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[技术] 密西西比河上的新干线 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2012-3-22 16:31:22 |显示全部楼层 |          |
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密西西比河上的新干线


译/楼庄鸿


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  2011年底,美国JohnJamesAudubon桥的建成通车,为密西西比河湿地上的通行提供了一条新的路线。
  路易斯安那州中南部的JohnJamesAudubon桥被认为是北美最长的斜拉桥。它以482m的主跨跨越密西西比河。大桥因自然科学工作者——约翰·詹姆斯·奥杜邦曾居于该桥附近而得名,同时以“自然和谐”作为桥梁建设理念和细部处理的指导原则。
  事实上,这座花费4.08亿美元、跨越了非凡的密西西比河的地标性桥梁,它的意义超过了桥梁本身。整个项目除了长3.7公里跨越洪水泛滥区的通道以外,还有7座跨越支流和一座铁路专用线的桥梁。这个通过邻近密西西比河湿地和甘蔗地的绿地项目,处在河流东侧StFrancisville镇和西侧NewRoods镇之间,延伸19公里。在这些城镇之间的部分湿地正是路易斯安那州黑熊的栖息地。因此,项目中包含了10条黑熊通道,体现了由Audubon倡导的“自然保护”精神。通道可使黑熊在路下通过抵达栖息地,并综合了其他使用功能,如兼作高水位时的排水构筑物。
  2005年,路易斯安那州运输发展部首次启动这项地标工程的设计和施工。但由于Katrina飓风的阻扰,飓风袭击了海岸,持续了4个星期,影响了项目材料和劳动力的使用。
  Flatiron建设公司,Granite施工集团和Parsons集团组成的合营公司AudubonBridgeConstructors(ABC)是参与项目策划投标的三大设计施工公司之一,除了得到最高的技术分以外,ABC公司也具有最低的报价,因此在2006年中标。
  项目的主要部分是跨越密西西比河的斜拉桥。这部分结构包括与航道对称布置的主跨482m,每边跨189m,也由斜拉索以及49m的过渡跨支承。斜拉索采用半扇形布置,起到了经济美观的效果,而连接至板梁顶翼缘的两个索面支承了钢边梁。
  两个高152m的塔上的拉索锚固,设计成可张拉式,以便在未来必需时可更换拉索。但预计不需更换拉索,因为ABC公司为桥安装了具有三层防锈的拉索体系。单个的钢绞线镀锌后涂抹了油脂,并用聚乙烯包裹,整根拉索用高密度聚乙烯管包裹。
  由斜拉索支承的两个高1.8m的钢板边梁,提供了一个柔性上部结构体系。拉索间距14m,主梁间桥面梁间隔4.6m。桥面板由厚240mm的预制混凝土板组成,支承在桥面梁上,由现场浇筑的混凝土连接。桥面用55N/mm2的高强混凝土制作,用来抵抗由斜拉索引起的压力。在结构压力减小的桥面节段部位(即在中跨中部以及每个锚固墩上部)施加后张预应力。
  Audubon桥的设计和施工包括一些关键的特征,以满足所需的100年使用寿命。耐候钢减少了工程项目的费用,以及结构寿命期的低养护费用。耐候钢不仅防锈,也因桥梁是红褐色,融入了周围环境而提高了桥梁的美观性。同时,牺牲钢的厚度也保证了结构在其整个寿命期内维持足够的构件抗力。桥面节段采用厚50mm的橡胶改良混凝土覆盖层保护,提供了一个平滑的行驶面层,以保护混凝土桥面节段的钢筋。覆盖层作为一个可更换的板,意在桥梁寿命期间保护桥面节段。
  每根拉索在桥面及塔处连接至封闭的锚固处,锚碇由制造厂设计,按照后张预应力协会的“拉索设计、试验和安装的建议”进行试验,以确保其在钢绞线端部提供可靠的防渗漏保护。拉索用专门设计的适合于每根拉索特征的摩阻阻尼器来防护振动。阻尼器的性能通过制作后的试验加以验证。作为一个预防措施,同时制作了附加的黏滞阻尼器设施,以便在观察到不可预见的拉索振动时使用。
  安装斜拉索过程中,张拉时对每根钢绞线都采用由VSL工厂专门研制的系统进行。这个过程允许采用很小的张拉体系,使其容易在塔截面内进行。因为上部结构体系相对较柔,张拉索至其最后长度并证实在其设计力的允许偏差范围内,然后进行最终调整以平衡荷载和结构标高。

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