每年有多达2,500万辆车辆通过第四公路大桥,在这个重要的基础设施环节上,需要实施重大资本项目,它位于爱丁堡以西15公里处,1964年9月开业,巴里·科尔福德报道
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作者:巴里·科尔福德,总工程师和桥长,南皇后渡轮,苏格兰

第四公路大桥是一座大跨度悬索桥,于1964年9月开通。那时,这座桥有fourth-longest主要世界上跨度(1,006米)。

这座桥穿过福斯湾,在爱丁堡以西大约15公里,并且是苏格兰战略道路网的一个重要环节。它的甲板支撑着一条双车道的车道,没有硬肩或硬条。两边各有一条单独的人行道/自行车道。现在每年大约有2500万辆汽车通过大桥。

该结构对苏格兰的历史重要性在2001年被列为A类上市结构时得到承认。那座桥自开通以来一直是收费过境点。然而,2008年2月,通行费被取消了,根据苏格兰议会的一项法案,取消了全国所有收费桥梁的通行费。

目前,该桥的维护和运营资金来自苏格兰政府的年度拨款。

施工细节


这座桥的主跨度是1,006 metres and the side spans are each 408 metres long.主跨的正交各向异性桥面由加劲钢板和沥青混合料组成,在防水层上。侧跨的桥面是钢筋混凝土板,其铺装细节与主跨相似。主跨和侧跨的桥面都支承在大型钢横梁之间的钢桁梁上。

这些横梁由两个纵向加强桁架支撑,它们又由主电缆支撑。主缆将荷载从桥梁传递到主塔和侧塔,并传递到南北锚地。锚地是锥形岩石隧道,用混凝土填充并张紧。将加劲桁架与主缆相连的是192套钢丝绳吊架。

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悬跨加劲桁架

主塔为钢箱结构,由三个装配好的钢箱组成,通过盖板连接,在平面上形成五个单元结构。每座塔的塔腿由顶部的横梁连接,和甲板下方水平,通过斜向加劲的箱子支撑在甲板上下部。

通往该桥的入口高架桥本身就是带有钢筋混凝土桥面板的大型钢箱梁和双箱梁。11跨南高架桥长438米,6跨北高架桥长253米。

《土木工程师学会学报》描述了该桥的设计和施工。金宝博娱乐城(1).

主要改进工作总结


在开放后的35年中,已经实施了若干重大资本项目进行替换,加强或改善结构的要素。由于交通负荷的变化,这些项目是必要的;设计代码更改;部件劣化及航运影响的风险评估。

这些项目列在下面:

  • 加强高架桥箱梁,145,四百八十五
  • 主塔防风加固2,916,三百一十二
  • 主塔加固_12,742,九百九十九
  • 建造码头防卫设施_9,914,三百五十七
  • 机库更换_9,706,九百九十八

在2000/01年至2013/14年期间,总共超过1.04亿英镑用于进一步加强和改进工程的方案。实施的计划188betsport,价值超过100万英镑,包括:

  • 主跨重铺层.1,068,八百九十三
  • 重建收费广场1,323,五百三十二
  • 主跨面朝南_3,614,四百九十四
  • 新的龙门和跑道3英镑,134,四百九十五
  • 主塔画.7,497,九百八十
  • 进场道路升级.16,633,八百四十三
  • 主电缆声学监测.1,182,二百一十五
  • 主电缆首次内部检查_5,472,四百三十九
  • 收费设备更换_8,331,八百八十五
  • 高架桥轴承更换.18,650,一百七十六
  • 主膨胀节更换_3,060,四百八十
  • 锚地调查5英镑,198,五百一十四
  • 主电缆除湿.11,532,067
  • 主电缆rp't/增强研究_1,023,八百七十三
  • 电缆带螺栓更换.4,374年,二百八十一

主缆工作


在过去的15年中,影响桥梁的主要问题之一是主缆的状况。两根主缆各由11根组成,618高强度镀锌丝,直径4.98毫米。它们被平行地压紧在一起,并且用低强度的镀锌圆线环绕。不幸的是,这种施工形式的缺点之一是,如果不把包线取下并打开电缆以便进行检查,就没有办法检查主桥线。

