Construction of the world’ s Longest Floating Bridge

the new Evergreen Point Floating Bridge, który prowadzi State Route 520 (SR 520), jest najdłuższym na świecie pływającym mostem, rozciągającym się 7,708.5 stóp przez Jezioro Washington w Seattle, Waszyngton. Otwarty dla ruchu w kwietniu 2016 r. most zastępuje poprzedni most pływający SR 520, który został ukończony w 1963 r.i zakończył swój okres użytkowania. Nowy Most został zbudowany w miejscu, przylegającym do i na północ od Starego Mostu. Budowa mostu wymagała wysoce skoordynowanego procesu, aby zapewnić utrzymanie wolnej burty pontonowej i naprężeń betonowych w pontonach w dopuszczalnych granicach podczas całej budowy.

Rysunek 1

widok z lotu ptaka State Route (SR) 520 Evergreen Point most Pływający wysoka nadbudowa w budowie.

pływające mosty stanu Waszyngton

pływające mosty były główną częścią infrastruktury stanu Waszyngton od 1940 roku, kiedy to zbudowano pierwszy pływający most nad jeziorem Waszyngton. Obecnie Waszyngton jest gospodarzem czterech z pięciu najdłuższych mostów pływających na świecie; William A. Bugge Bridge, który przecina Hood Canal (6521 stóp), i trzy mosty, które przecinają jezioro Waszyngton: Lacey V. Murrow i-90 bridge (6620 stóp), Homer M. Hadley i-90 bridge (5811 stóp) i Nowy SR 520 floating bridge (7708,5 stóp). Czwarty najdłuższy most pływający to Demerara Harbor Bridge (6074 stóp) w Georgetown w Gujanie.

oryginalny pływający most nad jeziorem Washington był pomysłem Homera M. Hadley, inżynier z początku XX wieku w Seattle i imiennik jednego z dwóch mostów I-90. Jego wielki projekt betonowego pontonowego mostu pływającego przez Jezioro Waszyngton jest uważany za pochodzący z jego doświadczenia w projektowaniu barek podczas I wojny światowej.ze względu na głębokość jeziora Waszyngton, ponad 200 stóp w niektórych miejscach i bardzo miękkie gleby składające się z grubych osadów popiołu wulkanicznego, tradycyjne mosty okazały się zbyt kosztowne do zbudowania.

Konfiguracja mostu

Nowy Most pływający SR520 jest wyjątkowy, ponieważ cała jezdnia jest uniesiona nad pontonami na całej długości mostu. Inne pływające mosty na jeziorze Washington wykorzystują górny pokład pontonu jako powierzchnię napędową na większości długości. Korzyści z podwyższonej jezdni są dwojakie. Po pierwsze, utrzymuje Pojazdy nad strumieniem fal i rozbryzgami jeziora, które występują podczas dużych sztormów. Po drugie, zapewnia korytarz serwisowy pod podwyższoną jezdnią, który umożliwia pracownikom obsługi dostęp do pontonów.

most ma obecnie sześć pasów ruchu i 14-metrową ścieżkę rowerową i pieszą po północnej stronie. Został również wstępnie zaprojektowany do przyszłego poszerzenia, które pozwoliłoby na dodanie dwóch lekkich linii kolejowych w dół centrum.

Rysunek 2

Elewacja mostu pływającego.

prefabrykowana betonowa, segmentowa, żebrowana Płyta nadbudówki napinana w dwóch kierunkach, zwana „niskim wzniesieniem”, stanowi środek 5580 stóp podwyższonej konstrukcji. Na wschodnim i zachodnim krańcu mostu pływającego, podwyższona konstrukcja przechodzi w górę, aby zapewnić akceptowalne luzy nawigacyjne w konstrukcjach podejścia. Ta część podwyższonej konstrukcji jest określana jako „wieżowiec” i składa się z sprężonych prefabrykowanych dźwigarów z pokładem odlewanym na miejscu wspartym na belkach poprzecznych i kolumnach odlewanych na miejscu. Most pływający jest flankowany stalowymi przęsłami I-Dźwigar o długości 190 stóp, które łączą pływającą konstrukcję z nieruchomymi konstrukcjami lądowymi. Przęsła przejściowe i ich połączenia są zaprojektowane tak, aby pomieścić wszystkie sześciostopniowe ruchy różnicowe, które mogą wystąpić między mostem pływającym a stałym podejściem.

