a világ leghosszabb úszó hídjának építése

az új Evergreen Point úszó híd, amely az 520-as Állami utat (SR 520) hordozza, a világ leghosszabb úszó hídja, amely 7708,5 láb hosszú a Washington-tónál, Seattle-ben, Washingtonban. A 2016 áprilisában a forgalom számára megnyitott híd felváltja a korábbi SR 520 úszó hidat, amely 1963-ban készült el, és elérte hasznos élettartamának végét. Az új hidat a helyén építették, a régi híd szomszédságában, attól északra. A híd építése erősen összehangolt folyamatot igényelt annak biztosítása érdekében, hogy a pontonok szabadoldala és a pontonok betonfeszültségei elfogadható határokon belül maradjanak az építés során.

1.ábra

Légi felvétel az állami útvonalról (SR) 520 Evergreen Point úszó híd sokemeletes felépítmény építés alatt.

Washington állam úszó hídjai

az úszó hidak Washington állam infrastruktúrájának jelentős részét képezik 1940 óta, amikor az első úszó hidat megépítették a Washington-tó felett. Washington jelenleg a világ öt leghosszabb úszó hídja közül négynek ad otthont; a William A. Bugge híd, amely keresztezi a Hood-csatornát (6521 láb), és három híd, amely keresztezi a Washington-tavat: a Lacey V. Murrow I-90 híd (6620 láb), a Homer M. Hadley I-90 híd (5811 láb) és az új SR 520 úszó híd (7708,5 láb). A negyedik leghosszabb úszó híd a Demerara kikötői híd (6074 láb) Georgetownban, Guyanában.

az eredeti úszó híd a Washington-tó felett Homer M. ötletgazdája volt. Hadley, a 20. század eleji Seattle-i mérnök és a két I-90-es híd egyikének névadója. A Washington-tavon átívelő beton ponton úszó híd nagyszerű rendszere állítólag az első világháború alatt uszályok tervezésének tapasztalataiból származik.a Washington-tó mélysége, egyes helyeken több mint 200 láb, és a vastag vulkáni hamu lerakódásokból álló nagyon puha talajok miatt a hagyományos hidak túl költségesnek bizonyultak a megépítéshez.

híd konfiguráció

az új SR520 úszó híd egyedülálló abban, hogy a teljes úttest a híd teljes hosszában a pontonok fölé emelkedik. Más Washington-tó úszó hidak a ponton felső fedélzetét használják vezetési felületként a hossz nagy részében. A megemelt úttest előnye kétszeres. Először is, a járműveket a tó hullámpermete és fröccsenése felett tartja, amelyek nagy viharesemények során fordulnak elő. Másodszor, karbantartási folyosót biztosít a megemelt úttest alatt, amely lehetővé teszi a karbantartó személyzet számára a pontonokhoz való hozzáférést.

a hídnak jelenleg hat járműsávja van, valamint egy 14 láb széles kerékpár-és gyalogos ösvény az északi oldalon. Előre megtervezték a jövőbeni kiszélesítésre is, amely lehetővé tenné két kisvasúti vasútvonal hozzáadását a központba.

2.ábra

az úszó híd magassága.

előregyártott beton, szegmentális, Bordázott felépítményű födém, amelyet két irányban feszítettek meg, amelyet “alacsony emelkedésnek” neveznek, alkotja a megemelt szerkezet 5580 lábának közepét. Az úszóhíd keleti és nyugati végén a megemelt szerkezet felfelé halad, hogy elfogadható navigációs távolságot biztosítson a megközelítési szerkezeteknél. A megemelt szerkezetnek ezt a részét “sokemeletes”-nak nevezik, és előfeszített előregyártott tartókból áll, amelyek öntött helybeli fedélzettel vannak ellátva, amelyet öntött helybeli keresztgerendák és oszlopok támasztanak alá. Az úszó hidat 190 láb hosszú acél I-Gerendás átmeneti ívek szegélyezik, amelyek összekötik az úszó szerkezetet a rögzített földszerkezetekkel. Az átmeneti fesztávolságokat és csatlakozásaikat úgy tervezték, hogy befogadják mind a hat fokos differenciális mozgást, amely az úszó híd és a rögzített megközelítések között előfordulhat.

