Kabelhållen bro till Russky Island – ett genombrott i ryska brokonstruktion

I Fjärran Östern i vår slutfördes konstruktionen av en av världens största kabelhållna broar. Den nya bron korsar östra Bosphorus sundet och förbinder fastlandet med Russky Island. I april 2012 slutförde byggarna svetsningen av en 1104 meter lång kanal.

Detta är den första bron av denna storlek och konstruktion i Ryssland. Det kan med rätta kallas en unik prestation för ryska ingenjörer, eftersom bron har blivit en rekordhållare för flera indikatorer på en gång: världens längsta kabelhållare (1104 m), den längsta kablarna (580 m). Dessutom tog den den näst högsta i världen, dess pyloner når en höjd av 320 m. Den totala längden på strukturen är 3100 m, och höjden på huvudspåret är 70 m över marken, vilket tillåter även de mest skrymmande havsfodrar att passera under den.

Historisk referens

Sovjetunionens myndigheter under första hälften av 1900-talet planerade att bygga en bro som skulle förbinda Russkijön med fastlandet. För första gången började de prata om det 1939, då det första projektet för bron föreslogs. Men sedan, på grund av utbrottet av det stora patriotiska kriget, kom det aldrig till följd. Senare, på 1960-talet, gjordes ett andra försök, men det andra projektet genomfördes aldrig..

Men vad som inte gjordes då blev slutligen realiserat på 2000-talet. 2007 hölls ett anbud för att utveckla ett projekt för en modern bro till Russkyön, som vann av icke-statliga organisationen Mostovik.

Tillsammans med den största designorganisationen i Ryssland, ZAO Institute Giprostroymost St. Petersburg, har produktionsföreningen startat utvecklingen. Flera små ryska och utländska vetenskapliga företag arbetade också med projektet, inklusive: Cowi A / S (Danmark), Primortisiz, Primorgrazhdanproekt, NPO Gidroteks, Far Eastern Research Institute Morflot och några andra.

I processen med att utveckla projektet övervägde experterna mer än 10 mycket olika alternativ, bland vilka var projekt av både klassisk upphängning och kabelhållna broar. Som ett resultat föredrog man konstruktionen av kabelhållningsbron. Designen slutfördes i mars 2008 och kostade staten 643 miljoner rubel.

Konstruktionen av en kabelhållen bro över östra Bosphorus sundet till Russky Island började den 3 september 2008 för att förbereda APEC: s internationella toppmöte, som kommer att hållas i Vladivostok 2012. Byggandet av anläggningen avslutades våren 2012.

Den 22 juni 2012 avslutades fullskaliga dynamiska tester av strukturen, vilket bekräftade dess tillförlitlighet och fulla driftsberedskap..

Konstruktionen av bron fortsatte under ganska svåra förhållanden. Arbetet var komplicerat av den ogynnsamma temperaturregimen och starka vindar. Temperatursänkningar i Vladivostok kan variera från -31 ° С till + 36 ° С, stormvågens höjd kan uppgå till 6 m och tjockleken på ishöljet är 70 cm.

Totalt, i nästan fyra år som byggandet varade, användes 33,9 miljarder rubel av budgetpengar på genomförandet av detta projekt. Men det var värt det.

Projektets tekniska parametrar

Broparametrar

Konstruktionen av bron över östra Bosphorus utvecklades av ingenjörer med hänsyn till två avgörande faktorer:

• Det kortaste avståndet längs vattenområdet vid korsningen av brokorsningen är 1460 meter, och farledets djup når 50 meter.
• Stark vindbelastning i konstruktionsområdet, liksom ett stort antal temperaturskillnader.

Huvudsakliga tekniska parametrar för den nya bron över östra Bosporen:

• Central spännlängd – 1104 meter;
• Den kortaste killen – 135.771 meter;
• Den längsta killen – 579,83 meter;
• Höjden på pylonerna är 320,9 meter;
• Ställningshöjd – 70 meter.
• Den totala längden på bron är 1885,53 meter;
• Den totala längden på bron med övergångar är 3100 meter;
• 4 körfält (2 i varje riktning);
• Vagnens totala bredd är 21 meter.

Jag skulle vilja notera att detta är ett verkligt ambitiöst projekt. Till exempel tillhandahölls mer än 21 tusen kubikmeter betongblandning för anläggning av ankarspännor på en bro till en höjd av sjuttio meter, och den totala förstärkningen av sidosträckorna var cirka 10 tusen ton.

