,兩條線路間相隔2米的鐵路軌道。

        改進升降塔 降低造橋成本
       

        為92米長的流線型箱梁設計升降驅動系統,通常有兩種方案。由于有橋跨傳動裝置,機器安裝在橋跨上,隨著橋梁的升降而自動升降。在塔式驅動下,位于塔頂的機械可以提升或降低跨度。對于這個項目,混合設計是較為周全的解決方案。

        操作設備位于4個61米高的預制混凝土塔基上,方便維修和檢查。與橋跨傳動類似,該設備使用上拉繩索和下拉繩索將主梁上下拉起,而不是依靠平衡重和滑輪的摩擦力來移動主梁。與塔式驅動一樣,設備被封閉在塔內,包括機械設備、線路、維修樓梯等。平衡重是用鋼箱里的鋼板做的。為了確保性價比最高,使用的鋼材是與其他材料(如鉛)進行評估后選定的,并將密度與所需材料的總高度進行比較。升降塔上的玻璃窗戶可以為維護人員提供環境照明,還允許行駛車輛的司機在橋跨上升或下降時看到平衡重的移動。

        該橋的獨特之處在于,通過在塔樓上運行的導向滾軸,來調整橋跨的橫向和縱向伸縮位置。橋跨的初始位置是在車輛行駛層,并與其他橋跨有一個標準的指形接合。開口狀態時,允許升降塔的軌道通過跨度并繼續下降到鐵路層。在接口處有一個帶斜接軌道的板,可以連接到鐵軌上。因為通常在接口處不設置軌道以連接到下層的鐵軌,所以這是一個十分具有挑戰性的細節設計。

        在所有的可能性評估完成后,升降塔樓選擇用預制混凝土進行建造。這個選擇是最經濟的,因為預制混凝土分段澆筑,上部結構的安裝、后張拉和環氧樹脂接縫所需的所有設備都可以現場取材。

        每座塔樓由21個預制混凝土節段澆筑而成。施工現場采用標準節段混凝土配合澆筑程序進行澆筑。在前3個節段架設好并調整到合適的高度和坡度后,在下面澆筑一個0.9米高的起始段,以建立初始的幾何線形。預制混凝土塔段需要放置在現澆基礎的頂部,為了確保沿著正確的初始幾何形狀澆筑混凝土,需要分段安裝在臨時支架上進行,并作了適當的調整,預制混凝土塔段和現澆基礎之間進行了短暫的封閉澆筑期。在整個安裝過程中一直監控線形,并根據需要進行調整,以減少安裝誤差。塔帽是預制混凝土結構,塔頂為現澆混凝土。

        有限預算下的創新解決方案
       

        薩拉·米爾德里德·朗大橋是一座令人印象深刻的橋梁,它滿足了一系列復雜的功能需求,同時又兼具視覺美感,并與它所處的環境相融合。該地區包含兩個歷史悠久的城市,以及迷人的自然環境。要想在合理的預算范圍內同時滿足功能性和美學的要求,需要在布局、設計、合同安排和施工管理等方面進行創新。

        通常具有這種復雜功能的橋梁,其外觀也會讓人看起來較為復雜。原先的那座舊橋就是一個例子。所以在新橋的設計上,采用混凝土分段施工,為工程美學提供了一種解決方案。在跨度方面,減少水中的橋墩數量,簡化了橋梁的整體線形;在升降塔樓方面,消除了常見的桁架支撐,隱藏了升降驅動設備。同時,高聳而有力的塔樓、簡單而堅固的橋墩,加強了這種美觀又充滿力量的感覺。

        在升降塔樓的頂部設計了一種可以顯示平衡重的進度條。當一艘輪船或一列火車將要通過大橋時,塔樓窗戶上垂直的條狀物會顯示出配重的移動進度,這對于因橋跨升降而被迫堵在路上等候的司機來說,是一種視覺補償。

        新的薩拉·米爾德里德·朗大橋改善了緬因州和新罕布什爾州之間的車輛、鐵路和通航路線。通過在整個設計和施工過程中使用創新的解決方案,克服了現場條件的困難,并協調了不同學科之間,以及業主、承包商之間,對于如何在有限的預算和緊張的工期挑戰下的不同意見,使這個美麗的結構可以迎接下一個世紀。



        (圖片來自網絡;如有侵權,請與我們聯系,我們將在第一時間進行處理。)
      上一篇:長壽命橋梁設計
      下一篇:最后一頁
      ?
      Copyright © 2007-2022 cnbridge.cn All Rights Reserved
      服務熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強
      ICP經營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網安備 11010802020311號
      黄色电影网址

      <code id="iv2sy"></code>