pontony i balast

kręgosłup i część pływająca mostu to same pontony, konstrukcje skrzynkowe z betonu komórkowego. Zostały zbudowane nad jeziorem w Tacoma, WA i Aberdeen, WA i odholowane do jeziora Waszyngtońskiego w celu montażu. W sumie 77 betonowych pontonów jest połączonych ze sobą, aby ukończyć most pływający. Istnieją trzy rodzaje pontonów: dwa pontony poprzeczne, które są dodawane do końców mostu dla dodatkowej stabilności i pływalności; 21 pontonów wzdłużnych, które tworzą kręgosłup mostu; i 44 pontony uzupełniające (ssp), które są naprężone do pontonów wzdłużnych, aby zapewnić dodatkową stabilność i pływalność. Każdy Podłużny ponton ma 360 stóp długości, 75 stóp szerokości i około 28 stóp głębokości. Gdy pontony spłynęły do zaprojektowanej „wolnej burty” o wysokości 7 stóp, pontony zanurzały 21 stóp wody. Szerokość pontonów była ograniczona przez 80-metrowy przezroczysty otwór Hirama M. Chittenden zamyka w Ballard, WA, przez które pontony muszą przejść pod koniec ich podróży oceanicznej w górę wybrzeża Waszyngtonu z Aberdeen.

Rysunek 3

przekrój mostu pływającego.

most pływający jest zasadniczo trwale zacumowaną pływającą konstrukcją, która jest podparta poprzecznie w kierunku wzdłużnym i poprzecznym za pomocą kabli kotwiących o średnicy 3,125 cala. Istnieje w sumie 50 poprzecznych kabli kotwiących rozmieszczonych w przybliżeniu co 360 stóp i osiem podłużnych kabli kotwiących, które są połączone w pobliżu obu końców mostu. Kable kotwiczne rozciągają się aż do 800 stóp i są przymocowane do specjalnie skonstruowanych konstrukcji kotwicznych na dnie jeziora. Kable kotwiące mają 60 ton napięcia wstępnego, aby zwiększyć ich sztywność.

balast jest kluczowym elementem mostu pływającego, który pozwolił wykonawcy na utrzymanie wykończenia pontonów lub podnoszenie i opuszczanie pontonów zgodnie z wymaganiami na różnych etapach budowy. Balast wodny, który można łatwo wpompować i wypompować z pontonów, był używany jako tymczasowy balast podczas budowy. Gdy pontony są połączone w celu połączenia, przyległe pontony są balastowane w odległości pół cala od siebie. Seria taranów i wciągarek służy do ciągnięcia pontonów i wyrównywania kluczy ścinających, dzięki czemu można zainstalować Duże pręty napinające o długości 20 stóp i średnicy 3,5 cala, znane również jako śruby. Istnieje w sumie 80 śrub równomiernie rozmieszczone na obwodzie na każdym złączu wzdłużnym. Ponadto balast musi być stale usuwany podczas budowy podwyższonej konstrukcji, aby utrzymać przycinanie pontonów w dopuszczalnych tolerancjach, unikając naprężeń zablokowanych w pontonach lub podwyższonej konstrukcji. Pod koniec budowy mostu pływającego usunięto cały balast wodny i zastąpiono stałym balastem żwirowym. Należy zauważyć, że most został zaprojektowany w taki sposób, aby dostępna była wystarczająca ilość „rezerwowego” stałego balastu na przyszłe poszerzenie, aby pomieścić lekką kolej. Poszerzona konfiguracja wykorzystywałaby Wyporność z rezerwowego balastu i wymagałaby dodania 26 dodatkowych ssp na całej długości mostu, aby zrównoważyć dodatkowy ciężar.

Rysunek 4

planuj widok pontonów.

filozofia projektowania mostów pływających

w przeciwieństwie do tradycyjnych mostów lądowych w stanie Waszyngton, które są zwykle kontrolowane przez obciążenia sejsmiczne, mosty pływające są regulowane przez siły wiatru i fal. Most pływający został zaprojektowany, aby wytrzymać 100-letnią burzę, zdefiniowaną jako burza o wiatrach 98 mil / h i falach 6 stóp. Pontony, które są w pełni naprężonymi konstrukcjami, są zaprojektowane tak, aby nie naprężać pontonów w warunkach eksploatacji z rygorystycznymi kryteriami kontroli pęknięć dla ekstremalnych kombinacji obciążeń. Podczas imprezy extreme 100-letniej wzmocnienie kadłuba pontonu zostało zaprojektowane tak, aby utrzymać się w zakresie sprężystości. Podwyższona konstrukcja została zaprojektowana tak, aby pomieścić wymuszone ugięcia od pontonów i przyspieszenia związane z 100-letnią burzą.

