Вальдо-Ханкокский мост: История и инновации в строительстве

Введение

Мост Уолдо-Хенкока был первым длиннопролётным висячим мостом, возведённым в штате Мэн, а также первым постоянным мостом через реку Пенобскот ниже по течению от Бангора. Название моста происходит от соединения округов Уолдо и Хэнкок. Мост был построен в 1931 году и выведен из эксплуатации в 2006 году, когда рядом был открыт новый мост Пенобскот-Нарроуз, а в 2013 году он был демонтирован. Длина моста составляла 622 метра, с центральным пролётом длиной 244 метра между башнями. Он имел два боковых пролёта по 107 метров и дорожное полотно шириной 6 метров с двумя тротуарами. Для усиления конструкции использовались ферменные решётки глубиной 3 метра. Каждый из главных несущих канатов катенарной системы имел диаметр и состоял из 37 прядей, каждая из которых содержала 37 проволок. Высота проезжей части над уровнем воды составляла 41 метр, что позволяло проходить крупным судам. Общая стоимость строительства моста составила менее 850 000 долларов США в 1931 году (около 12 миллионов долларов США в 2010 году), что значительно ниже запланированного бюджета.

Строительство

Дэвид Б. Стейнман из компании Robinson and Steinman был проектировщиком. Мост был изготовлен компанией American Bridge Company (верхнее строение) и Merritt Chapman & Scott (нижнее строение). В технологическом плане мост Уолдо–Хенкок представлял собой ряд новаторских решений. Он был одним из первых двух мостов в США (наряду с мостом Святого Иоанна в Портленде, штат Орегон, завершенным в июне 1931 года), в котором были использованы предварительно напряженные кабели из скрученной проволоки, разработанные Робинсоном и Стейнманом, впервые примененные на подвесном мосту Гранд-Мер 1929 года через реку Сен-Морис в Квебеке. Предварительное изготовление и предварительное натяжение кабелей уменьшили количество необходимых полевых регулировок, что позволило значительно сэкономить время, усилия и средства. В качестве дополнительного эксперимента по повышению эффективности кабели моста Уолдо–Хенкок были промаркированы до начала строительства, что обеспечило их правильную установку. Этот метод ранее не применялся и в данном случае оказался успешным. Эти инновации, изобретенные и впервые внедренные Стейнманом, стали значительным шагом вперед для строителей подвесных мостов. Мост Уолдо–Хенкок также был первым мостом, в котором использовалась ферма Vierendeel в его двух башнях, что придавало ему эффект, который Стейнман назвал «художественным, подчеркивающим горизонтальные и вертикальные линии». Этот привлекательный и эффективный конструктив впоследствии был использован во многих важных мостах, включая мост Триборо и мост Золотые Ворота. Мост Уолдо–Хенкок в то время был известен своей экономичностью проектирования и строительства. Его стоимость оказалась значительно ниже суммы, выделенной Государственной комиссией по дорогам, что позволило построить второй мост между островом Верона и Бакспортом. После открытия в 1931 году с моста взималась плата, которая использовалась для погашения облигаций, выпущенных для финансирования его строительства. Однако все сборы были отменены двадцать два года спустя, 31 октября 1953 года, после выплаты первоначальных строительных облигаций. Первоначальные тарифы варьировались от 10 центов за «транспортное средство, запряженное одной или двумя лошадьми, включая кучера» до 50 центов за «автомобильный грузовик или трактор весом более 26 000 фунтов».

David B. Steinman, of Robinson and Steinman, was the designer. The bridge was fabricated by American Bridge Company (superstructure) and Merritt Chapman & Scott (substructure). Technologically, the Waldo–Hancock Bridge represented a number of firsts. It was one of the first two bridges in the U. S. (along with the St. Johns Bridge in Portland, Oregon, completed in June 1931) to employ Robinson and Steinman's prestressed twisted wire strand cables, which were first used on the 1929 Grand Mère Suspension Bridge over the Saint Maurice River in Quebec. The prefabrication and prestressing of the cables decreased the number of field adjustments required, saving considerable time, effort, and money. As an additional experiment in efficiency, the Waldo–Hancock cables were marked prior to construction, ensuring proper setting. This method had never been used before and proved successful in this instance. These innovations, invented and pioneered by Steinman, were a significant step forward for builders of suspension bridges. The Waldo–Hancock was also the first bridge to make use of the Vierendeel truss in its two towers, giving it an effect that Steinman called "artistic, emphasizing horizontal and vertical lines." This attractive and effective truss design was later used in a number of important bridges, including the Triborough Bridge and Golden Gate Bridge. The Waldo–Hancock Bridge was noted at the time for its economy of design and construction. It cost far less than had been appropriated by the State Highway Commission, which enabled the construction of a second bridge between Verona Island and Bucksport. When opened in 1931 the bridge collected tolls used to retire the bonds issued to finance its construction. All tolls were lifted twenty two years later on October 31, 1953, however, when those original construction bonds were paid off. Original tolls ranged from 10¢ for "one or two horse vehicle including driver" to 50¢ for "auto truck or tractor over 26,000 pounds".

