Construction of the World’ s Longest Floating Bridge

The new Evergreen Point Floating Bridge, which carries State Route 520 (SR 520), is the world ’ s longest floating bridge, stretching 7,708,5 feet across Lake Washington in Seattle, Washington. Huhtikuussa 2016 liikenteelle avattu silta korvaa aiemman, vuonna 1963 valmistuneen SR 520-kelluvan sillan, joka oli tullut käyttöikänsä päähän. Uusi silta rakennettiin paikalleen, vanhan sillan viereen ja hieman sen pohjoispuolelle. Sillan rakentaminen vaati erittäin koordinoitua prosessia, jotta ponttonien varalaita ja betonijännitykset säilyivät hyväksyttävissä rajoissa koko rakentamisen ajan.

Kuva 1

ilmakuva State Route (SR) 520 Evergreen Point kelluva silta rakenteilla oleva korkea korirakenne.

Washingtonin osavaltion kelluvat sillat

kelluvat sillat ovat olleet merkittävä osa Washingtonin osavaltion infrastruktuuria vuodesta 1940, jolloin ensimmäinen kelluva silta rakennettiin Washingtonjärven yli. Washington on tällä hetkellä isäntä neljä viidestä pisin kelluva silta maailmassa; William A. Bugge silta, joka ylittää Hood Canal (6,521 jalkaa), ja kolme siltaa, jotka ylittävät Lake Washington: Lacey V. Murrow i-90 bridge (6,620 jalkaa), Homer M. Hadley I-90 bridge (5,811 jalkaa) ja uusi SR 520 kelluva silta (7,708.5 jalkaa). Neljänneksi pisin kelluva silta on Demerara Harbor Bridge (6 074 jalkaa) Georgetownissa Guyanassa.

alkuperäinen kelluva silta Washingtonjärven yli oli Homer M. Hadley, 1900-luvun alun seattlelainen insinööri ja toisen i-90-sillan kaima. Hänen suuri suunnitelma betonista ponttoni kelluva silta yli Lake Washington sanotaan saaneen alkunsa hänen kokemuksensa suunnittelu proomuja maailmansodan aikana I. koska syvyys Lake Washington, yli 200 jalkaa joissakin paikoissa, ja erittäin pehmeä maaperä koostuu paksu vulkaanista tuhkaa talletukset, perinteiset sillat ovat osoittautuneet liian kalliita rakentaa.

Siltakonfiguraatio

Uusi SR520 kelluva silta on sikäli ainutlaatuinen, että koko ajorata on ponttonien yläpuolella sillan koko pituudelta. Muut Lake Washingtonin kelluvat sillat käyttävät ponttonin yläkantta ajopintana valtaosan pituudesta. Korotetun ajoradan hyöty on kaksijakoinen. Ensinnäkin se pitää ajoneuvot järven aaltosuihkun ja loiskahduksen yläpuolella, joita esiintyy suurten myrskytapahtumien aikana. Toiseksi se tarjoaa korotetun ajoradan alittavan huoltokäytävän, joka mahdollistaa huoltohenkilöstön pääsyn ponttoneihin.

sillalla on nykyisin kuusi ajoneuvokaistaa ja sen pohjoispuolella 14 metriä leveä polkupyörä-ja jalankulkuväylä. Sitä suunniteltiin myös ennalta tulevaa levennystä varten, joka mahdollistaisi kahden kevyen junaradan lisäämisen keskustaan.

 kuva 2

kelluvan sillan korkeus.

kahteen suuntaan kiristetty betonielementtielementti, jota kutsutaan ”matalaksi”, muodostaa kohotetun rakenteen keskiosan 5 580 jalkaa. Kelluvan sillan itä-ja länsipäässä kohonnut rakenne siirtyy ylöspäin, jotta lähestymisrakenteissa on hyväksyttävä navigointiväli. Tätä korotuksen osaa kutsutaan ”korkeaksi rakennukseksi”, ja se koostuu esijännitetyistä betonielementtipalkeista, joissa on valettu kansi, joka on tuettu valetuilla poikkipalkeilla ja pylväillä. Kelluvaa siltaa reunustavat 190 metriä pitkät teräksiset I-palkkiset siirtymäjänteet, jotka yhdistävät kelluvan rakenteen kiinteisiin maarakenteisiin. Siirtymävaiheet ja niiden liitokset on suunniteltu mukautumaan kaikkiin kuuden asteen differentiaaliliikkeisiin, joita voi tapahtua kelluvan sillan ja kiinteiden lähestymisten välillä.

