當(dāng)今年晚些時候John James Audubon 橋開放交通時，將為密西西比河濕地上提供一條新的路線。Greg Shafer 報道
Louisiana中南部現(xiàn)修建一座被認(rèn)為是北美最長的斜拉橋，John James Audubon橋。它以482m的主跨跨越著名的密西西比河。該結(jié)構(gòu)用自然科學(xué)工作者John James Audubon的名字來命名，他曾一度居住在橋梁的附近。它繼承了Audubon得遺產(chǎn)，而將與自然和諧作為橋梁概念和細(xì)部發(fā)展的指導(dǎo)原則。
事實(shí)上，這座花費(fèi)4.08億美元的項(xiàng)目包含了超過跨越非凡的密西西比河地標(biāo)性橋梁的意義，除了長3.7km跨越洪水泛濫的通道以外，還有7座跨越支流和一座鐵路專用線的橋梁。這個通過鄰近密西西比的濕地和甘蔗地的綠地項(xiàng)目正在修建，它處在河流東側(cè)St Francisville 鎮(zhèn)和西側(cè)的新路之間，延伸19km。在這些城鎮(zhèn)之間的部分濕地是威脅Louisiana 黑熊的棲息地。因此，在項(xiàng)目中結(jié)合了10條黑熊通道，示例了有Audubon收益的保護(hù)精神。通道提供允許黑熊在路下通過的連續(xù)棲息地，并結(jié)合了其他使用特征，兼做為在高水位時的排水構(gòu)筑物。
2005年，Louisiana 運(yùn)輸和發(fā)展部首次啟動這項(xiàng)地標(biāo)工程的設(shè)計施工進(jìn)程。但受到了颶風(fēng)Katrina的阻撓。颶風(fēng)襲擊了Gulf岸。颶風(fēng)本身僅持續(xù)了約4個星期，但對項(xiàng)目材料和勞力的可使用性的影響有一段時間。
Flatiron 建設(shè)公司，Granite施工集團(tuán)和Parsons 的聯(lián)合投標(biāo)集團(tuán)在Audubon橋梁建設(shè)公司CABC的名義下，是被邀請對項(xiàng)目提出建議的3個設(shè)計施工公司之一。除了得到最高的技術(shù)分以外，ABC也具有最低的調(diào)整價格，因此在2006年5月中旬中標(biāo)。
項(xiàng)目的中心部分是跨越密西西比河的這座斜拉橋，這部分結(jié)構(gòu)包括與航道對稱布置的主跨。中跨482m，每側(cè)邊跨189m，也由斜拉索以及49m的過渡跨支承。斜拉索的半扇形布置提供了經(jīng)濟(jì)而美觀的效果，而連接至板梁頂翼緣的兩個索面支承了鋼邊梁。
兩個高152m的塔上的拉索錨固，設(shè)計成能進(jìn)入張拉，以及必要時能在將來更換拉索。但預(yù)計不需要換拉索，因?yàn)锳BC安裝了具有三層防銹的拉索體系。單個的鋼絞線為鍍鋅的、填油脂的以及用聚乙烯包殼，整根拉索用高密度聚乙烯膏包裹。
由斜拉索支承的兩個高1.8m的鋼板邊梁，提供了一個柔性的上部結(jié)構(gòu)體系，拉索間距14m，主梁間橋面梁間隔4.6m。橋面板由厚240mm的預(yù)制混凝土板組成，及支承在橋面梁上，有現(xiàn)場澆注的混凝土連接，橋面用55n/mm
2的高強(qiáng)混凝土制作。必須用來抵抗由斜拉索引起的壓力，在結(jié)構(gòu)壓力減小的橋面節(jié)段部位施加后張預(yù)應(yīng)力在中跨中部以及每個錨固墩上部。
在Audubon橋的設(shè)計和施工中包括一些關(guān)鍵的特征，以滿足所需的100年使用壽命。耐侯鋼減小了工程項(xiàng)目的費(fèi)用，以及結(jié)構(gòu)壽命期的低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，耐侯鋼不僅防銹，也因橋梁是紅褐色，融入周圍地區(qū)而提高了橋梁的審美。決定鋼的犧牲厚度以保證結(jié)構(gòu)在其整個壽命期內(nèi)維持足夠的構(gòu)件抗力。橋面節(jié)段也用厚50mm的橡膠改良混凝土覆蓋層保護(hù)。它提供了一個平滑的行駛面層，以及保護(hù)混凝土橋面節(jié)段的鋼筋。覆蓋層作為一個可更換的板，意圖在橋梁壽命期間保護(hù)橋面節(jié)段。
每根拉索在橋面及塔處連接至封閉的錨固處，錨碇由泊位制造廠設(shè)計，按照后張預(yù)應(yīng)力學(xué)院“拉索設(shè)計試驗(yàn)和安裝的建議”進(jìn)行試驗(yàn)，以證實(shí)其在鋼絞線端部提供可靠的防滲漏保護(hù)，拉索用專門設(shè)計適合于每根拉索特征的摩阻阻尼器來防護(hù)抵抗振動。阻尼器的性能通過制作后的試驗(yàn)加以證實(shí)，但作為一個可能性，制作了附加的粘滯阻尼器設(shè)施以便在觀察到不可預(yù)見的拉索振動時使用。
安裝斜拉索，張拉時每次對一根鋼絞線，采用由VSL工廠專門研制的系統(tǒng)進(jìn)行，這個過程允許采用很小的張拉體系，容易在塔截面內(nèi)進(jìn)行，因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)體系相對較柔，張拉索至其最后長度并證實(shí)在其設(shè)計力的允許偏差內(nèi)，然后進(jìn)行最終調(diào)整以平衡荷載和結(jié)構(gòu)標(biāo)高。