pontonok és ballaszt

A híd gerince és úszó része maguk a pontonok, cellás beton dobozszerkezetek. Tacomában, WA-ban és Aberdeenben, WA-ban építették őket, és a Washington-tóba vontatták összeszerelés céljából. Összesen 77 beton ponton van összekötve az úszó híd befejezéséhez. A pontonoknak három típusa van: két keresztponton, amelyeket a híd végeihez adnak a további stabilitás és felhajtóerő érdekében; 21 hosszanti ponton, amelyek a híd gerincét alkotják; és 44 kiegészítő stabilitási ponton (ssp), amelyek a hosszanti pontonokhoz vannak feszítve, hogy további stabilitást és felhajtóerőt biztosítsanak. Minden hosszanti ponton 360 láb hosszú, 75 láb széles és körülbelül 28 láb mély. Miután a 7 lábú szabadoldalukra ballasztolták, a pontonok 21 láb vizet merítenek. A pontonok szélességét a Hiram M 80 méteres tiszta nyílása korlátozta. Chittenden be van zárva Ballard, WA, amelyen keresztül a pontonoknak óceáni útjuk végén át kell haladniuk a Washington partja tól től Aberdeen.

3.ábra

úszóhíd keresztmetszete.

az úszóhíd lényegében tartósan kikötött úszószerkezet, amelyet hosszirányban és keresztirányban oldalirányban 3,125 hüvelyk átmérőjű horgonykábelek támasztanak alá. Összesen 50 keresztirányú horgonykábel van elhelyezve körülbelül 360 lábonként, valamint nyolc hosszanti horgonykábel, amelyek a híd mindkét vége közelében vannak összekötve. A horgonykábelek akár 800 láb hosszúak is, és a tó fenekén speciálisan kialakított horgonyszerkezetekhez vannak rögzítve. A horgonykábelek 60 tonna előfeszítéssel rendelkeznek, hogy fokozzák merevségüket.

a ballaszt az úszó híd kritikus eleme, amely lehetővé tette a vállalkozó számára, hogy megtartsa a pontonok burkolatát, vagy szükség szerint emelje és engedje le a pontonokat az építés különböző szakaszaiban. Víz előtét, amelyet könnyen be lehet pumpálni a pontonokba, ideiglenes ballasztként használták az építkezés során. Amikor a pontonokat összekapcsolják, a szomszédos pontonokat egymástól fél hüvelyken belül ballasztolják. Egy sor kosok és csörlők használják, hogy húzza a pontonok együtt, és igazítsa nyíró kulcsokat úgy, hogy a nagy, 20 láb hosszú, 3,5 hüvelyk átmérőjű post-feszítő rudak, más néven csavarok, lehet telepíteni. Összesen 80 csavar van egyenletesen elosztva a kerület körül minden hosszanti illesztésnél. Ezenkívül a ballasztot folyamatosan el kell távolítani a megemelt szerkezet felépítése során, hogy a pontonok a megengedett tűréshatárokon belül maradjanak, elkerülve ugyanakkor a pontonokban vagy a megemelt szerkezetben a bezárt feszültségeket. Az úszó híd építésének végén az összes vízballasztot eltávolították, és állandó kavicsballasztra cserélték. Meg kell jegyezni, hogy a hidat úgy tervezték meg, hogy elegendő mennyiségű tartalék állandó előtét álljon rendelkezésre egy jövőbeli kiszélesítéshez a kisvasút befogadására. A kiszélesített konfiguráció kihasználná a tartalék előtét felhajtóerejét, és további 26 ssp-t kell hozzáadni a híd hosszában, hogy ellensúlyozza az extra súlyt.

4.ábra

pontonok Síknézete.