Funktioner för konstruktion av pyloner

För att bron skulle vara stark och pålitlig installerades 120 utborrade pålar under var och en av de två 320-meter högarna. Pylonerna betongades med hjälp av ett unikt självklättrande formarbete med 4,5 m grepp. Enligt ingenjörerna användes en kran för de tre första greppen, sedan flyttades formningen upp oberoende tack vare den hydrauliska rörelsen av speciella modulelement.

I basen av varje pylon finns 120 utborrade pålar med en diameter på två meter

Observera att tekniken med användning av självklättrande formverk tillåter inte bara att förbättra kvaliteten på byggnadsarbeten utan också minskade byggtiden för bron med 1,5 gånger. Eftersom broens pyloner är A-formade, var det omöjligt att använda standardformning. Som ett resultat monterades en separat uppsättning speciellt för varje pylon..

Konstruktionen av grunden för M7-pylon utfördes utan en vall. All borrning utfördes i vatten på djupet. Observera att djupet på vattenområdet i detta område är från 14 till 20 m. Stålhöljesrör sänktes under vattnet med en speciell flytande kran. Efter konstruktionen av de utborrade pålarna förstärktes pylonfundamentet med ett injiceringslager av betong upp till 2,5 m tjockt.

För byggandet av varje pylongrillage tog det cirka 20 000 kubikmeter betong och cirka 3 000 ton metallkonstruktioner

Allt gjordes i strikt överensstämmelse med tekniken för att säkerställa styrkorna och stabiliteten hos pylonerna.

Konstruktion av bryggsystem med kabelhållare

Det kabelhållna systemet är, utan överdrift, grunden för bron. Det är hon som tar på sig de viktigaste statiska och dynamiska belastningarna, utan det är broens existens helt enkelt omöjlig. För att bron ska vara stark måste kablarna skyddas så mycket som möjligt mot effekterna av naturelement och andra negativa faktorer..

Broens massiva struktur över Vostochny Bosvor-sundet stöds av 168 kablar från 135 till 579 m lång.

Under konstruktionen av bron användes kablar tillverkade av det franska företaget Freyssinet. Enligt tillverkarna tillverkades alla kablar på fabriker som passerade det striktaste urvalet och fick godkännande av Freyssinet-specialister..

De har de högsta indikatorerna på uthållighet, styrka, korrosionsbeständighet, vilket enligt experter gav en uppskattad livslängd på minst 100 år. Strukturen kan motstå en brottbelastning på 1850 MPa.

Ett förbättrat ”kompakt” PSS-system användes för att fixa broens konstruktions centrala spännvidd, med ett stramare arrangemang av trådar i skalet. På grund av det faktum att kablarnas kompakta konfiguration har ett skal med mindre diameter var det möjligt att minska vindbelastningen på bron på 25-30%. Dessutom har denna teknik minskat kostnaden för material för konstruktion av fundament, förstyvningsbalkar och pyloner med en tredjedel..

Kablarna består av parallella trådar, individuellt skyddade mot korrosion, vars antal varierar från 13 till 85

Hur stark kabelns skyddshölje kommer att vara beror på dess styrka. För den nya bron användes ett högdensitetspolyetenskal, som har följande extremt viktiga egenskaper:

• motståndskraft mot temperatur från -40 ° С till + 40 ° С;
• motstånd mot de negativa effekterna av ultravioletta solstrålar.

PSS-kablarna innehåller parallella trådar med en diameter på 15,7 mm, var och en med 7 galvaniserade ledningar. Totalt har varje kabel från 13 till 85 trådar (strängar).

Dessutom har de installerade kablarna ett vibrationsdämpande system som gör att de kan stabilisera strukturen i starka vindar.

Fästningen av kablarna till pylonerna utfördes efter förstärkning av fundamentet och utfördes på en höjd av 189 m. Det användes också modern teknik, vilket gjorde det möjligt att påskynda konstruktionen betydligt – betong av pylonkroppen och installationen av kabelstängda par utfördes samtidigt.

Installation av det centrala spännvidden

För närvarande finns det bara tre broar med kabelhållare med en sträcka på mer än 1000 meter. Förutom Far East Bridge inkluderar denna lista också: Sutong Bridge i Kina (spanlängd 1080 m) och Stone Cutters Bridge i Hong Kong (1018 m).

