【樓莊鴻】世上最長斜拉橋即將建成
2011-09-19 來源：BD&e
俄羅斯的Vladivostok即將建成世界最長的斜拉橋。Alexey Rasputny解釋了這一大型工程項目的背景。
世界最長的斜拉橋很快地在俄羅斯Vladivostok市成型。這是為將在俄羅斯召開的2012年APEC峰會而在市里修建的兩座大型斜拉橋之一。
全長3.1km跨越東Bosphorus海峽的工程，在兩年以前開始施工，計劃在明年完成，至今進展迅速，在3月底,主橋跨的第一個橋面鋼結構提升就位，預期索的安裝5月開始。主橋長1.9km，主橋1104m。比蘇通大橋長16m，成為世界最長者。同時，具有世界最高321m的橋塔。橋面豎直通航凈空70m，大直徑鉆孔樁基礎延深至77m深。它也具有世界最長的斜拉索，長度從136m至580m。
通道總廠3.1km，包括海峽兩側的高架引橋。主跨的每側有三跨84m，一跨72m和一跨60m。四車道橋面寬21m。
跨越東Bosphorus海峽到俄羅斯的橋梁，正按照聯合的計劃在修建，其目標是促進Vladisvostok的發展，使其成為亞洲太平洋地區國際合作的中心。
港口本身是俄羅斯太平洋最大的港口，其戰略重要性意味著橋梁必須有足夠的通航凈高。允許任何形式的船只通過。在這個特定位置上，海峽寬1460m。橋梁必須世界成能適應特別嚴酷的環境條件——風速36m/s，風浪高6m。冬天海峽冰厚最大達700mm。Vladisvostok的溫度從冬季-30℃變化至夏季+37℃.
橋梁的施工，在海峽的各側，以獨立的設計來進行。其生產場地總面積的500m2。每側生產設計具有鋼筋焊接車間，施工檢查實驗室，機械，木工和設備維修車間，辦公室建筑，生活區和小賣部。有4個混凝土拌合廠，使橋梁工地沒側都能獨立操作。這樣的布置，在去年一個重大操作的前夜發布了暴風雨警告時得到了意外ide收獲，對俄羅斯島塔的承臺完成了最后混凝土的澆筑。
島嶼幾乎與本土全部分離，2010年4月12日發布了暴風雨預警，并保持3天。伴隨著大雪，陣風風速25m/s，東Bosphorus海峽的浪高5m，所有與本土的連接渡口都受到了干擾，但主要承包商USK Most俄羅斯島的生產設施具有足夠的能力來生產所需的混凝土量。
需要30個小時以上的時間來完成承臺的最后澆筑——14m長、6m高的墻體形成主塔兩肢的連接，這個操作室已經過徹底的工程訓練。我們準備對不利的天氣條件，并擁有足夠的資源，Vladivostok的USK Most子公司的工長Igor Masiuk解釋說“操作包括使用3臺混凝土泵，其中一臺永遠處在儲備狀態，我們來用不需震動的自密實混合料，而振動過程需花費許多時間的。”
“然而，自密實混凝料必須連續輸送，操作包括，位于俄羅斯島的兩個工廠，一個工廠生產混凝土，另一個工廠做好準備，如果需要，能在30分鐘以內形成生產混凝料。”
工地工程開始于2008年晚些時候，在俄羅斯政府對項目放行之后，具有兩個施工場地建立在本土與俄羅斯島上。首先部份的工作包括為俄羅斯的支架承的鉆孔樁開挖和混凝土澆筑，以及永久性，人工島的施工，在人工島上將修建主塔河背跨四個墩中的三個。
回顧2009年51塔的第一根塔肢的基礎的第一根鉆孔樁挖25m深。東Bosphorus海峽樁澆筑混凝土是從船上進行——俄羅斯第一次用這個方法進行海峽混凝土澆筑。
“這是第一個超深水下澆筑井管混凝土，做了許多工作來安排好。”Vladivostok的USK Most子公司經理Aleksey Baranov說。遠東海洋研究設備技術研究院的專家進行試孔以確定海床的地質，工程師證實基于遠東結果確定鉆深指標“。
澆筑海面上樁的高質量混凝土約60m3，由渡口來輸送，m7塔基礎所需的120根鉆孔樁的施工，需挖掘約5800m3的土方，安裝11t鋼筋和澆筑10000m3混凝土。
現在有四個混凝土廠為工地服務——兩個在本土，兩個在俄羅斯——其能力從80m3/h至160m3/h。
總長超過5km的大直徑樁，本土上的塔，其樁長直至77m，那里下巖層在表面下較深。承包商委伸基礎帶來了一些有利的鉆機，包括2009年運來工地一臺Bauer BG36。