ponttonit ja painolasti

sillan selkäranka ja kelluva osa ovat itse ponttonit, solubetoniset laatikkorakenteet. Ne rakennettiin Tacomaan, waan ja Aberdeeniin ja hinattiin washingtonjärvelle kokoamista varten. Yhteensä 77 betoniponttonia on liitetty yhteen, jotta kelluva silta saadaan valmiiksi. Ponttoneja on kolmea tyyppiä: kaksi poikkiponttonia, jotka lisätään sillan päihin lisävakavuuden ja kelluvuuden lisäämiseksi; 21 pitkittäisponttonia, jotka muodostavat sillan selkärangan; ja 44 lisävakausponttonia (SSPs), jotka on jälkikiristetty pitkittäisponttoneihin lisävakavuuden ja kelluvuuden lisäämiseksi. Jokainen pitkittäisponttoni on 360 jalkaa pitkä, 75 jalkaa leveä ja noin 28 jalkaa syvä. Kun ponttonit on painallettu 7 Jalan varalaudalle, ne vetävät 21 jalkaa vettä. Ponttonien leveyttä rajoitti Hiram M: n 80-metrinen selkeä aukko. Chittenden lukitsee Ballardin WA: ssa, jonka läpi ponttonien on kuljettava merimatkansa päätteeksi Washingtonin rannikkoa ylös Aberdeenista.

kuva 3

kelluvan sillan poikkileikkaus.

kelluva silta on pohjimmiltaan pysyvästi ankkuroitu kelluva rakenne, joka on sivusuunnassa tuettu pitkittäis-ja poikittaissuunnassa halkaisijaltaan 3,125 tuuman ankkurikaapeleilla. Noin 360 jalan välein on yhteensä 50 poikittaista ankkurikaapelia ja kahdeksan pitkittäissuuntaista ankkurikaapelia, jotka on yhdistetty sillan molempiin päihin. Ankkurikaapelit ulottuvat jopa 800 jalkaan ja ne on kiinnitetty erityisesti järven pohjaan rakennettuihin ankkurirakenteisiin. Ankkurikaapeleissa on 60 tonnia esijännitystä niiden jäykkyyden parantamiseksi.

painolasti on kelluvan sillan kriittinen osa, jonka ansiosta urakoitsija pystyi pitämään ponttonit trimmissä eli nostamaan ja laskemaan ponttoneja tarpeen mukaan rakentamisen eri vaiheissa. Tilapäisenä painolastina käytettiin rakentamisen aikana vesipainolastia,jota voidaan pumpata ponttoneihin ja niistä pois. Kun ponttonit kootaan yhteen liittämistä varten, vierekkäiset ponttonit ballastoidaan puolen sentin päähän toisistaan. Useita pässejä ja vinssejä käytetään vetämään ponttonit yhteen ja kohdistamaan leikkausavaimet niin, että voidaan asentaa suuret, 20-jalka pitkä 3,5 tuuman halkaisijaltaan jälkeiset kiristystangot, joita kutsutaan myös pulteiksi. Jokaisessa pitkittäissaumassa on yhteensä 80 pulttia tasaisesti ympäri kehää. Lisäksi painolasti on poistettava jatkuvasti kohotetun rakenteen rakentamisen aikana, jotta ponttonit pysyvät trimmatuissa sallituissa toleransseissa välttäen samalla joko ponttoneissa tai kohotetussa rakenteessa tapahtuvia lukkiutuneita rasituksia. Kelluvan sillan rakentamisen loppuvaiheessa kaikki veden painolasti poistettiin ja korvattiin pysyvällä soran painolastilla. On huomattava, että silta on suunniteltu niin, että tulevalle levennykselle on käytettävissä riittävä määrä ”varapainolastia” kevytraiteen varalle. Laajennetussa kokoonpanossa hyödynnettäisiin varapainolastin kelluvuutta ja tarvittaisiin 26 ylimääräistä ssp: tä sillan pituuteen ylimääräisen painon kompensoimiseksi.

