简介
在英国伦敦的Canary 码头,有许多重要的建筑都建造在古老的码头上。这些码头之间都由建有水闸的河道连接着,并且受到泰晤士河潮汐涨落的影响。在东印度码头由于要建造一个拥有多层地下室的建筑,需要建造临时的道路和桥梁。由于众多复杂的建筑工程和市政基础工程相互交接,建筑承包商面临着巨大的挑战,他们需要为一些永久或临时的情况提供完善的基础设施。
场地条件
2001年,为在一个“孤岛”上修建一座32层的建筑物,要建造一座临时性的桥梁以跨越水道的构想进入立项实施阶段。这个孤岛是由填实的双室钢板桩围堰形成的,围堰本身还形成了环绕“孤岛”的道路。在码头四周,有通航要求的河道中设置障碍必须遵循严格的规章制度。任何修建在河道中的桥梁必须保证航道在很短的时间内得以疏通,并且能通过驳船、游船和其他船只。这需要15米的净宽。
设计标准
本桥必须满足工程建设所需的3年服务期,设计荷载达到高速公路的标准,同时还要满足一种非常规荷载,这种荷载由理想化的单个车辆组成,共四轴,每轴重250kN。本桥包括宽7.3米的双向行车道,两边设置安全护墙和步行道。由于围堰的临时性和敏感性决定桥台只能承受适中的负荷。码头水位在常水位的-600mm/300mm之间变化,以上就是主要的条件限制。工程人员想出了很多种结构形式:摆动桥、滑动桥、旋转桥和伸缩桥,但由于考虑到围堰加固工程费用昂贵以及复杂吊装机械的可靠性,没有确定出满意的方案。
设计方案
设计方案采用跨度为19m的简支梁板结构。在桥位,结构的下端离码头的标准水位为710mm(图1)。为了移动桥梁,清通河道,也就意味着将重达60吨的桥体从支座上抬起并移到浮舟上,再通过浮舟运到河道以外停泊。等到船只通行以后,在将上述步骤反过来操作。当然这也会带来一些冲突,比如当工程建设需要长期的水路交通,此时停放舟船的空间可能得不到保证。

桥面板结构
18m的主跨及净空限制决定了主梁高度:8条工字梁,高762mm,宽267mm,分成两部分用在桥体两边。桥面板中部采用H型梁支撑,高305mm,宽305mm,纵向跨在高406mm、宽178mm的工字型横梁上。桥面板行车表面为20mm厚的钢板,所有钢板均进行了拉纹处理以 增强摩擦力。在主梁一侧通过悬臂托架挑出1.2m宽的人行道。
桥台、铰、支座
假设荷载均布,则西侧桥台不能直接修建在围堰上,因为围堰不足以承受桥梁荷载反力。但是东侧桥台可以直接修建。西侧桥台通过安装两个钢管桩辅以上部横梁构成临时 性的桥墩。桥墩同时又和围堰连在一起。第三根钢管桩安在临时桥墩框架内部充当铰桩,可以保证桥梁水平旋转180度。
铰链包括钢制套管,以保证其垂直移动误差不超过20mm,为保证西侧围堰在桥梁受驳船撞击时的结构稳定性,套管和桥体之间采用钢钉连接。东岸桥台包括一座钢筋混凝土承座,用于桥梁的水平开启。设计中还考虑采用钢制导向 板和水力作用钢钉,用在钢制承座垫上以保证当交通事故发生时,所带来的冲击负荷不会对桥台造成威胁。
桥梁起升
桥梁通过4台直径90mm的水压机实现整体提升或降低的功能。每台水压机提升能力为30吨,行程为1200mm。水压机安装在主梁之间的空壳处,并且很容易通过甲板上的开洞进行操作。水压机作用在与舟船相连的框架上:附加的垂直框架也用来在水压机提升、降低时起导向作用。由于桥梁结构的不对称性,每台水压机上的受力是不均匀的,因此在起升/降落时应调整好每台水压机,使其产生均匀的起升力以保障桥体水平。在一般水位情况下,每台水压机需要300mm的冲程以保证甲板脱离承座,将重量传送到浮舟之上。
桥体漂移
由于桥面板平面的不规则以及浮舟布置的不规则,不可能将桥面板的重心与浮舟的浮力中心对齐,因此为了保证系统平衡,必须在浮舟上适当的位置放置1.5吨的压舱钢板,以保证甲板的水平。这对于将桥体放到支座上来说十分重要。
漂移时,所有梁体的荷载由7个5.4米×2.6米×1.8米的标准浮舟承担,浮舟内部填充了许多复合材料。这些浮舟之间通过扣锁托架和钢钉进行连接以形成整体框架。浮舟框架必须具备良好的结构特性,因为桥体甲板只通过水压机由四个荷载点作用于舟船。
能量来源
在这里,为了将浮舟传送到开阔位置,应用了一种50 hp蝶形的水力推进器。它被安装在浮桥的下方以获得最大的效率。推进器安装在钢制框架上并且通过铰与浮舟连接,非常方便于拆卸。一台蝶型推进器就可以完成整个开启和关闭的功能,另外一台是作为备用安装的。蝶型推进器和水压机是通过安装在陆地上在铰链桩处进行连接的电力盒及水力控制系统进行驱动。一旦电力系统或水力控制系统发生故障,还可以通过小船推动或在围堰上进行人工牵引 的方式进行操作。
结论
在经过一段时间的培训和操作后,一个操作者就可以在西岸桥台完成桥的开启。现在此桥已经非常有效的运行了三年时间,每天的开启都十分频繁。整个水力和控制系统每 年都进行检修。
有关数据:
钢材 60吨
竣工时间:2001年10月
资料来源:Structural Engineering International November 2004