Реабилитация, замена и выход на пенсию

Когда мост приближался к своему семидесятилетию к концу века, серия регулярных проверок безопасности, проведенных Департаментом транспорта штата Мэн, выявила, что за эти семь десятилетий два основных несущих троса и многочисленные вертикальные стяжки мостового полотна серьезно подверглись коррозии, что снизило их способность поддерживать полотно, проезжую часть и транспортное движение. Эти инженерные исследования показали, что мосту требуется немедленная капитальная реконструкция и последующая замена. Работы по восстановлению моста начались в 2000 году компаниями Cianbro и Piasecki Steel Construction Corp., при участии Williamsport Wirerope Works Inc., выполнявшей работы по тросам, с акцентом на усиление несущих тросов. Оба троса укреплялись раздельно, поочередно. Piasecki Steel Construction Corp. из Кастелтона, штат Нью-Йорк, восстановила северный трос в 2002 году. В этот момент было установлено, что мост не подлежит капитальному ремонту и должен быть выведен из эксплуатации и заменен новой конструкцией, которая будет построена рядом со старым мостом. Затем работы были перенаправлены на временное усиление конструкции. Для южного троса MDOT в августе 2003 года заключила срочный контракт на 4 миллиона долларов с компанией Cianbro Corp. из Питтсфилда, штат Мэн. Для восстановления использовались оцинкованные спиральные пряди 91-го калибра, что позволило ускорить изготовление и монтаж тросов. Cianbro построила новые бетонные анкерные устройства с анкерными стержнями длиной до 9 метров. Бригады устанавливали непрерывные участки прядей на новые седла, прикрепленные болтами и сваркой к новым основаниям на вершинах кабельных опор и главных пилонов. Рабочие разместили две группы по четыре пряди на высоте 4 метра над каждым основным тросом, чтобы обеспечить возможность натяжения. Каждая прядь весит 4 тонны (3,6 метрических тонны). Веревочный трос протягивался, соединялся с тяговым тросом, затем возвращался назад и соединялся с прядью, которая подавалась через натяжитель, удерживая натяжение для облегчения процесса. "В среднем мы ежедневно закрепляли и пере-закрепляли одну прядь", - говорит Арчи Дж. Уитон, руководитель проекта Cianbro. "Пряди соединялись с анкерными стержнями; затем мы задавали провисание". Новые вспомогательные тросы соединяются с существующими двойными подвесными тросами стальными стержнями, а затем натягиваются с помощью домкратов мощностью 30 тонн (27,2 метрических тонны), приближая новые тросы примерно на 1 метр к основным тросам. Новая конструкция, мост Пенобскот-Нарроуз, была построена рядом со старым мостом. Новый мост был открыт для движения 30 декабря 2006 года, после чего мост Уолдо-Хенкок был торжественно закрыт. На обоих концах моста были установлены баррикады, перекрывающие движение как для автомобилей, так и для пешеходов.

As the bridge approached its seventieth anniversary with the end of the century, a series of routine safety inspections made by the Maine Department of Transportation revealed that over those seven decades the structure's two main suspension cables and the many vertical bridge deck stringers had become seriously corroded, thereby deteriorating their ability to support the deck, roadway and the traffic that crossed it. These engineering studies made it clear that the bridge required immediate major rehabilitation and eventual replacement. Work was undertaken to rehabilitate the bridge starting in 2000 by Cianbro and Piasecki Steel Construction Corp. with cable work by Williamsport Wirerope Works Inc., by focusing on strengthening the cables. The two cables were done separately, one a time. Piasecki Steel Construction Corp. of Castleton, New York, rehabilitated the north cable in 2002. At this point the bridge was discovered to be beyond permanent repair and would have to be abandoned and replaced by a new structure to be built adjacent to the aging bridge. Work then shifted to temporary strengthening. For the south cable, MDOT in August 2003 hired Pittsfield, Maine based Cianbro Corp. under a $4 million emergency contract. The rehabilitation used a single wire thickness ( galvanized helical 91 wire strands) to facilitate fabricating and installing the cables more quickly. New concrete anchorages with up to 30 feet (9 m) anchor rods were built by Cianbro. Crews installed continuous runs of strands on new saddles bolted and welded on new base plates atop cable bents and the main towers. Workers placed two groups of four strands 12 feet (4 m) above each main cable to allow for pulls. Each strand weighs 4 tons (3.6 metric tons). A rope pull was walked across, connected to a pull cable, then winched back across and connected to the strand, which was fed through a tensioner holding back about to smooth the pull. "We hooked and rehooked one strand per day on average," says Archie J. Wheaton, Cianbro project superintendent. "The strands were connected to anchor rods; then we set the sag." The new auxiliary cables are connected to existing double suspender cables by steel rods, then tensioned with 30 ton (27.2 metric ton) jacks, bringing the new cables about 3 feet (1 m) from the main cables. A new construction, the Penobscot Narrows Bridge, was built alongside the older one. The new bridge was opened to traffic on December 30, 2006, at which point the Waldo–Hancock Bridge was ceremoniously closed. Barricades were erected at both ends, closing the bridge to both cars and pedestrians.

Разрушение

Департамент транспорта штата Мэн объявил 14 февраля 2012 года о том, что демонтаж моста начнется летом и будет завершен к осени. График был составлен с учетом потребностей двух видов, находящихся под угрозой исчезновения, – сапсана и коротконосого осетра. В реку Пенобскот были доставлены баржи, на которые опускали секции моста. В реке остались только бетонные опоры, и MDOT совместно с Береговой охраной США разработал систему освещения для них после демонтажа моста, чтобы обеспечить безопасную навигацию судов. Позже MaineDOT объявил о принятии самой низкой заявки в размере 5,35 млн долларов, предложенной компанией S&R Corp. из города Лоуэлл, штат Массачусетс. Демонтаж был отложен до 2012 года и начался 20 ноября со снятия флагштоков моста, а завершился в июне 2013 года.