始建于1940年的美國(guó)緬因-新罕布什爾大橋，橫跨于Piscataqua河上，連接新罕布什爾州的樸茨茅斯市和緬因州的基特里市。如果上游95號(hào)州際公路的交通中斷，它將成為連接緬因州和新罕布什爾州之間的重要備用線路。1987年，緬因-新罕布什爾大橋被重新命名為薩拉·米爾德里德·朗大橋（Sarah Mildred Long Bridge），以紀(jì)念在緬因-新罕布什爾州際大橋管理局工作了50年的Sarah Mildred Long。

　　30年后的2018年3月30日，另一座以“Long”命名的替代橋投入使用。這座橋的創(chuàng)新設(shè)計(jì)會(huì)讓Sarah Mildred Long感到自豪。之前的結(jié)構(gòu)有5跨，其中包括可以豎直升降的橋跨，位于樸茨茅斯市一側(cè)一共有15跨，基特里市一側(cè)有7跨。新橋?yàn)殡p層橋，頂層用于公路交通，底層用于鐵路運(yùn)輸，中間有一個(gè)單層的可升降的活動(dòng)橋跨。

　　多方積極溝通 創(chuàng)造新穎設(shè)計(jì)
 

　　新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提高了預(yù)制拼裝橋梁通航橋跨的斜交角、寬度，以及車輛、鐵路和船舶的通行安全和效率。有了這座新橋，海上船只可以在Piscataqua河上航行，而最上層橋梁則承載著美國(guó)1A公路，次上層的匝道橋?qū)⒚绹?guó)東北部的鐵路線路與樸茨茅斯海軍造船廠(Portsmouth Naval)連接起來(lái)?？缮档幕顒?dòng)橋面允許高大的船只通過(guò)，當(dāng)下降到與鐵路軌道平齊時(shí)，又可以讓火車通過(guò)。

　　這樣一個(gè)設(shè)計(jì)解決方案幫助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人實(shí)現(xiàn)了許多目標(biāo)。首先，允許對(duì)橋梁的水平和垂直方向進(jìn)行微調(diào)，以提高通航凈高，還可以滿足鐵路和道路交通的標(biāo)準(zhǔn)，并最小化對(duì)環(huán)境、歷史遺址、附近財(cái)產(chǎn)的影響。混凝土材料的使用也提供了一個(gè)上下一體、美觀的解決方案。

　　在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)積極與政府機(jī)構(gòu)、社區(qū)、監(jiān)管部門(mén)、船舶駕駛員溝通，并廣泛收集公眾意見(jiàn)，獲得了設(shè)計(jì)的靈感。最終指導(dǎo)設(shè)計(jì)師和承包商創(chuàng)造出滿足所有目標(biāo)的設(shè)計(jì)作品，同時(shí)建造出別出心裁的可活動(dòng)橋面，為后續(xù)此類項(xiàng)目提供了借鑒。

　　替代橋項(xiàng)目是聯(lián)邦公路管理局、緬因州交通部和新罕布什爾州交通部的合作項(xiàng)目，緬因州交通部是牽頭機(jī)構(gòu)。這個(gè)耗資1.65億美元的項(xiàng)目得到了2500萬(wàn)美元的交通資助，其中包括用于鐵路部分的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇(TIGER)贈(zèng)款。該項(xiàng)目屬于緬因州和新罕布什爾州之間的“三橋協(xié)議”中的第二項(xiàng)協(xié)議，旨在解決他們共同擁有的橫跨Piscataqua河的橋梁權(quán)責(zé)問(wèn)題。

　　減少水中墩柱 提高通航能力
 

　　團(tuán)隊(duì)在最初設(shè)計(jì)時(shí)面臨的主要問(wèn)題之一是船舶如何才能暢行無(wú)阻？原先的橋梁在閉合位置只有約3米的凈空，這意味著橋梁需要經(jīng)常打開(kāi)，船舶才能通過(guò)。2008年，該橋已開(kāi)合2637次，平均每次打開(kāi)時(shí)會(huì)延誤9.5分鐘。新橋在其閉合位置提供了約17米的垂直凈空。由于增加了垂直凈空，新結(jié)構(gòu)將減少68%的開(kāi)合次數(shù)。因?yàn)槊磕曛挥?0列火車會(huì)使用到較低的軌道，所以舊橋可以一直保持閉合狀態(tài)，即原始的橋面高度。

