Construction of The World’s Longest Floating Bridge

州道520号線(SR520)を走る新しいエバーグリーン・ポイント・フローティング・ブリッジは、ワシントン州シアトルのワシントン湖に7,708.5フィート伸びる世界最長のフローティング・ブリッジである。 2016年に開通したこの橋は、1963年に完成し、耐用年数の終わりに達していた以前のSR520浮橋に取って代わります。 新しい橋は、古い橋のすぐ北に隣接して建設されました。 橋の構造はポンツーンのfreeboardそして具体的な圧力が構造中の受諾可能な限界の内で維持されたことを保障するように高度調整されたプロセスを必

図1

建設中の州道(SR)520エバーグリーンポイント浮橋高層上部構造の航空写真。

ワシントン州の浮橋

浮橋は、最初の浮橋がワシントン湖に建設された1940年以来、ワシントン州のインフラの主要な部分を占めてきました。 フッド運河に架かるウィリアム・A・バッジ橋(6,521フィート)と、ワシントン湖に架かるレイシー・V・マロー I-90橋(6,620フィート)、ホーマー・M・ハドリー I-90橋(5,811フィート)、新しいSR520浮橋(7,708.5フィート)の3つの橋がある。 4番目に長い浮橋は、ガイアナのジョージタウンにあるデメララ・ハーバー・ブリッジ(6,074フィート)である。

ワシントン湖に架かる元の浮橋はホーマー-Mの発案によるものであった。 ハドリー-20世紀初頭のシアトルのエンジニアであり、I-90橋の一つの同名のものである。 ワシントン湖の深さ、いくつかの場所で200フィート以上、厚い火山灰の堆積物からなる非常に柔らかい土壌のために、伝統的な橋は建設するにはあまりにも高価であることが証明されている。

ブリッジ構成

新しいSR520フローティングブリッジは、道路全体が橋の全長にわたってポンツーンの上に上昇しているという点でユニークです。 他のワシントン湖の浮橋は長さの大半のために運転の表面としてポンツーンの上のデッキを利用する。 高架道路の利点は2つあります。 最初に、それは大きい嵐のでき事の間に起こる湖の波のスプレーおよびしぶきの上の車を保つ。 第二に、それはポンツーンへの保守スタッフのアクセスを可能にする高架道路の下に保守回廊を提供します。

この橋には現在、6つの車両車線と14フィートの幅の自転車と歩行者専用道路が北側にあります。 また、将来の拡大のために事前に設計されており、中心部に2つのライトレール列車を追加することができました。

図2

浮橋の標高。

“低層”と呼ばれる二つの方向に張力をかけたプレキャストコンクリート、セグメント、リブ付き上部構造スラブは、高架構造の中心5,580フィートを構成しています。 浮橋の東端と西端では、高架構造物が上方に移行し、アプローチ構造物で許容可能な航行クリアランスを提供する。 高架構造のこの部分は”高層”と呼ばれ、プレストレストされたプレキャストガーダーで構成されており、キャストインプレースデッキはキャストインプレースクロスビームと柱に支持されている。 浮遊橋は固定土地の構造に浮遊構造を接続する190フィートの長さの鋼鉄Iガードの転移のスパンによって隣接する。 転移のスパンおよび関係は浮遊橋と固定アプローチの間で起こることができる差動動きのすべての6度を収容するように設計されている。

ポンツーンとバラスト

橋の骨格と浮遊部分はポンツーンそのものであり、コンクリートボックス構造である。 ワシントン州タコマとアバディーンのオフレイクで建造され、組み立てのためにワシントン湖に曳航された。 合計77の具体的なポンツーンは浮遊橋を完了するために一緒に結合される。 ポンツーンには3つのタイプがあります: 追加の安定性と浮力のために橋の端に追加される2つのクロスポンツーン、橋の背骨を構成する21の縦ポンツーン、および追加の安定性と浮力を提供するために縦ポンツーンにポストテンションされる44の補助安定ポンツーン(SSPs)。 それぞれの縦ポンツーンは、長さ360フィート、幅75フィート、深さ約28フィートです。 一度7フィートの設計”freeboard”にballasted、ポンツーンは水の21フィートを草案する。 ポンツーンの幅は、Hiram Mの80フィートの明確な開口部によって制限されていました。 チッテンデンはワシントン州バラードにロックし、ポンツーンはアバディーンからワシントン海岸までの航海の終わりに通過しなければならない。

