Истории применения

Реконструкция мостов в Сан-Франциско
 

Укрепление мостов в зоне сейсмической активности

Lincoln Electric опять приходит на помощь Сан-ФранцискоПосле разрушительного землетрясения Сан-Фернандо 1971 года в США были выпущены новые пересмотренные строительные кодексы и планы сейсмической реконструкции мостов Калифорнии. При землетрясении магнитудой 7.1 баллов в Лома-Приета 1989 года оказалось разрушено несколько еще не укрепленных мостов, построенных по устаревшим стандартам сейсмобезопасности. Землетрясение магнитудой 6.9 в Нортридже в 1994 году вызвало еще одну волну модификаций строительных и сейсмических кодексов.

На данный момент пять из семи мостов в зоне Сан-Франциско под управлением Калифорнийского департамента транспорта (CALTRANS) проходят капитальный ремонт или сейсмическую реконструкцию по новым стандартам строительства мостов – это мост «Золотые ворота», мост между Сан-Франциско и Окленд-Бей, Каркинесский мост, Ричмонд/Сан-Рафаэль и Бениша-Мартинес. Задача этих проектов – предотвратить обрушение моста в сейсмически опасных условиях. Эти работы уже завершены на мосту Сан-Матео-Хэйворд.

Как и после землетрясения в Сан-Фернандо в 1971 году, компания Lincoln Electric опять пришла на помощь округу Сан-Франциско. На этот раз компания предоставила оборудование и материалы для сейсмической реконструкции каждого из этих мостов. Также Lincoln Electric принимала участие в обучении задействованных на проекте сварщиков жестким требованиям кодекса AWS.

В области мостостроения США существуют дополнительные требования к сварке, которые перечислены в Разделе 5 Мостостроительного кодекса D1.5 от Американского общества сварки (AWS). Сварщики должны пройти сертификацию по каждому процессу сварки, а на месте работ качество сварки контролируются инспекторами.

Для региона Сан-Франциско сейсмическая безопасность играет очень большую роль. Согласно опубликованной 23 апреля 2003 года статье в газете Sacramento Bee, ученые оценивают вероятность землетрясения магнитудой 6.7 баллов и больше в период до 2032 года от 38 до 85%. Если сюда также включить землетрясения магнитудой 6.0-6.6 баллов, вероятность возрастет до 80-96%.

Мост «Золотые ворота»

Модернизация этого моста длится уже полтора годаСамый известный мост, который начали перестраивать по новым требованиям – это «Золотые ворота», который называют одним из «чудес света современного мира». Его возраст составляет почти 70 лет, ежедневно его пересекает больше 125 тысяч автомобилей. Этот мост длиной 4200 метров подвешен на стальных кабелях весом 24 500 тонн, закрепленных на бетонных опорах. На протяжении лет этот бетон находился под постоянным воздействием соленой морской воды, из-за чего началось его разрушение.

На втором этапе реконструкции эти бетонные опоры планируется заменить. Совместная группа подрядчиков из компаний Shimmick и Obayashi удалит весь старый бетон с двухслойной стальной рамы и заменит его новым. Для увеличения коррозионной устойчивости к ним также будет приварена внешняя защитная пластина.

Скотт Лауманн, главный управляющий проекта, рассказывает, что для этой задачи они выбрали сварочные аппараты DC-600 и механизмы подачи проволоки LN-7 и LN-25 от компании Lincoln Electric, которые отличаются своей универсальностью и эффективностью многопроходной сварки. Внешние пластины для опор имеют толщину 3,75 см, высоту 3 метра и длину от 10 до 13 метров. Для работы с таким материалом требуется высокоэффективная сварочная проволока большого диаметра, пригодная для сварки в сложных пространственных положениях. В итоге был сделан выбор в пользу проволоки диаметром 1.8 мм.

«Механизмы подачи от Lincoln очень хорошо справляются с проволокой большого диаметра, – рассказывает Лауманн. – В первую очередь их выбрали благодаря низкому весу и простоте в обращении».