機械操作者Valery Garbuz解釋說：“船上的計算機能詳細監測全鉆孔進程，井高，費用，扭轉，底面孔壓等。機械是有力的，可靠的和精致的，它正是這生極嚴峻地質條件所需要的。”
專家們相信，橋梁的施工包括在俄羅斯從未經歷的嚴峻地質條件下進行一些最需要的鉆孔。而且，巖土是極混合的和高度非均質的——強度為90mpa的粉砂巖與壓縮的砂巖混合，后者強度可達180mpa。
為塔的安裝，在東Bosphorus海峽用填巖修筑人造豐島。當完成后，它們保護塔抵杭沖刷，冰和船只碰撞。俄羅斯島塔的承臺建于水中，采用臨時鋼沉井，然后填巖，形成保護船撞。
基礎設施的空間是及時限制的——例如，本土塔基礎，所有的工作都在120m*60m的工作場地進行。在同一時間，這個適度的空間放下6臺有力的及鉆機、6臺提升能力從100t至250t的起重機，箱的模極和超過40種的專門輔助設施。
2009年8月，引橋上部機構開始施工，引橋高架橋總長900m——陸地718m，島上168m，其墩高從9m至30m，墩由現場澆筑混凝土而成，每墩兩柱，鉆孔柱由現場澆筑的樁帽集合而成整體，樁長5m—20米，決于墩柱的巖石深度。
本土引橋高架橋平面彎曲，具有一個縱坡，升高30m，這些因素使引橋高架橋的施工變復雜，永久支架之間的跨徑42m，橋面提升構件重200t，長21m。采用半懸臂，裝配體，橋面裝配成21米長的塊件，安放在跨中的鏈式支撐上，一旦安裝，制作現場，使上部全截面開始發揮功能。
這些跨重量超過42t的鋼結構，在NPO Mostorlk金屬工廠中制作，在工程開始以前，進行了安裝方法的實驗，以保證共實際使用，定制的橋面模板載軌道上行走，用來制作鋼筋混凝土車道極，并采用剪刀釘使與鋼梁集成整體。本土引橋高架橋提升12.5m至37m，它們平面上彎曲，具有縱坡，帶有徒彎。
采用約320件專用設施來修建橋梁，包括總數為20臺的反鉆機。有280臺軌道起重機和塔吊用于施工現場的操作。日立Sumotomo軌道提升起重機能下降鋼筋，豎向超過30m，降至管中，Ksoll塔吊能上升340m高，用來修建主塔。
本土的MI墩和俄羅斯島的MZ墩是最笨重的和最復雜的結構，它們高35m，用作荷載傳遞墩，承受從斜拉跨加勁果而來的水平荷載。墩頂部分貫穿大量管道，以放置不用事業管線和橋梁監測系統的傳感器。
承包商對橋墩和塔的承各采用了自密實混凝土，使可能不用搗器，因此節省了混凝土澆筑時間。自密實混合料也顯著提高了混凝土結構的質量。
塔的底部承受最大的荷載，因此設計規定這部分會許多鋼筋。帶有抗硫酸波蘭特水泥的自密實B35混凝土、混合料，放置在塔坡。整個物件分了節澆筑，2節380m3，一節1095m3，大的節段不停頓地澆筑4.5天，速度是在每小時110m3到165m之間。用50輛混凝土運送車和4個混凝土，混合料工廠，工廠在本土，2個在俄羅斯島?；炷粱旌狭蠌谋就羶蓚€渡口用船運送，用專門設計的防治混凝土的參數。
用德國Geda公司提供的升降機進行橋墩和塔的施工。升降機的設計承載能力為2t，電梯速度是65m/min，因此到達320m高的塔頂平臺只需三分鐘。能評價安裝時的結構狀況，他們也能提供混凝土應力狀態的數據。這些應變計使定做的自爬式模極用來澆筑塔升高4.5m的混凝土，一臺起重機用于開始的三段，以后模板用液壓提升機獨立地提升。
橫截面的變化，發生在高程為66m和192m的橫梁處，自爬式模板與現場澆筑混凝土結構相比，時間減小數為1.5。
A型塔為變截面，由根部13m*7.9m變窄至塔頂的7*7,而壁厚從2m減至700mm，每塔的混凝土量為20520m3。
為加快塔的安裝，較低處的鋼筋混凝土連接用鋼/鋼筋混凝土連接來代替。這個設計修改允許建設者放置鋼桁架，而不干涉下一個塔節段的混凝土澆筑。
橋梁巨大的塔施工的最大挑戰發生在去年8月俄羅斯島上，當時，在70m的高度上，承包商開始準備重600t橫梁的施工，而橋面梁放置在橫梁上。
根據USK Most Vladivostok分布經理Alexey Baranov所說，在塔高達63.4m時，第一根橫梁需在節12次到14次澆筑間安裝為固定600t的結構，需要加倍數量的鋼筋和安裝錨碇，狄勝達克鋼筋和高強鋼筋，極端復雜的鋼筋和這兩次澆筑間每塔柱需修建三個節段，顯著增加了所需時間。較低處橫梁與去年12月修建。