 Kuva 4

ponttonien Pohjanäkymä.

kelluvien siltojen Suunnittelufilosofia

toisin kuin Washingtonin osavaltion perinteiset maasillat, joita yleensä ohjataan seismisillä kuormituksilla, kelluvia siltoja ohjaavat tuuli-ja aaltovoimat. Kelluva silta suunniteltiin kestämään 100-vuotista myrskyä, joka määritellään myrskyksi, jolla on 98 mph tuulta ja 6-jalka aaltoja. Ponttonit, jotka ovat täysin jälkikiristettyjä rakenteita, on suunniteltu ponttonien nollajännitysjännitykseen käyttöolosuhteissa tiukkojen halkeamien säätökriteerien avulla äärimmäisten kuormitusyhdistelmien osalta. Extreme 100-vuotistapahtumassa ponttonirunkovahvistus on suunniteltu pysymään hyvin elastisen kantaman sisällä. Korotettu rakenne suunniteltiin 100-vuotiseen myrskytapahtumaan liittyvien ponttonien ja kiihtyvyyksien asettamien taipumien mukaan.

kuva 5

Ilmakuva päälinjasillasta ja BCD-lautan ponttonista.

rakentamisen Lavastus ja analysointi

kelluvan sillan kokoaminen vaati hyvin suunniteltua, koordinoitua ja koreografioitua työtä, joka mahdollisti moninaiset rakennustyöt koko sillan pituudelta. Esimerkiksi kun ponttoneja O ja P yhdistettiin, ristipalkkeja ja pylväitä valettiin Ponttoneihin S ja T ja palkkeja asetettiin myös Ponttoneihin U ja V. Tämä rakennustoiminnan orkestrointi edellytti huolellista koordinointia urakoitsijan, hankkeen laivastoarkkitehdin ja hankkeen rakennusinsinöörin välillä.

projektin varalaitukriteerit edellyttivät, että varalaidan ero ponttonien vastakkaisten sivujen ja ponttonien pituuden välillä 360 jalan etäisyydellä oli koko rakentamisen ajan alle 2 tuumaa. Yli 1500 ainutlaatuista rakennusvaihetta analysoitiin osana rakentamisen valmisteluprosessia, jotta varmistettiin, että varalaita ja rasituskriteerit säilyivät koko rakentamisen ajan. Toisinaan analysoidut kuormitukset ylittivät sopimuksen varalaiduntarpeet,ja ponttonit esipainatettiin 50 prosentille tasapainottomasta rakennuskuormasta, jotta projektivaralaudan toleranssit pysyisivät.

kuva 6

betonin sijoittaminen pääradalta BCD-lautalle. Kgm: n luvalla.

kelluvasta sillasta kehitettiin analyyttinen malli, jossa käytettiin kaupallisesti saatavilla olevia rakennesuunnitteluohjelmistoja rakentamisen lavastusanalyysin suorittamiseksi. Pysty-ja vääntökuormitusta varten kelluva silta analysoitiin jatkuvana palkkina joustavalla perustuksella käyttäen sillan pituusakselia pitkin sijaitsevia rulla -, piki-ja pystysuuntaisia tukijousia, jotka edustavat perustuksen jäykkyyttä, tässä tapauksessa veden tiheyden perusteella. Sillan rakentuessa massan keskipiste pyrkii kasvamaan korkeutta, kun ponttonien sisältä poistetaan painolasti ja edellä rakennettu korotettu rakenne. Koska ponttonin rullajäykkyys on sekä vesitasoalueen että massakeskiön funktio, perustusjousia päivitettiin koko vaiheittaisen rakennusprosessin ajan. Rakentamisen vaiheistusmallin stressilähtöä käytettiin kelluvan sillan jännitysten tarkistamiseen kunkin analysoidun 1500 rakennusvaiheen osalta.

rakentamisen valmisteluanalyysissä tarvittiin urakoitsijan ja merivoimien arkkitehdin tarkat lastaustiedot. Ensin urakoitsija kehitti ja määritteli kunkin rakennusvaiheen työtoimet. Tämän jälkeen laivastoarkkitehti analysoi nämä vaiheet ja laati painolastin säätösuunnitelman rakennuskuorman tasapainottamiseksi sopimuksen varalaiduntarpeiden mukaisesti. Esimerkiksi kun kaadettiin sarjoja pylväitä tai poikkipuuta, tarvittiin vastaavaa toimintaa, jotta siltaa voitiin leikata suhteellisen paljon painolastia. Kun rakennustoiminta ja painolastausvaatimukset oli määritelty, rakennesuunnittelija käytti rakennemallia ponttonien ja kohotetun rakenteen rasitusten tarkistamiseen.