Вторая фаза реконструкции Золотых ворот длится уже почти один год. По оценкам Лауманна, работы на южном путепроводе и опорной конструкции, арке Форт-Пойнт и южных опорах займет еще один год. На первом этапе проекта был реконструирован северный путепровод. На третьем этапе будут модифицированы северная опорная конструкция, главный пролет и главные опоры.

Мост Сан-Франциско/Окленд-Бей

Нижние две трети каждой сваи изготавливаются в другом местеПроект этого моста зародился еще во времена Золотой лихорадки, но в реальности он был воплощен лишь в 1936 году. По сути он представляет собой два моста, которые сливаются в туннеле на острове Йерба Буэна. Это чудо инженерной мысли удерживает два мировых рекорда. В Книге рекордов Гиннесса туннель Йерба Буэна указан как туннель с самым большим диаметром, проложенный методом щитовой проходки – его ширина составляет 23 м, а высота – 17 м. Также он отличается самыми глубокими в мире мостовыми опорами, которые с восточной стороны уходят в воду на глубину 73 метров.

Уязвимость моста стала очевидной во время землетрясения 1989 года в Лома Приета. Тогда болты, которые соединяли верхнюю проезжую часть и раму моста, оказались срезаны, из-за чего один из сегментов верхней проезжей части обрушился на нижнюю.

В данный момент реконструкция идет на эстакадной части моста, по которой ежедневно проезжает около 270 000 автомобилей. Кроме модификации моста по новым требованиям сейсмической безопасности, изменят его схему движения: раньше автомобили в одном направлении двигались по верхней части, в другом – по нижней. Теперь оба потока будут расположены традиционно – бок о бок.

Сваркой и реконструкцией новых мостовых свай занимается фирма XKT Engineering, Inc. Как рассказывает директор по проекту Гари Матисон, эти сваи изготавливаются из стальных пластин A709 марки 50 толщиной 5-7,5 см и имеют диаметр больше 2 500 мм. Каждая секция свай имеет высоту 3 метра. Для их соединения используется тандемная сварка под флюсом с помощью аппаратов Lincoln DC-1000 и флюса Lincolnweld® 860. В большинстве случаев использовалась проволока L-61 диаметром 0,5 см и механизмы подачи NA-5. Затем секции сваривались вместе с помощью кольцевой сварки.

Нижние две трети каждой сваи (67 метров) были изготовлены на заводе и затем доставлены к месту постройки моста на барже. Остающиеся 33 метра привариваются с помощью поднятого над баржей сварочного модуля.

«Оборудование Lincoln оказалось очень надежным. У нас остались очень хорошие впечатления, – рассказывает руководитель по сварочным работам Джим Кэрролл. – Еще нам очень помогли представители Lincoln – Боб Хетцендорфер и Расс Фаррар».

Каркинесский мост

CALTRANS заказала строительство нового моста по новым стандартамКаркинесский мост уже прошел реконструкцию, но в связи с его большой нагрузкой – 116 000 автомобилей в день – CALTRANS приняла решение возвести еще один подвесной мост по новым строительным стандартам. Новый мост будет иметь ортропическую конструкцию – первую в Калифорнии с 1960-ых годов. Во всей Северной Америке таких мостов насчитывается меньше ста.

Сварку сегментов верхней эстакады и трубчатых сегментов, которые образуют нижнюю и боковые стороны моста, поручили фирме California Erectors. Для сварки пластин из стали A709 марки 50 толщиной 0.9 мм, которые служат опорой для асфальта, было выбрано оборудование Lincoln Electric и метод сварки под флюсом. Одной из причин этого решения было плодотворное сотрудничество в прошлом. Менеджер по проектам Гален Йегер рассказывает: «Мы всегда пользовались техникой Lincoln. Само собой, и на этот раз в первую очередь мы обратились именно к ним».

В частности, для сварки использовались самоходные механизмы подачи сварочной проволоки с двумя механизмами протяжки LT-7, проволока диаметром 3 мм, электроды диаметром 4 мм и флюс 860. Среди источников питания был сделан выбор в пользу DC-600 на стойках для шести сварочных постов. Средняя длина швов составляла 28 метров.

