【楼庄鸿】世上最长斜拉桥即将建成
2011-09-19 来源：BD&e
俄罗斯的Vladivostok即将建成世界最长的斜拉桥。Alexey Rasputny解释了这一大型工程项目的背景。
世界最长的斜拉桥很快地在俄罗斯Vladivostok市成型。这是为将在俄罗斯召开的2012年APEC峰会而在市里修建的两座大型斜拉桥之一。
全长3.1km跨越东Bosphorus海峡的工程，在两年以前开始施工，计划在明年完成，至今进展迅速，在3月底,主桥跨的第一个桥面钢结构提升就位，预期索的安装5月开始。主桥长1.9km，主桥1104m。比苏通大桥长16m，成为世界最长者。同时，具有世界最高321m的桥塔。桥面竖直通航净空70m，大直径钻孔桩基础延深至77m深。它也具有世界最长的斜拉索，长度从136m至580m。
通道总厂3.1km，包括海峡两侧的高架引桥。主跨的每侧有三跨84m，一跨72m和一跨60m。四车道桥面宽21m。
跨越东Bosphorus海峡到俄罗斯的桥梁，正按照联合的计划在修建，其目标是促进Vladisvostok的发展，使其成为亚洲太平洋地区国际合作的中心。
港口本身是俄罗斯太平洋最大的港口，其战略重要性意味着桥梁必须有足够的通航净高。允许任何形式的船只通过。在这个特定位置上，海峡宽1460m。桥梁必须世界成能适应特别严酷的环境条件——风速36m/s，风浪高6m。冬天海峡冰厚最大达700mm。Vladisvostok的温度从冬季-30℃变化至夏季+37℃.
桥梁的施工，在海峡的各侧，以独立的设计来进行。其生产场地总面积的500m2。每侧生产设计具有钢筋焊接车间，施工检查实验室，机械，木工和设备维修车间，办公室建筑，生活区和小卖部。有4个混凝土拌合厂，使桥梁工地没侧都能独立操作。这样的布置，在去年一个重大操作的前夜发布了暴风雨警告时得到了意外ide收获，对俄罗斯岛塔的承台完成了最后混凝土的浇筑。
岛屿几乎与本土全部分离，2010年4月12日发布了暴风雨预警，并保持3天。伴随着大雪，阵风风速25m/s，东Bosphorus海峡的浪高5m，所有与本土的连接渡口都受到了干扰，但主要承包商USK Most俄罗斯岛的生产设施具有足够的能力来生产所需的混凝土量。
需要30个小时以上的时间来完成承台的最后浇筑——14m长、6m高的墙体形成主塔两肢的连接，这个操作室已经过彻底的工程训练。我们准备对不利的天气条件，并拥有足够的资源，Vladivostok的USK Most子公司的工长Igor Masiuk解释说“操作包括使用3台混凝土泵，其中一台永远处在储备状态，我们来用不需震动的自密实混合料，而振动过程需花费许多时间的。”
“然而，自密实混凝料必须连续输送，操作包括，位于俄罗斯岛的两个工厂，一个工厂生产混凝土，另一个工厂做好准备，如果需要，能在30分钟以内形成生产混凝料。”
工地工程开始于2008年晚些时候，在俄罗斯政府对项目放行之后，具有两个施工场地建立在本土与俄罗斯岛上。首先部份的工作包括为俄罗斯的支架承的钻孔桩开挖和混凝土浇筑，以及永久性，人工岛的施工，在人工岛上将修建主塔河背跨四个墩中的三个。
回顾2009年51塔的第一根塔肢的基础的第一根钻孔桩挖25m深。东Bosphorus海峡桩浇筑混凝土是从船上进行——俄罗斯第一次用这个方法进行海峡混凝土浇筑。
“这是第一个超深水下浇筑井管混凝土，做了许多工作来安排好。”Vladivostok的USK Most子公司经理Aleksey Baranov说。远东海洋研究设备技术研究院的专家进行试孔以确定海床的地质，工程师证实基于远东结果确定钻深指标“。
浇筑海面上桩的高质量混凝土约60m3，由渡口来输送，m7塔基础所需的120根钻孔桩的施工，需挖掘约5800m3的土方，安装11t钢筋和浇筑10000m3混凝土。
现在有四个混凝土厂为工地服务——两个在本土，两个在俄罗斯——其能力从80m3/h至160m3/h。
总长超过5km的大直径桩，本土上的塔，其桩长直至77m，那里下岩层在表面下较深。承包商委伸基础带来了一些有利的钻机，包括2009年运来工地一台Bauer BG36。
