由瑞典承包商斯堪斯卡和美国特雷勒兄弟建筑公司组成的合资企业,即将完成其在美国新泽西州的门户北桥项目的工作范围,该项目是一项重要的区域铁路升级工程。
美国新泽西州新建的北门户大桥的一个固定跨构件通过驳船运抵。图片:斯堪斯卡客户是新泽西州交通运输公司(NJ Transit)和美国铁路公司(Amtrak)。
这项耗资16亿美元的桥梁项目是“门户计划”(Gateway Program)的关键组成部分。“门户计划”是一项分阶段实施的工程,旨在改善新泽西州和纽约州(特别是纽约市及其周边大都会区)之间的铁路基础设施。由门户发展委员会牵头的整个“门户计划”还包括在哈德逊河下新建隧道以及对现有隧道进行改造,预计总成本为160亿美元。
该项目一旦完成,旨在彻底改造和振兴该国最繁忙的铁路系统(东北走廊或NEC),该系统也是该国最拥堵和延误最严重的铁路系统之一。
北门户桥工程一期工程将一座已有114年历史的旋转桥替换为一座固定跨度桥梁。原先的旋转桥经常发生运行故障——高达20%的开启次数会导致桥梁关闭——这促使了它的更换。
新建的固定跨度桥梁将高出河流最高水位线 50 英尺(15 米),从而无需为商业航运开放桥梁。新桥将允许列车以超过 80 英里/小时(129 公里/小时)的速度顺畅通行。
这座新桥全长约 3.9 公里(2.44 英里),横跨哈肯萨克河,主跨长 366 米(1200 英尺),西侧引桥长 1116 米(366 英尺),东侧引桥长 774 米(2540 英尺)。约 1884 米(6180 英尺)的新路堤支撑着通往新桥的铁路线,双轨设计提高了东北走廊的列车运行频率和可靠性。
斯堪斯卡项目执行官拉斯洛·博尔希和项目总监米歇尔·宫崎接受了《建筑简报》的采访,谈到了该项目。他们探讨了施工物流、可持续发展措施以及在受限(且独特的)城市与自然环境混合环境中进行建设的复杂性。
在沼泽、水域和繁忙的铁路线之间修建门户北桥
一座桥梁跨段已运抵现场,正在架设为新建的北门户大桥;该桥是美国东北走廊上一条重要的铁路通道。图片:斯堪斯卡进入施工现场是最大的挑战之一。
“我们这里有沼泽、湿地、河流——环境非常复杂,”博尔希说。
该团队修建了堤道和栈桥,以便在不干扰运行中的铁路或敏感地形的情况下到达工作区域。
而这片自然环境却被挤压在不断扩张的城市发展之中:除了河流和湿地,这片区域还被数百万人口所环绕,包括东部的纽瓦克都会区和西部的新泽西州泽西市都会区。纽约市和这三个城市都会区加起来,人口约有2000万。
为了应对现场施工的挑战,预制桥梁构件被运至异地,并通过驳船运输,以最大限度地减少高空作业和对河流的干扰。此次运输需要穿越18座桥梁下方,并在冬季穿越易结冰的哈德逊河。
“我们在科伊曼斯港预先组装了所有三个网状拱桥,然后用 80 英尺长的驳船将这些桥跨运送下来,”宫崎解释说,并指出他们依靠的是荷兰的专业起重和运输公司 Mammoet。
宫崎补充道:“我们是在冰天雪地的月份里完成所有工作的,我们利用潮汐和绞车将船体转移到我们的顶升驳船上进行最终定位。”
架设在旧门户桥航道上的光纤电缆需要抬升以满足海岸警卫队的净空要求,这又增加了一层协调工作。
尽管施工过程复杂且电缆铺设出现意外,但铁路运营在整个施工期间仍持续进行。
博尔希说:“我们凌晨 4 点左右在低潮时通过航道,打开桥梁大约一个小时,从未影响铁路运营。”
地下挑战,可持续调整正在哈肯萨克地区进行
在大桥东端,由于土壤松软,在桩群安装过程中出现了桩基隆起问题,因此需要修改工程方案,以确保所有桩基都稳固地立在岩石上。
在西侧,团队遇到了六价铬污染,需要建造密封围堰并进行土壤修复。
“土壤暴露在空气中后变成了绿色,”博尔希指出。“我们必须先将所有东西挖掘出来并安全处置,才能继续进行桩基工程。”
可持续发展决策的重点在于减少浪费和材料再利用。团队成功说服新泽西州交通局允许使用结构保温板(SIP)而非拆除模板——从而避免了超过6000张胶合板和22万英尺木材的一次性使用。
多余的附加材料也被转化为永久填料,减少了数千立方码的运输需求。
用于临时通道的栈桥是从佛罗里达州的一个项目中回收的二手货,现在正在纽约州奥尔巴尼的一个项目中重新使用。
Skanska-Traylor 利用协调和数字化工具应对复杂性
这是美国新泽西州哈肯萨克河上未来门户北桥的效果图。图片由斯堪斯卡公司提供。尽管传统的工程技术仍然是规划的支柱,但斯堪斯卡-特雷勒公司采用了一系列数字工具来管理高风险的运营。
在设计和施工阶段,我们全程运用了BIM模型,并配合EarthCam安装和实时监测系统,以验证工程性能和进度。进度安排平台有助于确保施工阶段的有序进行;这对于一个被水域、铁路、污染土壤区和城市扩张包围的场地而言至关重要。
博尔希说:“我们几乎用到了所有方法,从建筑信息模型(BIM)到比例模型再到现场检查工具。但我们也依靠资深工程师手工计算,以反复核查每一次吊装、每一次驳船移动、每一块结构钢材都与潮汐方向一致,并且计算正确。”
他补充说,测量精度在整个过程中至关重要。“我们的测量团队确保我们所有工作都精准到位。即使在最坏的情况下,误差也控制在1/16英寸以内。”
为了规避供应链波动风险,项目团队将钢结构制造工作分配给了多家供应商。这有助于确保工程按计划进行;北门户大桥的建设工作于2022年8月启动,目前仍按计划进行,预计将于2025年9月交付给美国铁路公司(Amtrak),随后将进行桥梁的全面调试。
斯堪斯卡-特雷勒公司将继续留在现场,直至2026年底,完成最后的轨道连接工作。之后,旧的门户桥将被拆除并回收利用。新桥计划于2026年第二季度通车,预计同年第四季度全面投入运营。
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