Tack vare världens längsta kabelhållningsspänning på 1104 meter har bron till Russkyön redan blivit rekordhållare och gått in i världsbronbyggnadens historia. Naturligtvis var detta ganska svårt att göra, eftersom den starka vinden i detta område sätter mycket stress på ramen och själva spännvidden. Ingenjörerna lyckades utveckla en speciell överbyggnad med en speciell aerodynamisk sektion, som gör det möjligt att minska belastningen från klyvande vind.

Den centrala förstyvningen är en enda helmetalllåda med en övre och undre platta, liksom ett system med tvärbalkar och membran. Observera att den totala vikten av den centrala brospannstrukturen var cirka 23 tusen ton..

För att bestämma den optimala konfigurationen av sektionen utfördes ytterligare aerodynamiska beräkningar även i stadiet för detaljerad design, som sedan optimerades som en del av behandlingen av en storskalig experimentell modell.

Installation av det centrala spannet krävde precision och kvalitet från byggarna. Högstyrka monteringsfogar användes för att förena vertikala blockväggar, tvärbalkar, längsgående ribbor och membran.

Panelerna levererades till installationsplatsen med pråmar och lyftes sedan med en kran till en höjd av 70 meter

De storskaliga avsnitten som var nödvändiga för installationen av bronens centrala överbyggnad levererades till monteringsplatsen på pråmar och lyftes sedan med en tornkran till en höjd av 76 meter, där fler tonelement var anslutna till varandra och kablar fästes till dem.

Bland rekordinnehavarna, men inte huvudvinnaren

Vår bro är med rätta toppad med listan över kabelhållna broar med det längsta kabelhållningsspännvidden. Ryska specialister lyckades bygga en imponerande struktur, men vi har ännu inte lyckats bli ledande i längd och höjd bland broar av liknande typ..

Den längsta kabelhållna bron i världen finns fortfarande i Kina. Hangzhou Bay Bridge i East China Sea är cirka 36 km lång, vilket är nästan 18 gånger längden på den nya Far East Bridge. Byggandet kostade Kina 1,4 miljarder dollar.

Den längsta bron i världen Hangzhou Bay

Denna bro förbinder Shanghai och den lilla staden Ningbo i Zhejiang-provinsen. Det byggdes i nästan fyra år, trafiken på den öppnades den 1 maj 2008. Bron är ganska bred, 6 banor med 3 i varje riktning.

Bron är belägen i ett område med svåra klimatförhållanden, med ofta tyfoner, stormar och klyviga vindar. På grund av detta förstärktes broens struktur speciellt och en speciell sammansättning av betong och stål användes för konstruktion, som är motståndskraftig mot tyfoner..

Hangzhou Bridge har en speciell form: den är byggd i form av bokstaven ”S”. Som huvudskälet till att välja en sådan ovanlig design kallar ingenjörerna önskan att göra bron så tålig som möjligt mot starka tidvattenvågor..

Den högsta kabelhållna bron i världen är Millau-viadukten, som är byggd på en höjd av 270 meter. Denna otroligt vackra struktur ligger i södra Frankrike och förbinder Paris med Barcelona och passerar genom ett brett klyfta över floden Tarn.

Viaduct Millau (le Viaduc de Millau) – kabelstängd vägbro som korsar Tarnfloddalen nära staden Millau i södra Frankrike

Viilladuksbryggan Miillau öppnades för bilar i december 2004 och byggandet kostade privata investerare nästan 400 miljoner euro.

Bron har 7 kabelstolpar, som ligger på ett avstånd av 350 meter från varandra. Strukturens höjd (den högsta pelaren) är 343 meter och längden är nästan 2,5 kilometer.

Slutsats

Presidenten i en av sina intervjuer kallade bron till Russkyön ”en ny symbol för Ryssland.” Det är svårt att hålla med honom. Våra ingenjörer har mycket att vara stolta över. Den nya kabelhållna bron byggd i Vladivostok är inte bara en modern teknikstruktur, det är en storskalig prestation av inhemska forskare och byggare.

Genom att bygga denna bro visade Ryssland faktiskt för hela världssamfundet att det självständigt kan genomföra stora och komplexa projekt ur en teknisk synvinkel. När allt kommer omkring genomfördes alla stadier i projektet från designstadiet till konstruktionen av ryska specialister..

Driftsättning av denna bro är också viktig ur ekonomisk och social synvinkel. Eftersom det öppnar upp nya möjligheter för utveckling av både Vladivostok och hela Fjärran Östra regionen.

Jag skulle vilja hoppas att detta inte är det sista projektet i denna skala för Ryssland..