机械操作者Valery Garbuz解释说：“船上的计算机能详细监测全钻孔进程，井高，费用，扭转，底面孔压等。机械是有力的，可靠的和精致的，它正是这生极严峻地质条件所需要的。”
专家们相信，桥梁的施工包括在俄罗斯从未经历的严峻地质条件下进行一些最需要的钻孔。而且，岩土是极混合的和高度非均质的——强度为90mpa的粉砂岩与压缩的砂岩混合，后者强度可达180mpa。
为塔的安装，在东Bosphorus海峡用填岩修筑人造丰岛。当完成后，它们保护塔抵杭冲刷，冰和船只碰撞。俄罗斯岛塔的承台建于水中，采用临时钢沉井，然后填岩，形成保护船撞。
基础设施的空间是及时限制的——例如，本土塔基础，所有的工作都在120m*60m的工作场地进行。在同一时间，这个适度的空间放下6台有力的及钻机、6台提升能力从100t至250t的起重机，箱的模极和超过40种的专门辅助设施。
2009年8月，引桥上部机构开始施工，引桥高架桥总长900m——陆地718m，岛上168m，其墩高从9m至30m，墩由现场浇筑混凝土而成，每墩两柱，钻孔柱由现场浇筑的桩帽集合而成整体，桩长5m—20米，决于墩柱的岩石深度。
本土引桥高架桥平面弯曲，具有一个纵坡，升高30m，这些因素使引桥高架桥的施工变复杂，永久支架之间的跨径42m，桥面提升构件重200t，长21m。采用半悬臂，装配体，桥面装配成21米长的块件，安放在跨中的链式支撑上，一旦安装，制作现场，使上部全截面开始发挥功能。
这些跨重量超过42t的钢结构，在NPO Mostorlk金属工厂中制作，在工程开始以前，进行了安装方法的实验，以保证共实际使用，定制的桥面模板载轨道上行走，用来制作钢筋混凝土车道极，并采用剪刀钉使与钢梁集成整体。本土引桥高架桥提升12.5m至37m，它们平面上弯曲，具有纵坡，带有徒弯。
采用约320件专用设施来修建桥梁，包括总数为20台的反钻机。有280台轨道起重机和塔吊用于施工现场的操作。日立Sumotomo轨道提升起重机能下降钢筋，竖向超过30m，降至管中，Ksoll塔吊能上升340m高，用来修建主塔。
本土的MI墩和俄罗斯岛的MZ墩是最笨重的和最复杂的结构，它们高35m，用作荷载传递墩，承受从斜拉跨加劲果而来的水平荷载。墩顶部分贯穿大量管道，以放置不用事业管线和桥梁监测系统的传感器。
承包商对桥墩和塔的承各采用了自密实混凝土，使可能不用捣器，因此节省了混凝土浇筑时间。自密实混合料也显著提高了混凝土结构的质量。
塔的底部承受最大的荷载，因此设计规定这部分会许多钢筋。带有抗硫酸波兰特水泥的自密实B35混凝土、混合料，放置在塔坡。整个物件分了节浇筑，2节380m3，一节1095m3，大的节段不停顿地浇筑4.5天，速度是在每小时110m3到165m之间。用50辆混凝土运送车和4个混凝土，混合料工厂，工厂在本土，2个在俄罗斯岛。混凝土混合料从本土两个渡口用船运送，用专门设计的防治混凝土的参数。
用德国Geda公司提供的升降机进行桥墩和塔的施工。升降机的设计承载能力为2t，电梯速度是65m/min，因此到达320m高的塔顶平台只需三分钟。能评价安装时的结构状况，他们也能提供混凝土应力状态的数据。这些应变计使定做的自爬式模极用来浇筑塔升高4.5m的混凝土，一台起重机用于开始的三段，以后模板用液压提升机独立地提升。
横截面的变化，发生在高程为66m和192m的横梁处，自爬式模板与现场浇筑混凝土结构相比，时间减小数为1.5。
A型塔为变截面，由根部13m*7.9m变窄至塔顶的7*7,而壁厚从2m减至700mm，每塔的混凝土量为20520m3。
为加快塔的安装，较低处的钢筋混凝土连接用钢/钢筋混凝土连接来代替。这个设计修改允许建设者放置钢桁架，而不干涉下一个塔节段的混凝土浇筑。
桥梁巨大的塔施工的最大挑战发生在去年8月俄罗斯岛上，当时，在70m的高度上，承包商开始准备重600t横梁的施工，而桥面梁放置在横梁上。
根据USK Most Vladivostok分布经理Alexey Baranov所说，在塔高达63.4m时，第一根横梁需在节12次到14次浇筑间安装为固定600t的结构，需要加倍数量的钢筋和安装锚碇，狄胜达克钢筋和高强钢筋，极端复杂的钢筋和这两次浇筑间每塔柱需修建三个节段，显著增加了所需时间。较低处横梁与去年12月修建。