　　原先的橋梁只能提供約53米的通航寬度供海上交通使用，這迫使拖船在通過(guò)這座橋之前必須與更大的船只脫離。為了提高船只在開(kāi)合橋跨附近的通行性，需要開(kāi)辟一個(gè)新的航道，建造一個(gè)15度的斜交橋，將可通航寬度增加到76.2米。

　　新橋可以打開(kāi)的更大高度是通過(guò)新罕布什爾一側(cè)的引橋上1454米的反向曲線和緬因州一側(cè)的1585米半徑曲線實(shí)現(xiàn)的，然后再連接到現(xiàn)有的路線上。這種設(shè)計(jì)允許新一代的貨船在拖船參與的情況下通過(guò)橋梁。

　　在新橋的上層，可供車輛行駛的有11跨，下層供鐵路運(yùn)行的有16跨。含鐵軌的橋跨長(zhǎng)度約是公路橋跨長(zhǎng)度的一半，其目的是為了適應(yīng)較重的Cooper E80活載。而且這樣的設(shè)計(jì)可以最大限度地延長(zhǎng)每一跨的長(zhǎng)度，以減少水中的橋墩數(shù)量。

　　對(duì)于預(yù)制拼裝橋梁來(lái)說(shuō)，鐵路橋的跨度設(shè)置為49米是非常合適的，而且在上層97.5米跨度范圍內(nèi)的橋上只能使用獨(dú)柱墩。這樣的設(shè)計(jì)可以減少水中的11個(gè)橋墩，而且Market街現(xiàn)有的獨(dú)柱墩也被取消，改善了通往樸茨茅斯市中心的航道寬度。

　　上層的公路橋采用預(yù)制混凝土箱梁進(jìn)行拼裝，梁段高度從2.4米到4.1米范圍內(nèi)變化。下層的鐵路橋也是由預(yù)制混凝土梁拼裝而成，高度從2.7米到3.4米范圍內(nèi)變化?？苫顒?dòng)的單層橋面板寬約13米，兩條線路間相隔2米的鐵路軌道。

　　改進(jìn)升降塔 降低造橋成本
 

　　為92米長(zhǎng)的流線型箱梁設(shè)計(jì)升降驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通常有兩種方案。由于有橋跨傳動(dòng)裝置，機(jī)器安裝在橋跨上，隨著橋梁的升降而自動(dòng)升降。在塔式驅(qū)動(dòng)下，位于塔頂?shù)臋C(jī)械可以提升或降低跨度。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，混合設(shè)計(jì)是較為周全的解決方案。

　　操作設(shè)備位于4個(gè)61米高的預(yù)制混凝土塔基上，方便維修和檢查。與橋跨傳動(dòng)類似，該設(shè)備使用上拉繩索和下拉繩索將主梁上下拉起，而不是依靠平衡重和滑輪的摩擦力來(lái)移動(dòng)主梁。與塔式驅(qū)動(dòng)一樣，設(shè)備被封閉在塔內(nèi)，包括機(jī)械設(shè)備、線路、維修樓梯等。平衡重是用鋼箱里的鋼板做的。為了確保性價(jià)比最高，使用的鋼材是與其他材料(如鉛)進(jìn)行評(píng)估后選定的，并將密度與所需材料的總高度進(jìn)行比較。升降塔上的玻璃窗戶可以為維護(hù)人員提供環(huán)境照明，還允許行駛車輛的司機(jī)在橋跨上升或下降時(shí)看到平衡重的移動(dòng)。

　　該橋的獨(dú)特之處在于，通過(guò)在塔樓上運(yùn)行的導(dǎo)向滾軸，來(lái)調(diào)整橋跨的橫向和縱向伸縮位置。橋跨的初始位置是在車輛行駛層，并與其他橋跨有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的指形接合。開(kāi)口狀態(tài)時(shí)，允許升降塔的軌道通過(guò)跨度并繼續(xù)下降到鐵路層。在接口處有一個(gè)帶斜接軌道的板，可以連接到鐵軌上。因?yàn)橥ǔＴ诮涌谔幉辉O(shè)置軌道以連接到下層的鐵軌，所以這是一個(gè)十分具有挑戰(zhàn)性的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。

