中國(guó)橋梁網(wǎng)（文/Sajid Abbas & Brian Maroney 譯/樓莊鴻）舊金山海灣大橋長(zhǎng)達(dá)一個(gè)長(zhǎng)周末的關(guān)閉運(yùn)營(yíng)，使工程師們能夠進(jìn)行戲劇性的大膽的工作。
移動(dòng)單一的重3300t的桁架構(gòu)件需要仔細(xì)的計(jì)劃和精密的實(shí)施：當(dāng)桁架被提升至46m高并且必須在有限的時(shí)間內(nèi)完成該過(guò)程時(shí)，挑戰(zhàn)增至雙倍甚至三倍。但 是，修建舊金山新海灣大橋東跨部分——Yerba Buena島轉(zhuǎn)移跨的項(xiàng)目建設(shè)隊(duì)伍最近證明了只要計(jì)劃充分、大規(guī)模建模加之工程專業(yè)知識(shí)，就可以完成。
新海灣大橋的許多建設(shè)工作在現(xiàn)存結(jié)構(gòu)線形高架橋以外進(jìn)行，特色鮮明的自錨式懸索橋緊鄰現(xiàn)存通道。作為海灣地區(qū)的經(jīng)濟(jì)命脈，該通道現(xiàn)日車流量約25萬(wàn)次。當(dāng)然，這兩者必然連接至一個(gè)點(diǎn)上。就海灣大橋而言，新東跨的行車道并排構(gòu)造必須連接到西跨雙層構(gòu)造上。
這正是Yerba Buena島轉(zhuǎn)移跨的所在地。自然，修建新的結(jié)構(gòu)而不封閉必要的交通紐帶是完全不可能的。但是，迄今為止，項(xiàng)目建設(shè)隊(duì)伍一直把這些封閉控制在最低。繼兩年前的封閉后，在今年9月初的勞動(dòng)節(jié)周末通道再次封閉，在此期間，通道的另一端在精心策劃的操作下進(jìn)行了更換。
在這段時(shí)間內(nèi)，修建了一個(gè)用以疏導(dǎo)交通離線的迂回結(jié)構(gòu)，并使得通道其余部分的修建成為可能。在今年封閉期間安裝的轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)，正是將交通引導(dǎo)至臨時(shí)的迂回結(jié)構(gòu)的必要連接。該迂回結(jié)構(gòu)是一個(gè) 雙層橋面的鋼桁架橋，是現(xiàn)存結(jié)構(gòu)的復(fù)制，由承包商CC Myers修建。主要挑戰(zhàn)是以對(duì)交通的最小干擾將迂回結(jié)構(gòu)連接至現(xiàn)有的東跨，加利福尼亞運(yùn)輸部門（Caltrans）要求將封閉限制在一個(gè)長(zhǎng)周末，因此而 傾向一個(gè)立足于拆除現(xiàn)存的長(zhǎng)88m的跨的概念，即將該跨轉(zhuǎn)動(dòng)至橋的北端以清理出線形并轉(zhuǎn)入一新的桁架，改變交通從現(xiàn)存橋跨至迂回結(jié)構(gòu)的方向。這一計(jì)劃稱為 轉(zhuǎn)出轉(zhuǎn)入，加利福尼亞運(yùn)輸部門要求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)林同國(guó)際和Moffat Nichol為這個(gè)項(xiàng)目制訂設(shè)計(jì)計(jì)劃。
從一開(kāi)始，工程師們就知道這將是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目。現(xiàn)有桁架已有70年了，重達(dá)3300t，但是整個(gè)操作之所以復(fù)雜是因?yàn)樗哂诘仄矫?6m。桁架最初被設(shè)計(jì)成坐落在支座上，而不是在中間節(jié)點(diǎn)被頂高。須調(diào)查改良后的荷載路線所需的可用承載力，在必須處對(duì)桁架進(jìn)行加固。
新的桁架將被定位在現(xiàn)有線形以南，隨時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)就位。這意味著新桁架將被安裝在空中46m高的臨時(shí)支承上。轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)必須堅(jiān)固可靠，它應(yīng)該能夠承受難以預(yù)測(cè)的氣候以及任何可能把它吹掉或偏離的風(fēng)。 一旦交通被停止，將沒(méi)有退路，舊桁架從其支座上被切割掉，項(xiàng)目必須準(zhǔn)時(shí)完成。
為了保證施工進(jìn)度按計(jì)劃進(jìn)行，該轉(zhuǎn)出轉(zhuǎn)入操作必須不遲于2009年9月的勞動(dòng)節(jié)周末進(jìn)行。加利福尼亞運(yùn)輸部門要求設(shè)計(jì)者與鋼鐵制作商、安裝者和重件專家 團(tuán)隊(duì)——CC Myers緊密合作。面對(duì)極具挑戰(zhàn)性的進(jìn)度要求，團(tuán)隊(duì)決定在設(shè)計(jì)階段研制東配套結(jié)構(gòu)的充分詳細(xì)的CAD橋梁信息模型。其首要目的是應(yīng)用模型來(lái)實(shí)現(xiàn)施工順序的仿真模擬，評(píng)估用于操作的規(guī)程和系統(tǒng)，及查明和排除所有可能出現(xiàn)的幾何和空間需求問(wèn)題。其次要目的是應(yīng)用新結(jié)構(gòu)的模型來(lái)排除結(jié)構(gòu)裝配和設(shè)計(jì)信息問(wèn)題，并 為結(jié)構(gòu)鋼的制作和安裝形成圖紙，以加快整個(gè)進(jìn)度。這一工作由設(shè)計(jì)合資公司的次級(jí)顧問(wèn)Norcal Structural完成。橋梁信息模型對(duì)解決一些在轉(zhuǎn)出的那天具有潛在阻礙的關(guān)鍵問(wèn)題，是極為有效的。