По словам Йегера, при настолько продолжительной сварке главным фактором была скорость. Торговый представитель Lincoln Боб Хетцендорфер помог максимально увеличить этот показатель без потерь для качества.

Во время сварки трубчатых сегментов моста сначала их нужно было соединить корневым проходом методом SAW. Последующие проходы проводились с помощью источников питания Lincoln DC-600, механизмов подачи проволоки LN-25 и самозащитной проволоки Innershield® NR®-232 (AWS E71T-8) диаметром 1,7 или 1,8 мм. Диаметр проволоки зависел от толщины материала, который варьировался от 0,9 до 1,3 см.

Йегер говорит: «LN-25 нас еще никогда не подводили. В таких проектах они всегда были надежны и не требовали к себе много внимания».

Мост Мониша-Мартинес

Модернизация этого моста длится уже полтора годаЭто – один из самых загруженных мостов в штате: ежедневно через него проезжает больше 100 000 автомобилей. Он был построен в 1962 году. Этот мост со сквозными фермами и 18 пролетами имеет длину больше 1900 м.

Его строительство продолжалось полтора года и велось с обеих берегов залива. В данный момент идет строительство рабочей платформы над заливом. По этой платформе рабочие перемещаются во время строительства очередного пролета.

Управляющий по наращиванию свай Оскар Католико говорит, что при возведении таких платформ используются баржи, аналогичные тем, что использовались на строительстве моста Сан-Франциско/Окленд-Бей, если не считать некоторых модификаций из-за разных конструкций мостов (Catolico работает на обоих проектах). На баржах происходит окружная сварка двух 12-метровых сегментов труб. После этого их устанавливают на дно залива и используют как опоры. Затем на них создают строительные леса.

«Единственное отличие – это то, что опоры забиваются под прямым углом, а в Сан-Франциско с наклоном 8 градусов», – говорит Католико.

Мост Ричмонд-Сан-Рафаэль

Подготовка к реконструкции моста с учетом новых стандартов сейсмобезопасностиМост Ричмонд–Сан-Рафаэль ежедневно позволяет почти 56 000 автомобилей пересечь Залив Сан-Франциско шириной 6,5 км. Его общая длина составляет 8,8 км. На момент открытия в 1956 году этот консольный мост со сквозными фермами был одним из самых крупных в мире.

Сейсмическая модернизация этого моста только началась. На начальных этапах вся работа заключается в подготовке к сварке. На первом этапе сварочных работ будут укреплены основания опорных колонн. Для сварки конструкционной стали при этом будет использоваться полуавтоматическая сварка порошковой самозащитной проволокой.

Сварка будет проводиться в достаточно сложных условиях. Главный подрядчик, фирма Tutor-Salida, положилась на решение ответственной за сварку компании Koch Construction выбрать оборудование Lincoln Electric. Koch только что приобрела 8 сварочных агрегатов Vantage® 500 и четыре 4-постовые стойки с аппаратами Invertec® V-350 PRO с механизмами подачи LN-25. В качестве сварочных материалов использовались электроды NR 232 диаметром 2 мм, тоже производства Lincoln. Предполагается, что активная фаза сварочных работ на мосту Ричмонд/Сан-Рафаэль начнется летом 2004 года.

Главная задача нескольких лет, в совокупности потраченных на реконструкцию этих мостов – это спасти жизни и свести к минимуму разрушения во время следующего землетрясения. Компания Lincoln Electric, как главный поставщик сварочного оборудования и материалов, сыграла значительную роль в возведении многих офисных зданий и мостов в Сан-Франциско, и при этом каждый раз полностью выполнялись требования действующих на тот момент кодексов.

В частности, компания принимала активное участие в работах по сейсмической модификации зданий после землетрясения Сан-Фернандо 1971 года в соответствии с пересмотренными строительными кодексами. Сегодня Lincoln гордится честью принять участие в модернизации этих пяти известных мостов. Эти сооружения играют важнейшую роль в повседневной жизни миллионов жителей Сан-Франциско, а благодаря этим последним доработкам они смогут простоять еще многие десятилетия.

ПОКАЗАТЬ ВСЕ