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内部检查方法

以下是对美国桥梁主缆进行的工作,2003年决定在第四公路大桥上开通主缆,以便进行内部检查。

第一次内部检查工作于2004年和2005年完成,在两根电缆上的不同点总共打开了10个18米长的面板(面板是竖直吊架之间的主缆的长度),检查并重新包装。一般来说,在每个面板上分别采集了8条电线,每条电线长6米,并切成254mm的长度进行拉伸试验。还进行了测定锌镀层劣化程度的试验和水样试验。

为了检查面板,首先必须拆除包装线。由于红铅的存在,这项工作必须有严格的控制。最初,用黄铜凿子在电缆周围开八条楔形线,然后用硬木和塑料楔子进行驱动。这允许检查一直进行到电缆的中间,如图4所示。

让检查组大吃一惊的是,相当广泛的腐蚀和断线,虽然数量相对较少,在一些嵌板上发现了。鉴于该桥的年龄相对较小,这些结果令人担忧。

基于对主电缆的这种有限的侵入性检查的结果,得出结论,电缆的强度损失,基于所发现的最坏部分,大约8%。据预测,如果不能停止恶化,到2014年,该电缆将失去原有强度的13%,到2019年,将失去17%。

福斯主缆首次内部检查的结果不仅对桥梁管理局意义重大,而且对更广泛的桥梁社区也意义重大。结果表明,人们严重怀疑使用涂料系统来保护悬索桥的缆绳。由于福斯公司的工作,英格兰塞文和亨伯大桥的所有者,煽动实施电缆检查计划。

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主电缆断线

在Forth,it was concluded that if the rate of deterioration due to corrosion could not be halted consideration would have to be given to the possibility of introducing loading restrictions on the bridge in or around 2014.

显然,需要采取行动来阻止或限制电缆的劣化,并试图监测电缆,并已委托进行下列工作:
·在两个电缆上安装声学监测;;
·在两个电缆上安装除湿系统。

2006年安装了声学监测系统,以便监测两根电缆内的未来断线,并在选择打开面板以进行下一次内部检查时提供信息。

除湿


在与欧洲的其他桥梁运营商讨论之后,日本和美国,决定在第四公路桥上安装除湿系统。这项工作涉及泵送干燥的空气到电缆在不同的点,已首次包裹在一个密封氯丁橡胶膜。

如上所述,主缆由11根组成,618根被压扁的平行导线。然而,在导线的接触点之间的电缆的横截面内有空隙,在第四处,这些空隙占横截面积的20.5%。除湿的主要目的是用相对湿度低的空气填充空隙。

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声学监测

据认为,在相对湿度低于40%的室内,一根镀锌钢丝不会腐蚀。因此,如果相对湿度小于40%的空气可以引入电缆并环绕所有电线,那么进一步腐蚀的能力很可能被抵消。

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除湿出口

在福斯电缆内引入的空气处于非常低的压力(大约3,000帕斯卡)通过沿每个电缆间隔的入口。通风口然后沿着电缆移动,主跨160米,副跨200米。典型的出口如图6所示。

完成两根电缆除湿工作的工作在2009年10月的目标结束日期之前成功完成,该系统受到监测,并且已经产生了预期的相对湿度随时间缓慢下降的情况,如下所示。

应该强调的是,尽管人们认为除湿可以减缓或停止腐蚀是有充分理由的,但是目前尚无证据可以保证这将在福斯起作用。虽然相当肯定除湿会阻止进一步的腐蚀,已经断裂和损坏的电线会发生什么情况还有待观察。

2012年对主电缆进行了进一步的内部检查,以验证除湿系统正在保护电缆,并确定它们的估计电流和未来强度。这次检查表明,强度损失率似乎正在降低。然而,今后的检查将需要确认这些初步假设。

2008,有关第四公路大桥的许多问题不仅引起了当局的关注,也引起了政府和广大公众的关注。这些是主电缆的状况和在更换或扩充电缆期间可能对用户造成的干扰;锚固设施的未知情况和主甲板重新铺装和关节更换工作正在安排中。

图7由于这些问题,苏格兰政府决定开始建造横跨女王渡口的新过境点,以确保苏格兰东部运输系统的弹性。

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作者:巴里·科尔福德,总工程师和桥长,南皇后渡轮,苏格兰第四公路大桥是一座大跨度悬索桥,于1964年9月开通。那时,这座桥有fourth-longest主要世界上跨度(1,006米)大桥穿过福斯湾,在…以西大约15公里