Rysunek 5

widok z lotu ptaka mostu głównego i pontonu tratwy BCD.

przygotowanie i analiza konstrukcji

montaż mostu pływającego wymagał wysoce zaplanowanego, skoordynowanego i choreograficznego wysiłku, aby umożliwić wiele działań budowlanych na całej długości mostu. Na przykład, podczas gdy pontony O I P były łączone, belki poprzeczne i kolumny były odlewane na pontonach S I T, A dźwigary były również ustawiane na pontonach U i V. ta koordynacja działań budowlanych wymagała starannej koordynacji między wykonawcą, architektem morskim projektu i inżynierem konstrukcyjnym projektu.

kryteria wolnej burty projektu wymagały, aby różnica w wolnej burcie między przeciwległymi bokami pontonów i wzdłuż długości pontonów w odległości 360 stóp była przez cały czas budowy mniejsza niż 2 cale. Ponad 1500 unikalnych kroków konstrukcyjnych zostało przeanalizowanych w ramach procesu przygotowania konstrukcji, aby zapewnić zachowanie kryteriów wolnej burty i naprężeń podczas budowy. Czasami analizowane obciążenia przekraczały wymagania umowne dotyczące wolnej burty, a pontony były wstępnie balastowane dla 50 procent niezrównoważonego obciążenia konstrukcyjnego, aby utrzymać się w tolerancjach wolnej burty projektu.

Rysunek 6

układanie betonu od linii głównej do tratwy BCD. Dzięki uprzejmości KGM.

opracowano analityczny model mostu pływającego przy użyciu dostępnego na rynku oprogramowania do inżynierii budowlanej w celu przeprowadzenia analizy etapu budowy. W przypadku obciążenia pionowego i skrętnego, most pływający analizowano jako ciągłą belkę na elastycznym fundamencie za pomocą rolek, skoku i pionowych sprężyn podporowych umieszczonych wzdłuż osi wzdłużnej mostu, aby reprezentować sztywność fundamentu, w tym przypadku w oparciu o gęstość wody. Gdy Most jest zbudowany, środek masy ma tendencję do wzrostu wysokości, ponieważ balast jest usuwany z wnętrza pontonów, a podniesiona konstrukcja zbudowana powyżej. Ponieważ sztywność walca pontonu jest funkcją zarówno płaszczyzny wody, jak i środka masy, sprężyny fundamentowe zostały zaktualizowane podczas etapowego procesu budowy. Model stress output construction staging model został użyty do sprawdzenia naprężeń pływających mostów dla każdego z 1500 analizowanych etapów budowy.

dane wejściowe do analizy etapu budowy wymagały szczegółowych danych załadunkowych od wykonawcy i architekta morskiego. Po pierwsze, prace na każdym etapie budowy zostały opracowane i zdefiniowane przez wykonawcę. Kroki te zostały następnie przeanalizowane przez architekta morskiego, który opracował plan regulacji balastu w celu zrównoważenia obciążeń budowlanych w ramach wymagań wolnej burty kontraktowej. Na przykład, gdy wylano szereg kolumn lub belek poprzecznych, wymagane było odpowiednie działanie w celu usunięcia proporcjonalnej ilości balastu wodnego, aby utrzymać wykończenie mostu. Po zdefiniowaniu działań konstrukcyjnych i wymagań dotyczących balastowania inżynier konstrukcji wykorzystał model konstrukcyjny do sprawdzenia naprężeń w pontonach i podwyższonej konstrukcji.

pontony B – D Budowa konstrukcji podwyższonej

montaż pontonów i konstrukcja podwyższonej konstrukcji postępowały zarówno ze wschodniego, jak i zachodniego krańca mostu. Ostatnie trzy pontony, pontony od B do D, zostały ustawione w lipcu 2015 roku, co zakończyło montaż całej struny pontonowej. Jednym z największych wyzwań stojących przed projektem mostu pływającego było znalezienie sposobu na zapewnienie i utrzymanie dostępu pojazdów dla materiałów z lądu do mostu. Celem wykonawcy było przekształcenie „projektu morskiego w projekt lądowy”. Na przykład możliwość kierowania betonowych ciężarówek do miejsca nalewania w porównaniu z koniecznością holowania barki załadowanej betonowymi ciężarówkami jest znacznie bardziej wydajnym i ekonomicznym sposobem dostarczania betonu.

