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鋼結(jié)構(gòu)·橋梁 史上最酷的橋梁替換

作者:admin 發(fā)布日期:2021/4/25 關(guān)注次數(shù): 二維碼分享

在俄亥俄州的桑達斯基外側(cè),一個美麗的具有歷史意義的峽谷切斷了懷安多特縣平坦的平原。這個山谷內(nèi)有俄亥俄州風(fēng)景秀麗的桑達斯基河,在印第安工廠——一個建于1861年的谷物磨粉工廠內(nèi)還藏著一座博物館。在博物館中,有一座跨越桑達斯基河的年代已久的、荷載受限的桁架橋。

這座印第安工廠橋最初建于1913年,跨度為177ft.(約53m),單車道,采用雙腹材普拉特下承式桁架。橋梁性能日漸退化,直到它引起了懷安多特縣的工程師Michael B. Kohl的注意。鑒于這座橋梁的特殊位置,Kohl啟動了一個項目來考察如何對該橋梁結(jié)構(gòu)進行保護。俄亥俄州曼斯菲爾德的一家土木/結(jié)構(gòu)公司——Richland工程有限公司被選中進行修復(fù)方案的制訂,并最終給出了橋梁的修復(fù)方案。

修復(fù)計劃包括完全拆除橋梁的上部鋼結(jié)構(gòu),替換掉包括木板條面板、車行道的鋼縱梁和橋面梁的整個橋面系統(tǒng),替換掉退化的桁架桿件并且對鋼結(jié)構(gòu)涂刷保護涂層。鑒于橋梁跨越了一條風(fēng)景優(yōu)美的河流,項目的設(shè)計團隊致力于將對項目所處位置周邊環(huán)境的影響降至最低。基于過往的經(jīng)驗,設(shè)計師在河中用干凈的、不易腐蝕的石頭搭建了一個臨時的工作平臺,為了避免對當(dāng)?shù)匕鲱惿飵韨Γㄟ^調(diào)研,將100多個雙殼貝從項目所在地區(qū)轉(zhuǎn)移到別處。


加工商U.S. Bridge承建了這個項目,該公司也是美國鋼橋協(xié)會NSBA的會員單位,具有大量的桁架建造經(jīng)驗,和Richland工程有限公司在若干個桁架修復(fù)項目中有過密切的合作。然而,這個項目所采用的方法和以往項目采用的方法還是具有根本性的不同的。項目團隊在已有的桁架內(nèi)安裝了一個227ft.(68m)長的臨時桁架(由U.S. Bridge公司發(fā)明,被稱為自由桁架),并用這個臨時桁架作為一個支撐將已有的桁架滑移到東側(cè)引橋路面,然后可以在地面上對這座橋梁進行拆除并重新組裝。

分析表明在橋面恒荷載被移走的情況下,大跨桁架可以承擔(dān)橋梁的荷載。U.S. Bridge公司首先移走了橋面上的瀝青表層帶來的恒荷載,然后增加了臨時支撐框架。原有的木橋面板仍然留在橋面上以供安裝框架的設(shè)備進出并將自由桁架移入。在桁架到場并頂升到位但尚未起吊前,U.S. Bridge公司移去了木橋面板和70%的縱梁,然后提升自由桁架和更輕的已有桁架。這個移除并重安裝的概念不但是具有創(chuàng)新性的,而且也是該項目成功實施的關(guān)鍵所在。因為不必在桑達斯基河上作業(yè),項目團隊避免了施工過程中的延誤以及可能遇到的災(zāi)難。在項目的整個過程中,桑達斯基河經(jīng)歷了數(shù)次洪災(zāi),如果項目需要水中作業(yè)的話,這必將會阻礙水中作業(yè)直到洪水退去,也可能會將建在水中的任何石方工程平臺沖垮。如果印第安工廠橋支撐在水中臨時柱上的時候遇到了洪災(zāi),對橋梁造成的損害將是毀滅性的。

在橋梁的鋼構(gòu)件都運回到工廠后,U.S. Bridge公司著手加工新鋼構(gòu)件來替換退化的鋼構(gòu)件。新的鋼構(gòu)件包括所有的道路縱梁和橋面梁、桁架斜桿、下弦桿、帶環(huán)拉桿、桁架鉸接節(jié)點和支座。對箱式桁架上弦桿、端部立柱、豎桿以及原有的格構(gòu)式門式撐架和側(cè)向支撐都加以保留,對新加工鋼構(gòu)件和原有的鋼構(gòu)件進行熱浸鍍鋅處理來進行防腐蝕保護,用一種類似于拆除桁架時采用的方法繼續(xù)使用自由桁架進行重安裝。


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