úszó híd tervezési filozófia

A hagyományos szárazföldi hidakkal ellentétben Washington államban, amelyeket általában szeizmikus terhelések vezérelnek, az úszó hidakat szél-és hullámerők irányítják. Az úszó hidat úgy tervezték, hogy ellenálljon egy 100 éves viharnak, amely 98 mph széllel és 6 méteres hullámokkal rendelkezik. A pontonok, amelyek teljesen utófeszített szerkezetek, nulla feszültségfeszültségre vannak tervezve a pontonokban üzemi körülmények között, szigorú repedésszabályozási kritériumokkal az extrém rakodási kombinációkhoz. A szélsőséges 100 éves eseményen a pontontest megerősítését úgy tervezték, hogy jól maradjon a rugalmas tartományon belül. A megemelt szerkezetet úgy tervezték, hogy befogadja a pontonok által okozott eltéréseket és a 100 éves vihar eseményéhez kapcsolódó gyorsulásokat.

5.ábra

A légi felvétel a fővonal híd és a BCD tutaj ponton.

építési szakasz és elemzés

az úszó híd összeszerelése rendkívül tervezett, összehangolt és koreografált erőfeszítést igényelt, hogy a híd hosszában több építési tevékenységet lehessen végezni. Például, miközben az O és P Pontonokat összekapcsolták, keresztgerendákat és oszlopokat öntöttek az S és T Pontonokra, és a tartókat az U és V Pontonokra is felállították.

A projekt szabadoldalának kritériumai megkövetelték, hogy a pontonok ellentétes oldalai és a pontonok hossza közötti különbség 360 láb távolságban az építés során mindig kevesebb legyen, mint 2 hüvelyk. Az építési folyamat részeként több mint 1500 egyedi építési lépést elemeztek annak biztosítása érdekében, hogy a szabadoldal és a stressz kritériumok az építés során fennmaradjanak. Időnként az elemzett terhelések meghaladták a szerződéses szabadoldal követelményeit, és a pontonokat az egyensúlyon kívüli építési terhelés 50%-ára előre előtöltötték, hogy a projekt szabadoldal tűréshatárain belül maradjanak.

6.ábra

beton elhelyezése a fővonalról a BCD tutajra. A KGM jóvoltából.

az úszó híd analitikai modelljét a kereskedelemben kapható szerkezeti mérnöki szoftver segítségével fejlesztették ki az építési szakaszelemzés elvégzésére. A függőleges és torziós terheléshez az úszó hidat folytonos gerendaként elemeztük egy rugalmas alapon, a híd hossztengelye mentén elhelyezkedő tekercs, hangmagasság és függőleges támasztórugók segítségével, hogy ábrázolják az alap merevségét, ebben az esetben a víz sűrűsége alapján. A híd felépítésekor a tömegközéppont magassága növekszik, amikor a ballasztot eltávolítják a pontonok belsejéből,és a fent felépített emelt szerkezetet. Mivel a ponton tekercsmerevsége mind a vízsík területének, mind a tömegközéppontnak a függvénye, az alaprugókat a szakaszos építési folyamat során frissítették. Az építési szakaszos modell feszültségkimenetét az elemzett 1500 építési lépés mindegyikének úszó hídfeszültségének ellenőrzésére használták.

az építési szakaszelemzéshez szükséges bemenet részletes rakodási adatokat igényelt a kivitelezőtől és a tengerészeti építésztől. Először az egyes építési lépések munkatevékenységeit a vállalkozó dolgozta ki és határozta meg. Ezeket a lépéseket ezután elemezte a haditengerészeti építész, aki kidolgozott egy ballasztbeállítási tervet az építési terhelések kiegyensúlyozására a szerződéses szabadoldal követelményein belül. Például, amikor oszlopok vagy keresztgerendák sorozatát öntötték, a híd burkolatának megtartásához megfelelő tevékenységre volt szükség az arányos mennyiségű víz előtét eltávolításához. Miután meghatározták az építési tevékenységeket és a ballasztolási követelményeket, a szerkezeti mérnök a szerkezeti modellt használta a pontonok és a megemelt szerkezet feszültségének ellenőrzésére.