Wschodni koniec pływającego mostu był bardziej dostępny niż Zachodni ze względu na bliskość brzegu. Tymczasowy most i kilka barek zostały połączone w celu utworzenia estakady dostępu na wczesnym etapie, aby połączyć najbardziej wysunięty na wschód ponton, ponton W, z lądem. Po połączeniu wschodnich stałych struktur podejścia i przęseł przejściowych dostęp przesunął się od estakady do gotowej jezdni na wschodnim krańcu. Na zachodnim krańcu mostu Ponton A, który znajduje się dalej od brzegu niż ponton W, nie był łatwo dostępny z lądu. Aby uzyskać „dostęp do lądu” dla zachodniej części mostu, zbudowano trzy ciąg pontonowy, składający się z pontonów B, C i D (znany jako „tratwa BCD”), a następnie zacumowano obok pontonów R, S I T na wschodnim końcu mostu. Nadbudówka została zbudowana na pontonach B, C i D, podczas gdy była tymczasowo zacumowana w tym miejscu. Oprócz lepszego dostępu umożliwiło to jednoczesne prowadzenie wszystkich prac budowlanych.

Rysunek 7

grunt do wody.

do mocowania tratwy BCD do głównego ciągu zastosowano serię 8-stopowych błotników morskich typu Yokohama, istniejące słupki i linie cumownicze. Dla dojazdu zbudowano niewielką rampę między dwiema konstrukcjami. Po zacumowaniu tratwy Pojazdy budowlane i załogi mogły wjechać bezpośrednio z lądu na tratwę. Wylewy betonowe dla zachodniego wieżowca na tratwie BCD były wykonywane przez pompę postojową i betonowe ciężarówki na wschodniej części wieżowca umieszczonej na pontonach R, S I T. kolumny i poprzeczki były wylewane przez napędzanie ciężarówek z pompami i betonowymi ciężarówkami z linii brzegowej bezpośrednio na tratwę BCD. Pokłady zostały zalane 61-metrowym wózkiem z pompą umieszczonym na nadbudówce głównej. 100-metrowe przedłużenie rury tremie było połączone z końcem rozładunku Ciężarówki pompy i wspierane w powietrzu przez 400-tonowy dźwig. W lipcu 2015 roku ukończono budowę tratwy BCD. Cała tratwa została zepchnięta jako jedna jednostka, jak duży statek o długości 1000 stóp, do zachodniego końca mostu, gdzie została połączona z pontonem E i ostatecznie najdalej wysuniętym na zachód pontonem A.

Uroczyste otwarcie nowego pływającego mostu SR 520 Evergreen Point było historycznym wydarzeniem, w którym uczestniczyło ponad 50 000 osób w dniach 2 i 3 kwietnia 2016 roku. Most został oficjalnie otwarty dla ruchu samochodowego 11 kwietnia 2016 roku. Obecnie Stary Most pływający SR520 został wycofany z eksploatacji i jest usuwany z jeziora. Stare pontony zostały sprzedane i zostaną ponownie wykorzystane na całym świecie w celu rozbudowy portów, wyładunków morskich, Marin, pływających platform morskich i projektów budowy falochronów.▪

ciekawostka

most został oficjalnie uznany w kwietniu 2016 roku przez Rekord Guinnessa jako najdłuższy pływający most na świecie.

zespół projektowy

właściciel i projektant pontonów: Washington Department of Transportation

główny projektant i inżynierowie budownictwa: KPFF Consulting Engineers, Seattle, WA i BergerABAM, Federal Way, WA

projektant/Budowniczy: KGM, spółka joint venture obejmująca Kiewit, Omaha, Nebraska; General Construction Company, Federal Way, WA i Manson Construction Co., Seattle, WA

Architekt morski: Elliot Bay Design Group

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.