図3

浮橋の断面。

浮遊橋は本質的に3.125インチの直径のアンカーケーブルによって縦方向および横断方向で横に支えられる永久に係留された浮遊構造です。 橋の両端の近くで接続される50の横断アンカーケーブルおよび8つの縦方向のアンカーケーブルがおよそ360フィート毎に間隔をあけられる合計ある。 アンカーケーブルは800フィート多くを伸ばし、湖の底で特に組み立てられたアンカー構造に添付される。 アンカーケーブルに剛さを高める前張力の60トンがある。

バラストは浮橋の重要な構成要素であり、建設の様々な段階で必要に応じてポンツーンをトリムしたり、ポンツーンを上下させたりすることができました。 ポンツーンの内外に容易に汲み上げることができる水バラストは、建設中に一時的なバラストとして使用されました。 ポンツーンが結合のために一緒に持って来られるとき、隣接したポンツーンは互いの半インチの内でにballasted。 一連のラムおよびウィンチがポンツーンを一緒に引っ張り、大きい、20フィートが3.5インチの直径の後引張りの棒、別名ボルトによって長く、取付けることができるようにせん断のキーを一直線に並べるのに使用されています。 均等に各々の縦方向の接合箇所で周囲のまわりで配られる合計80のボルトがあります。 また、バラストは高い構造の構造の間にポンツーンか高い構造のロックされた圧力を避けている間ポンツーンを正当な許容の内で整えておくために絶えず取除かれなければならない。 浮橋建設の終わりに、すべての水のバラストが除去され、永久的な砂利のバラストに置き換えられました。 この橋は、ライトレールに対応するために将来の拡幅のために十分な量の”予備”永久バラストが利用可能であるように設計されていることに留意すべきである。 拡大された構成は予備のバラストからの浮力を利用し、余分重量を相殺するために橋の長さに沿って26の付加的なSspが加えられるように要求する。

図4

ポンツーンの平面図。

浮橋設計思想

ワシントン州の伝統的な陸上橋とは異なり、通常は地震荷重によって制御されますが、浮橋は風と波の力によって支配されます。 浮橋は98mphの風および6フィートの波を持っている嵐として定義される100年の嵐に抗するように設計されていた。 十分にpost-tensioned構造であるポンツーンは極度なローディングの組合せのための厳密な一流の制御規準のサービス条件の下のポンツーンのゼロ張力圧力のため 極度な100年のでき事で伸縮性がある範囲の内でよくとどまるように、ポンツーンの外皮の補強は設計されている。 高架構造は、100年の嵐のイベントに関連付けられているポンツーンと加速度から課された偏向を収容するように設計されました。

図5

メインライン橋とBCDいかだポンツーンの航空写真。

建設のステージングと分析

浮橋の組み立てには、橋の長さに沿って複数の建設活動を可能にするために、高度に計画され、調整され、振り付けされた努力が必要であった。 例えば、ポンツーンOとPが結合されている間、ポンツーンSとTにクロスビームと柱が鋳造されていたし、桁もポンツーンUとVに設定されていた。

プロジェクトフリーボードの基準では、ポンツーンの反対側とポンツーンの長さに沿った360フィートの距離の間のフリーボードの差は、建設中に常に2インチ未満であることが要求されていた。 1,500の独特な構造のステップに構造の足場プロセスの一部としてfreeboardおよび圧力の規準が構造中維持されたことを保障するために分析された。 時々、分析された負荷は契約のfreeboardの条件を超過し、ポンツーンはプロジェクトのfreeboardの許容の内でとどまるためにのバランスの構造の負荷の50%のために前ballasted。

図6

メインラインからBCDいかだにコンクリートを配置します。 KGMの礼儀。

市販の構造工学ソフトウェアを用いた浮橋の解析モデルを開発し、建設ステージング解析を行いました。 垂直およびねじり荷重に対して,浮橋は,橋の長手方向軸に沿って位置するロール,ピッチおよび垂直支持ばねを用いて弾性基礎上の連続梁として解析され,この場合は水の密度に基づいて基礎剛性を表す。 橋が建設されると、バラストがポンツーンの内側から取り除かれ、上に構築された高架構造が取り除かれるにつれて、質量の中心は高さが成長する傾向がある。 ポンツーンのロール剛性は水平面面積と質量中心の両方の関数であるため、基礎ばねは段階的な建設プロセスを通して更新されました。 構造の足場モデル圧力の出力が分析される1500の構造のステップのそれぞれのために浮遊橋圧力を点検するのに使用されていた。