pontonok B-D emelt szerkezet építése

Pontonszerelés és emelt szerkezet építése haladt mind a keleti, mind a nyugati végén a híd. Az utolsó három pontont, A B-D Pontonokat 2015 júliusában állították be, amelyek befejezték a teljes pontonhúr összeszerelését. Az úszó híd projekt egyik legnagyobb kihívása az volt, hogy megtalálják a módját annak, hogy biztosítsák és fenntartsák a járművek hozzáférését a szárazföldtől a hídig. A vállalkozó célja az volt, hogy egy tengeri projektet szárazföldi projektté alakítson. Például az a képesség, hogy a beton teherautókat öntési helyre kell vezetni, szemben a beton teherautókkal megrakott uszály vontatásával, sokkal hatékonyabb és gazdaságosabb eszköz a beton szállításához.

az úszó híd keleti vége a parthoz való közelsége miatt hozzáférhetőbb volt, mint a nyugati vég. A korai szakaszban egy ideiglenes hidat és több uszályt kapcsoltak össze, hogy a legkeletibb pontont, A W Pontont a szárazfölddel kössék össze. Miután a keleti rögzített megközelítési struktúrákat és az átmeneti szakaszokat összekapcsolták, a hozzáférés az állványról a keleti végén lévő kész úttestre tolódott. A híd nyugati végén az a ponton, amely a parttól távolabb helyezkedik el, mint a W ponton, szárazföldről nem volt könnyen elérhető. A híd nyugati részének “szárazföldi hozzáférése” érdekében egy három pontonhúrt építettek, amely B, C és D Pontonokból állt (más néven “BCD tutaj”), majd kikötötték az R, S és T pontonok mellett a híd keleti végén. A felépítményt a B, C és D Pontonokra építették, miközben ideiglenesen ezen a helyen horgonyoztak. A jobb hozzáférés mellett ez lehetővé tette az összes építési tevékenység egyidejű lebonyolítását.

7.ábra

föld-víz hozzáférési állvány.

8 láb átmérőjű Jokohama típusú tengeri sárvédők, meglévő kikötőbakok és kikötési vonalak sorozatát használták a BCD tutaj rögzítéséhez a fő húrhoz. A két szerkezet között egy kis rámpát építettek a hozzáféréshez. Miután a tutajt kikötötték, az építőipari járművek és a személyzet közvetlenül a szárazföldről a tutajra tudtak vezetni. Beton önti a nyugati sokemeletes emelkedett szerkezet BCD tutaj végeztünk staging szivattyú és beton teherautók a keleti sokemeletes rész található pontonok R, S és T. oszlopok és keresztgerendák öntjük vezetés szivattyú teherautók és beton teherautók partvonal közvetlenül a BCD tutaj. A fedélzeteket egy 61 méteres szivattyú teherautóval öntötték a fővonal felépítményére. Egy 100 láb hosszú tremie csőhosszabbítást csatlakoztattak a szivattyú teherautó kisülésének végéhez, amelyet egy 400 tonnás daru támogatott a levegőben. A BCD tutaj emelt szerkezetének építése 2015 júliusában fejeződött be. Az egész tutaj tolta egyetlen egység, mint egy nagy 1000 láb hosszú hajó, a nyugati végén a híd, ahol csatlakozott ponton E és végül a legnyugatibb ponton A.

az ünnepélyes megnyitó az új Sr 520 Evergreen Point úszó híd történelmi esemény volt, részt vett több mint 50.000 ember április 2-án és 3, 2016. A híd hivatalosan megnyílt a járműforgalom április 11, 2016. Jelenleg a régi SR520 úszó hidat leszerelték, és eltávolítják a tóból. A régi pontonokat eladták, és világszerte újra felhasználják a kikötők bővítéséhez, a tengeri kirakodási létesítményekhez, a kikötőkhöz, a tengeri úszó színpadhoz és a hullámtörő építési projektekhez.6720>

Fun Fact

a Guinness-Rekordok 2016 áprilisában hivatalosan is elismerték a hidat, mint a világ leghosszabb úszó hídját.

projekt csapat

tulajdonos és Pontontervező: Washington Közlekedési Minisztérium

Prime tervező és Civil/szerkezeti mérnökök: Kpff Consulting Engineers, Seattle, WA, és BergerABAM, Federal Way, WA

tervező/építő: Kgm, a közös vállalat, amely Kiewit, Omaha, Nebraska; General Construction Company, Federal Way, WA, és Manson Construction Co., Seattle, WA

haditengerészeti építész: Elliot Bay Design Group

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.