設(shè)計(jì)以用來(lái)應(yīng)付轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入的負(fù)荷的支承結(jié)構(gòu)，由一雙鋼滑移梁組成，處于桁架下面，在交通方向的南北軸上運(yùn)行。每一滑移梁高約2.7m，頂部寬2.4m。滑移梁能夠承受2000t的反作用力。 每一滑移梁由4個(gè)塔支承，兩個(gè)雙肢塔和兩個(gè)四肢塔，高約46m。塔肢用鋼管，用于雙肢塔的鋼管直徑為1.5m，用于四肢塔的直徑為914mm。
轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)由重型提升次承包者M(jìn)ammoet按照設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)制訂的標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括三個(gè)主要部件：固定在滑靴上的用以提升或降落桁架的垂直千斤 頂，水平推拉千斤頂和起重裝置。每個(gè)桁架由8個(gè)垂直千斤頂支承，每一支承點(diǎn)安裝2臺(tái)綜合提升能力為1200t的千斤頂。垂直千斤頂坐落在滑靴上，在滑移梁 頂?shù)能壍郎线\(yùn)行。帶有不銹鋼底板的滑靴在微凹的聚四氟乙烯板上滑動(dòng)，后者附著在沿軌道以分離的間隙布置的氯?。ǘ┫鹉z墊上。每個(gè)桁架使用8個(gè)推拉千斤頂，每一支承點(diǎn)上安裝2個(gè)綜合能力為120t的水平千斤頂。
提升裝置將垂直和水平荷載從桁架轉(zhuǎn)移到滑移梁，它的頂部被設(shè)計(jì)成與桁架弦桿一致的橫向梁。桁架節(jié)點(diǎn)坐落在位于梁中部的盆式支座上。兩個(gè)能力各為100t的垂直千斤頂安置在梁的末端。這些千斤頂用來(lái)穩(wěn)定提升裝置，以抵御側(cè)向荷載導(dǎo)致的傾覆。橫向梁連接至垂直于桁架弦桿的分布梁上，它承擔(dān)當(dāng)桁架置于初始位置時(shí)，或發(fā)生突發(fā)墜落時(shí)從桁架傳遞到滑動(dòng)梁的恒荷載反作用力。從橫向梁向下的兩個(gè)垂直懸臂構(gòu)件在滑動(dòng)梁每側(cè)各一個(gè)，它們被栓接到滑動(dòng)梁的支承柱中。這些構(gòu)件被設(shè)計(jì)成用來(lái)轉(zhuǎn)移在桁架處于初始安置位置時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向荷載至滑動(dòng)梁，并產(chǎn)生抵抗傾覆力矩的穩(wěn)定垂直力。
當(dāng)桁架就位后，提升裝置能抵抗由現(xiàn)場(chǎng)特定的感應(yīng)波譜確定的地震荷載和風(fēng)荷載。在轉(zhuǎn)入期間，提升裝置支承體系僅須抵抗風(fēng)荷載,該支承體系建立在平均風(fēng)速為80km/h的基礎(chǔ)上。
操作的最大挑戰(zhàn)是拆除舊的桁架，因?yàn)榇嬖诎ㄨ旒艹跏及惭b時(shí)的鎖定力等不確定因素。工程師必須確保一旦轉(zhuǎn)出的桁架與橋梁分離并移出后余下桁架的穩(wěn)定性，這是極重要的。
須拆除的桁架是四個(gè)各長(zhǎng)88m的桁架中的一個(gè)，位于Yerba Buena島上，通往隧道。四個(gè)桁架中有兩個(gè)緊鄰舊通航河道上的主要懸臂桁架，它們嵌入一個(gè)巨大的混凝土橋墩，該墩也用來(lái)拉緊懸臂桁架。另外兩個(gè)桁架嵌入接近隧道入口另一端的混凝土墩上。一旦轉(zhuǎn)出桁架，臨近桁架的存在成為不穩(wěn)定的因素。為了能加以控制，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了拉力連到隧道側(cè)的其余桁架上。
轉(zhuǎn)出桁架固定在鉸支座上。重要的是要在切除支座和提升桁架取消其支承以前，確保所有通過(guò)支座作用的水平和垂直荷載完全釋放，以避免任何快速反向力。這通過(guò)采取下列措施得到：在鉸以上的支承腹板上做新月形的切割；在允許任何火焰切割支座腹板之前，確保鉸在千斤頂荷載作用下開(kāi)始上升。
加利福尼亞運(yùn)輸部門在勞動(dòng)節(jié)周末封閉了橋梁交通。為期4天的封鎖在9月3日下午8時(shí)開(kāi)始，舊有桁架于第二天轉(zhuǎn)出，新桁架在第三天轉(zhuǎn)入。操作展開(kāi)平穩(wěn)。當(dāng)新桁架轉(zhuǎn)入時(shí)，兩側(cè)的鄰接橋面相吻合，偏差在12mm之內(nèi)。9月8日早上7時(shí)，橋梁重新開(kāi)放交通。由于在橋梁主懸臂桁架上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)無(wú)關(guān)的裂縫，使開(kāi)放延誤了兩個(gè)小時(shí)。