斜拉桥面设计成空气动力外形，以消除暴风荷载。用一个缩小比例的桥梁模型作了风泪实验。主跨用了钢筋加劲量，设计成单筋，顶部极为正交异性极，节省一组。横梁和横隔板，钢和梁总厂1224m，由1039块件组成，每个长12m或者24m，总量23000t，所有块件都在Nazimov半岛和Nakhodka船厂。
来用不同的方法来安装钢筋发配梁，临近主塔的节段从地面提升，向通航跨滚动就位，前面的12个节间用驳船运来。从水上提升，然后76m高度，驳船采用俄罗斯全球航运卫星系统定位。
去年8月，主跨钢筋梁的第一个节段的。装配在陆地的一个专门设备的工地上开始。主跨包括103个节段，总重23000t，每节段28*12m，重量从185t至370t，塔处的块件需要放大的桥面截面，以抵御由风载引起的弯矩和剪力，以及由恒载和活载引起的轴力。
所有的节间极构件在Omsk的钢厂制作，以后铁路运送至Vladivostok和Nakhodka，在运送的时候，这些较重的构件安装在主要的桥面块件上。
10月，在Nakhhodka的船厂开发了第二制造车间以加快安装进程，三个桥面块件，每个重360t，在新的制造安装厂制造。
首先，芯部件用大的钢板，在覆盖的设备厂安装，这些钢板从Kurgan和Ulan-Ude制造厂运来，每个新部件的重140t，然后移到滑到上，最终制成设计尺寸26m*12m。
芯部件的专门的搬运车移动，该车是高度发动机灵活的，具有竖直调整承载平台以运应操作条件。搬运车平台尺寸21m*7m，最承载能力430t，在Nakhodka组装的第二个场地采用滑道。建在码头，使钢结构落在在驳船上。滑道的设计，使在同一时间能装配两个芯部件。
一旦桥面节间极完全组装好，它们同时在桥梁的没测安装。Nakhodka组装52个节间板，海上运输至Vladivostok安装 本土塔面以上标高76m处，在圣彼得堡和Omsk制造专门的400t能力的起重机未完成这个任务。
中跨节间板装配的第二条制作线在Omsk修建，那里也是钢结构的制造地，然后，构件用火车运到Vladivostok，在本土工厂装配成设计的尺寸，第一个构件在今年3月，当主跨的第一个节段提升到标高70m，并在本土侧跨安装就位后，进行安装。
为桥梁施工定做的提升设备，是一台安装在滑曳导梁上的转臂吊机，导梁上具有测风计来测量风速，提升高度跟制器和提升时显示荷载位置的指示针。400t提升机由操作室控制，安装过程需要一个半小时。
边跨与通配跨及塔对称，连续跨由现场浇筑预应力钢筋混凝土组成，混凝土总量2100m3,除钢筋外，还安装了预应力管道。
在管内安装了预应力高强钢筋，在混凝土达所需的强度后，张拉至300t到370t，然后再管得空隙中填以专门的泥沙浆。斜拉桥的这些跨的施工已进行了几个月，即将在2011年底完成。
中跨设计采用因压实，而具有高密度的改进拉索体系，这将减小凤荷载30%，这是由于拉索的微小外形，滑出的效应特减小塔，加劲梁和基础的材料用量40%。斜拉锁锚块平行于钢筋安装。锚块的低合金钢管带有锚基。其直径377mm，长3.2m，重约1t。
拉索由13到79平行钢绞线组成，每钢绞线直径16mm，包含7根钢丝，最短的拉索长136m，最长580米，为世界上最长者。拉索用高压聚乙烯覆盖，用来抵抗暴漏于紫外线和抵御Vladivostok的特殊环境因素，包括温度变化在-40度到+60度。
拉索外壳具有螺旋凹纹有利于水的排除，提高拉索暴漏在风雨综合条件下的空气动力稳定性。
由Feyssinet提供的半作用活塞式阻尼系统，保证对数衰减6%，特安装在拉索上，以防止最长索的过大振动。
对数衰减是基于这样的假定：在地面以上10m处风速15m/s时，拉索的振幅不超过自由索长的±1/500。对数衰减6%是相当于悬索桥面平面内所需的值。在应用中，阻尼器保证在垂直平面中至少达到上述值得70%，此外，在拉索外壳的螺旋凹线保证了拉索暴漏在风雨综合条件下的空气动力稳定性。
（Leonid Gornik译自俄文）
（评自“Eastern promise”刊于BD&e 2011c2，楼庄鸿译）