斜拉橋面設計成空氣動力外形，以消除暴風荷載。用一個縮小比例的橋梁模型作了風淚實驗。主跨用了鋼筋加勁量，設計成單筋，頂部極為正交異性極，節省一組。橫梁和橫隔板，鋼和梁總廠1224m，由1039塊件組成，每個長12m或者24m，總量23000t，所有塊件都在Nazimov半島和Nakhodka船廠。
來用不同的方法來安裝鋼筋發配梁，臨近主塔的節段從地面提升，向通航跨滾動就位，前面的12個節間用駁船運來。從水上提升，然后76m高度，駁船采用俄羅斯全球航運衛星系統定位。
去年8月，主跨鋼筋梁的第一個節段的。裝配在陸地的一個專門設備的工地上開始。主跨包括103個節段，總重23000t，每節段28*12m，重量從185t至370t，塔處的塊件需要放大的橋面截面，以抵御由風載引起的彎矩和剪力，以及由恒載和活載引起的軸力。
所有的節間極構件在Omsk的鋼廠制作，以后鐵路運送至Vladivostok和Nakhodka，在運送的時候，這些較重的構件安裝在主要的橋面塊件上。
10月，在Nakhhodka的船廠開發了第二制造車間以加快安裝進程，三個橋面塊件，每個重360t，在新的制造安裝廠制造。
首先，芯部件用大的鋼板，在覆蓋的設備廠安裝，這些鋼板從Kurgan和Ulan-Ude制造廠運來，每個新部件的重140t，然后移到滑到上，最終制成設計尺寸26m*12m。
芯部件的專門的搬運車移動，該車是高度發動機靈活的，具有豎直調整承載平臺以運應操作條件。搬運車平臺尺寸21m*7m，最承載能力430t，在Nakhodka組裝的第二個場地采用滑道。建在碼頭，使鋼結構落在在駁船上?；赖脑O計，使在同一時間能裝配兩個芯部件。
一旦橋面節間極完全組裝好，它們同時在橋梁的沒測安裝。Nakhodka組裝52個節間板，海上運輸至Vladivostok安裝 本土塔面以上標高76m處，在圣彼得堡和Omsk制造專門的400t能力的起重機未完成這個任務。
中跨節間板裝配的第二條制作線在Omsk修建，那里也是鋼結構的制造地，然后，構件用火車運到Vladivostok，在本土工廠裝配成設計的尺寸，第一個構件在今年3月，當主跨的第一個節段提升到標高70m，并在本土側跨安裝就位后，進行安裝。
為橋梁施工定做的提升設備，是一臺安裝在滑曳導梁上的轉臂吊機，導梁上具有測風計來測量風速，提升高度跟制器和提升時顯示荷載位置的指示針。400t提升機由操作室控制，安裝過程需要一個半小時。
邊跨與通配跨及塔對稱，連續跨由現場澆筑預應力鋼筋混凝土組成，混凝土總量2100m3,除鋼筋外，還安裝了預應力管道。
在管內安裝了預應力高強鋼筋，在混凝土達所需的強度后，張拉至300t到370t，然后再管得空隙中填以專門的泥沙漿。斜拉橋的這些跨的施工已進行了幾個月，即將在2011年底完成。
中跨設計采用因壓實，而具有高密度的改進拉索體系，這將減小鳳荷載30%，這是由于拉索的微小外形，滑出的效應特減小塔，加勁梁和基礎的材料用量40%。斜拉鎖錨塊平行于鋼筋安裝。錨塊的低合金鋼管帶有錨基。其直徑377mm，長3.2m，重約1t。
拉索由13到79平行鋼絞線組成，每鋼絞線直徑16mm，包含7根鋼絲，最短的拉索長136m，最長580米，為世界上最長者。拉索用高壓聚乙烯覆蓋，用來抵抗暴漏于紫外線和抵御Vladivostok的特殊環境因素，包括溫度變化在-40度到+60度。
拉索外殼具有螺旋凹紋有利于水的排除，提高拉索暴漏在風雨綜合條件下的空氣動力穩定性。
由Feyssinet提供的半作用活塞式阻尼系統，保證對數衰減6%，特安裝在拉索上，以防止最長索的過大振動。
對數衰減是基于這樣的假定：在地面以上10m處風速15m/s時，拉索的振幅不超過自由索長的±1/500。對數衰減6%是相當于懸索橋面平面內所需的值。在應用中，阻尼器保證在垂直平面中至少達到上述值得70%，此外，在拉索外殼的螺旋凹線保證了拉索暴漏在風雨綜合條件下的空氣動力穩定性。
（Leonid Gornik譯自俄文）
（評自“Eastern promise”刊于BD&e 2011c2，樓莊鴻譯）