跨越較低的密西西比河的橋梁傳統(tǒng)的建在下沉的沉井上，這個由于軟沉積層很深，在合理的厚度內(nèi)不存在巖石，然而對于Audubon橋，基礎(chǔ)建在直徑2.4m的鉆孔樁上，以消除下沉沉井帶來危險，鉆孔樁基在密實(shí)砂層，約在河底下60m深處，再增加深度是不可行的，因?yàn)樯硨右韵掠泻芎竦酿ね翆?，將鉆孔樁延伸進(jìn)入黏土層，結(jié)果是端部的承載能力顯著減小，而這一項(xiàng)約為樁承載能力的一半，采用眾所周知的樁尖壓漿技術(shù)以提高承載能力，包括在樁底壓入水泥漿，一旦注入水泥漿，對鉆機(jī)孔樁根部的土？？加壓，也增加了樁尖附近的側(cè)剪切承載力。
在樁的上部區(qū)域即沖刷區(qū)，采用永久性的外殼，來進(jìn)行鉆孔樁施工，以提供附加的抗彎承載力，以及為通過公開水域延伸的樁提供模板，樁的底部用臨時的內(nèi)殼開挖，用空中中提升來搬除挖土。臨時殼優(yōu)先采用振動機(jī)，這是一種大型的液壓設(shè)備，是殼在進(jìn)入入中時環(huán)繞其豎直軸扭轉(zhuǎn)，樁的挖土以最大限度的減小殼的安裝抗力來掌握，而不損壞殼的刃腳。
一旦每塔下21跟鉆孔樁完成以后，安裝預(yù)制的混凝土圍堰，并下沉超過樁根，以便為混凝土承臺提供模板，在圍堰下水以前，制作了2.4m的混凝土水下封底層，在其中進(jìn)行承臺與塔基的施工，這一何種巨大的孔洞提供了河流水面下直徑至15m的干燥環(huán)境。
基礎(chǔ)為高152m的鋼筋混凝土塔的施工施工提供了一個干得基地，而塔柱的空心截面用懸臂模板公司制作的跳模施工。這允許每塔肢以平均每5天升高4m的速率快速施工，在塔肢達(dá)到所需標(biāo)高以后，上下橫梁用承臺在塔肢上的支架施工，橋面本身并不支承在橫梁上而是支承在突出于塔肢內(nèi)面的牛腿上，每塔兩處的豎直和橫向支座支承上部結(jié)構(gòu)。
拉索錨固在澆筑在實(shí)心塔截面內(nèi)的機(jī)構(gòu)鋼錨箱中，這些錨箱不僅提供拉索與塔的豎直連接，而且拉緊以抵抗主跨和邊跨拉索間的相反水平拉力，凈水平力通過焊在錨箱上的剪力釘傳遞到塔。
上部結(jié)構(gòu)縱向用鋼的剛性連接到兩塔，以平衡塔間的風(fēng)勁荷載，而不因濕度變化而引起巨大用力，用鎖定裝置來連接上部結(jié)構(gòu)和東塔，這些裝置有taylor設(shè)施公司制造，在短期荷載和動載下提供可靠的固定連接，而在濕度變化引起的緩慢移動下僅有很少的抗力，
Rowan Williams Davies和Irwin進(jìn)行詳細(xì)的風(fēng)氣候研究，節(jié)段風(fēng)洞試驗(yàn)和三維空氣彈性模型試驗(yàn)，以支持最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計，他們進(jìn)行了分析氣象模擬，所用風(fēng)的資料取自不同的場地以預(yù)估不同位置，包括項(xiàng)目場地的風(fēng)速和方向，模擬的性能有雨靠近項(xiàng)目現(xiàn)場的持定位置處測量的風(fēng)俗和方向?qū)Ρ葋碜C實(shí)。用模擬的結(jié)構(gòu)來形成風(fēng)氣候包括在項(xiàng)目場地的擾動強(qiáng)度范圍的重要設(shè)計數(shù)值。結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)速根據(jù)100年回歸期1小時平均值，是129km/h。
建議的結(jié)構(gòu)外形首次采用1:60比例的節(jié)段模型進(jìn)行試驗(yàn)，在相應(yīng)于10000年回歸期，10分鐘平均風(fēng)速即163m/h作用下進(jìn)行，以證實(shí)總體穩(wěn)定，初步試驗(yàn)證實(shí)在橋梁沿主跨中部兩側(cè)邊梁的外緣為了功能和穩(wěn)定需設(shè)導(dǎo)流裝置。然后進(jìn)行了1：200比例的風(fēng)洞試驗(yàn)，來確定設(shè)計風(fēng)速和不同方向的風(fēng)動力性能。用全橋模型的結(jié)構(gòu)來校核分析模型的結(jié)構(gòu)，以準(zhǔn)確預(yù)計在設(shè)計風(fēng)效應(yīng)下橋梁的動力性能，以及確定在所有臨界界面的設(shè)計荷載。
一旦證實(shí)了最終的橋梁性能，將全橋模型分割成連續(xù)的較小塊件并進(jìn)行試驗(yàn)，以確定關(guān)鍵施工階段的結(jié)構(gòu)性能。這些試驗(yàn)允許設(shè)計人員為不同施工階段安設(shè)風(fēng)速的極限，以及預(yù)計在離高風(fēng)速發(fā)生時所需的臨時約束。
Aududon 橋是為經(jīng)濟(jì)發(fā)展計劃而組成的Louisiana運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的16個項(xiàng)目之一，這個計劃是通過運(yùn)輸項(xiàng)目的集資來提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的設(shè)計方案。