建設ステージング分析のための入力には、請負業者と海軍建築家からの詳細な積載データが必要でした。 まず、各建設ステップの作業活動は、請負業者によって開発され、定義されました。 これらのステップは契約のfreeboardの条件内の構造の負荷のバランスをとるためにバラストの調節の計画を開発した海軍建築家によってそれから分析 例えば、一連のコラムか大梁が注がれたとき、水バラストの比例した量を取除く対応する活動は橋トリムを保つように要求された。 建設活動とバラスティング要件が定義されると、構造エンジニアはポンツーンと高架構造の応力をチェックするために構造モデルを使用しました。

ポンツーンB-D高架構造の建設

ポンツーンの組み立てと高架構造の建設は、橋の東端と西端の両方から進行しました。 最後の3つのポンツーン、ポンツーンBからDは、2015年7月に設定され、ポンツーン全体の組み立てが完了しました。 浮橋プロジェクトが直面した最大の課題の一つは、土地から橋までの材料のための車両アクセスを提供し、維持する方法を見つけることでした。 請負業者の目標は、「海洋プロジェクトを土地プロジェクトに変える」ことでした。 例えば、コンクリートトラックを注ぐ場所にコンクリートトラックを運転する能力は、コンクリートトラックを積んだはしけを引っ張らなければならないのに対し、コンクリートを配達するはるかに効率的で経済的な手段です。

浮橋の東端は海岸に近いため、西端よりもアクセス可能であった。 仮設橋といくつかのはしけがリンクされ、最東端のポンツーンWを着陸させるために、初期の段階でアクセストレッスルを形成しました。 東の固定アプローチ構造と移行スパンが接続されると、アクセスはトレッスルから東の端の完成した道路にシフトしました。 橋の西端では、ポンツーンWよりも海岸から遠くに位置するポンツーンAは、陸上から容易にアクセスできませんでした。 橋の西の部分のための”土地アクセス”を達成するために、橋の東端にポンツーンB、C、D(”BCDいかだ”として知られている)からなる三つのポンツーンストリングが建設され、橋の東端にポンツーンR、S、Tと一緒に係留された。 上部構造物は、この場所に一時的に係留されている間に、ポンツーンB、C、Dに建設されました。 改善されたアクセスに加えて、これはすべての建設活動が同時に行われることを可能にした。

図7

水へのアクセス架台への土地。

Bcdいかだをメインストリングに固定するために、直径8フィートの横浜型マリンフェンダー、既存のボラード、係留ラインのシリーズが使用されました。 二つの構造の間に小さなランプがアクセスのために建設されました。 いかだが係留されると、建設車両と乗組員は土地からいかだに直接運転することができました。 ポンツーンR,S,T上に位置する東の高層部にはポンプとコンクリートトラックを配置し,柱と梁をポンプトラックとコンクリートトラックを海岸線から直接BCDいかだに駆動することによって注いだ。 デッキには、本線上部構造物に設置された61メートルのポンプトラックが注がれていた。 100フィートの長さのトレミー管の延長は、ポンプトラックの排出の端に接続され、400トンのクレーンによって空気中で支持された。 BCDラフト高架構造の建設は2015年に完了しました。 新しいSR520エバーグリーンポイント浮橋のグランドオープンは、2016年4月2日と3日に50,000人以上の人々が参加した歴史的なイベントでした。 この橋は2016年4月11日に正式に開通した。 現在、古いSR520浮橋は廃止され、湖から取り外されています。 古いポンツーンは販売され、港の拡張、海洋のオフロード設備、マリーナ、沖合いの浮遊段階および防波堤の建設プロジェクトのために全体的に再利用され、再▲

Fun Fact

この橋は、2016年にギネス世界記録によって世界最長の浮橋として正式に認められました。

プロジェクトチーム

オーナー兼ポンツーンデザイナー: Washington Department of Transportation

Prime Designer and Civil/Structural Engineers:Kpff Consulting Engineers,Seattle,WA,And BergerABAM,Federal Way,WA

Designer/Builder:Kgm,Kiewit,Omaha,Nebraska;General Construction Company,Federal Way,WA,And Manson Construction Co. ワシントン州シアトル

海軍建築家:エリオット-ベイ-デザイン-グループ

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