ponttonit B-D korotettu rakennerakenne

ponttonien kokoonpano ja korotettu rakennerakenne etenivät sekä sillan itä-että länsipäästä. Kolme viimeistä ponttonia, ponttonit B-D, asetettiin heinäkuussa 2015, jolloin saatiin valmiiksi koko ponttonijonon kokoonpano. Yksi suurimmista haasteista kelluva silta-hankkeessa oli löytää tapa tarjota ja ylläpitää ajoneuvoilla pääsy maa-aineksille sillalle. Urakoitsijan tavoitteena oli muuttaa ”merellinen hanke maahankkeeksi”. Esimerkiksi kyky ajaa betonirekkoja kaatopaikalle verrattuna siihen, että joudutaan hinaamaan betonirekoilla lastattua proomua, on paljon tehokkaampi ja taloudellisempi keino betonin toimittamiseen.

kelluvan sillan itäpää oli länsipäätä esteettömämpi rannan läheisyyden vuoksi. Väliaikainen silta ja useita proomuja yhdistettiin alkuvaiheessa kulkuväyläksi, jolla itäisin ponttoni, ponttoni W, yhdistettiin maihin. Kun idän kiinteän lähestymisen rakenteet ja siirtymävaiheet oli yhdistetty toisiinsa, kulkuyhteydet siirtyivät trestlestä itäpään valmiille ajoradalle. Sillan länsipäässä ponttoni A, joka sijaitsee kauempana rannasta kuin ponttoni W, ei ollut helposti saavutettavissa maalta. Sillan länsiosan ”maayhteyden” saavuttamiseksi rakennettiin kolmen ponttonin naru, joka koostui Ponttoneista B, C ja D (tunnetaan nimellä ”BCD lautta”) ja ankkuroitiin sitten ponttonien R, S ja T viereen sillan itäpäähän. Korirakenne rakennettiin Ponttoneille B, C ja D, kun se oli väliaikaisesti ankkuroituna tähän paikkaan. Saavutettavuuden parantamisen lisäksi tämä mahdollisti kaiken rakennustoiminnan samanaikaisen toteutumisen.

Kuva 7

maalta veteen pääsy trestle.

BCD-lautta kiinnitettiin pääjonoon 8 metrin läpimittaisten Jokohama-tyyppisten lokasuojien, olemassa olevien pollareiden ja kiinnitysköysien avulla. Sisäänpääsyä varten rakennettiin pieni ramppi kahden rakennelman väliin. Kun lautta oli ankkuroitu, rakennusajoneuvot ja miehistöt pystyivät ajamaan suoraan maalta lautalle. BCD-lautan läntisen korkean rakennelman betoniporsaat tehtiin lavastamalla pumppu ja betoniautot Ponttoneilla R, S ja T sijaitsevalle itäisen korkean osan betoniporsaille.pylväät ja poikkipalkit kaadettiin ajamalla pumppuautot ja betonirekat rantaviivasta suoraan BCD-lautalle. Kansia kaadettiin 61-metrisellä pumppuautolla, joka oli lavastettu päälinjan ylärakenteeseen. Pumppuauton purkupäähän oli kytketty 100 metriä pitkä tremie-putken pidennys, jota tuki ilmassa 400 tonnin nosturi. BCD lautta korotettu rakenne valmistui heinäkuussa 2015. Koko lautta työnnettiin yhtenä yksikkönä, kuten suuri 1 000 jalkaa pitkä laiva, sillan länsipäähän, jossa se liitettiin Ponttooniin E ja lopulta läntisimpään ponttoniin A.

uuden SR 520 Evergreen Point kelluvan sillan avajaiset olivat historiallinen tapahtuma, johon osallistui yli 50 000 ihmistä 2.ja 3. huhtikuuta 2016. Silta avattiin virallisesti ajoneuvoliikenteelle 11. huhtikuuta 2016. Tällä hetkellä vanha SR520-kelluntasilta on poistettu käytöstä ja sitä ollaan poistamassa järvestä. Vanhat ponttonit on myyty ja niitä käytetään uudelleen maailmanlaajuisesti sataman laajentamiseen, merenkulun purkamiseen, venesatamiin, merellä kelluvaan vaiheeseen ja aallonmurtajan rakennusprojekteihin.▪

Fun Fact

Guinness World Records tunnusti sillan virallisesti huhtikuussa 2016 maailman pisimmäksi kelluvaksi sillaksi.

projektiryhmä

omistaja ja Ponttonisuunnittelija: Washington Department of Transportation

Prime Designer and Civil/Structural Engineers: KPFF Consulting Engineers, Seattle, WA, and BergerABAM, Federal Way, wa

Designer/Builder: kgm, a joint venture Consulting Kiewit, Omaha, Nebraska; General Construction Company, Federal Way, WA, and Manson Construction Co., Seattle, WA

Naval Architect: Elliot Bay Design Group

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.