　　在所有的可能性評(píng)估完成后，升降塔樓選擇用預(yù)制混凝土進(jìn)行建造。這個(gè)選擇是最經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)轭A(yù)制混凝土分段澆筑，上部結(jié)構(gòu)的安裝、后張拉和環(huán)氧樹(shù)脂接縫所需的所有設(shè)備都可以現(xiàn)場(chǎng)取材。

　　每座塔樓由21個(gè)預(yù)制混凝土節(jié)段澆筑而成。施工現(xiàn)場(chǎng)采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段混凝土配合澆筑程序進(jìn)行澆筑。在前3個(gè)節(jié)段架設(shè)好并調(diào)整到合適的高度和坡度后，在下面澆筑一個(gè)0.9米高的起始段，以建立初始的幾何線形。預(yù)制混凝土塔段需要放置在現(xiàn)澆基礎(chǔ)的頂部，為了確保沿著正確的初始幾何形狀澆筑混凝土，需要分段安裝在臨時(shí)支架上進(jìn)行，并作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，預(yù)制混凝土塔段和現(xiàn)澆基礎(chǔ)之間進(jìn)行了短暫的封閉澆筑期。在整個(gè)安裝過(guò)程中一直監(jiān)控線形，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以減少安裝誤差。塔帽是預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，塔頂為現(xiàn)澆混凝土。

　　有限預(yù)算下的創(chuàng)新解決方案
 

　　薩拉·米爾德里德·朗大橋是一座令人印象深刻的橋梁，它滿足了一系列復(fù)雜的功能需求，同時(shí)又兼具視覺(jué)美感，并與它所處的環(huán)境相融合。該地區(qū)包含兩個(gè)歷史悠久的城市，以及迷人的自然環(huán)境。要想在合理的預(yù)算范圍內(nèi)同時(shí)滿足功能性和美學(xué)的要求，需要在布局、設(shè)計(jì)、合同安排和施工管理等方面進(jìn)行創(chuàng)新。

　　通常具有這種復(fù)雜功能的橋梁，其外觀也會(huì)讓人看起來(lái)較為復(fù)雜。原先的那座舊橋就是一個(gè)例子。所以在新橋的設(shè)計(jì)上，采用混凝土分段施工，為工程美學(xué)提供了一種解決方案。在跨度方面，減少水中的橋墩數(shù)量，簡(jiǎn)化了橋梁的整體線形；在升降塔樓方面，消除了常見(jiàn)的桁架支撐，隱藏了升降驅(qū)動(dòng)設(shè)備。同時(shí)，高聳而有力的塔樓、簡(jiǎn)單而堅(jiān)固的橋墩，加強(qiáng)了這種美觀又充滿力量的感覺(jué)。

　　在升降塔樓的頂部設(shè)計(jì)了一種可以顯示平衡重的進(jìn)度條。當(dāng)一艘輪船或一列火車將要通過(guò)大橋時(shí)，塔樓窗戶上垂直的條狀物會(huì)顯示出配重的移動(dòng)進(jìn)度，這對(duì)于因橋跨升降而被迫堵在路上等候的司機(jī)來(lái)說(shuō)，是一種視覺(jué)補(bǔ)償。

　　新的薩拉·米爾德里德·朗大橋改善了緬因州和新罕布什爾州之間的車輛、鐵路和通航路線。通過(guò)在整個(gè)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中使用創(chuàng)新的解決方案，克服了現(xiàn)場(chǎng)條件的困難，并協(xié)調(diào)了不同學(xué)科之間，以及業(yè)主、承包商之間，對(duì)于如何在有限的預(yù)算和緊張的工期挑戰(zhàn)下的不同意見(jiàn)，使這個(gè)美麗的結(jié)構(gòu)可以迎接下一個(gè)世紀(jì)。