2019年5月,科威特加贝尔·艾哈迈德·阿尔萨巴赫酋长跨海大通道(Sheikh Jaber al-Ahmad Al-Sabah Causeway)建成通车。整个工程耗资36亿美元,起点位于科威特首都科威特城的自由贸易区,穿过烟波浩渺的科威特海湾,连接了另外一座即将繁荣的港口城市——丝绸城(Silk City)。
国际贸易对于石油资源丰富的阿拉伯国家来说非常重要,据统计,生活在阿拉伯半岛波斯湾地区的居民已经达到450万人。这条36公里长的加贝尔酋长大通道以科威特第十三世阿米尔的名字命名,以纪念加贝尔酋长曾为科威特经济发展做出的巨大贡献。
丝绸城又称Madinat al-Hareer,坐落于科威特东北部苏比亚地区,与正南部的科威特城隔湾相望,城区面积250平方公里。丝绸城除了是一个自由贸易港以外,还拥有一座机场、一座奥林匹克体育馆、一座高度超越迪拜阿利法塔的高塔,以及可以满足70万人居住的房屋。整个加贝尔酋长跨海大通道项目包括两条线路,一条是连接科威特城与苏比亚丝绸城的主通道;另一条是连接科威特城、多哈和科威特娱乐城的多哈通道。大通道对于这几座城市发展具有重要的战略意义。
数字管理大通道
大通道由法国赛思达(Systra)工程和咨询公司设计,韩国现代工程建设公司(Hyundai Engineering and Construction)和科威特承包商联合体(Combined Group Contracting)施工建设。
整个大通道的设计寿命是100年,高速公路和桥梁部分共计49公里。其中,萨比亚大桥全长36公里,从科威特城自由贸易港出发,穿越萨比亚地区海湾,耗资23亿美元。大桥建成前,沿着长达104公里的海岸高速公路,从科威特城到萨比亚地区至少需要90分钟;建成后,两地交通的时间缩短至30分钟。整个工程还包括舒瓦克(Shuwaikh)地区3公里长的在岸桥梁及公路结构和萨比亚(Subiya)地区6公里长的在岸桥梁结构。
大通道采用双向车道设计,每条通行车道宽17米,包含三条机动车道、一条紧急车道和硬质路肩,并且途经两个30万平方米和60万平方米的人工岛。
大通道采用了一套管理控制和数据采集系统(SCADA)进行追踪监测,该系统共包含600个用于观测交通情况的摄像头和应急设备。同时,为保证桥梁安全,系统还采用了软件和传感器对往来车辆进行动态称重,以此探测混凝土上部结构的裂缝情况。从设计角度来看,大桥将管理控制和数据采集系统的变电站和其他电子设备都设在桥面板内部,很好地避免了这些设备受到外部腐蚀环境的影响。
主材由海外生产组装
整个项目桥墩间最大跨径177米,主航道宽120米。在这片海域的高潮期,垂直净空可达23米。大桥采用钢混组合桁架桥塔结构,桥面采用双正交异性桥面板。
大通道的桥墩和上部结构主要采用混凝土,但是主桥的上部桥面大都采用钢制桥面。因此,桥面上需要铺装几层防水薄膜和沥青。340米长的正交异性桥面板主要采用轻质钢材,这种桥面板比传统的混凝土桥面板的跨径更大,位于加利福尼亚州的奥克兰海湾大桥也采用了类似的钢桥面板。
钢桥面和正交异性桥面板主要在韩国生产和组装,相关附加配件在科威特生产。主桥面包含预制混凝土梁,每片梁长60米;两片预制钢箱梁,每片长82米;四片钢混组合梁,其中两片长64米,另外两片长74米。桥塔通过两个连接横梁来实现于主梁的刚性连接,并通过调节高度来引导内部滑移支座的安装。
支撑主桥的桥桩是混凝土桩,长度在33-60米不等,其顶部与大桥承台相连。大桥承台的浇筑在海下干燥环境中完成,采用预制钢筋混凝土结构。两个预制承台分别重1800吨,直径23米,高13米。
架桥设备挑战恶劣环境
主塔采用风帆形式,高151米,灵感源于科威特当地的传统帆船。两个“风帆”桥塔形成一个拱门,目前已经成为科威特湾中部地区的地标性结构。“帆”的前部有一个混凝土可变截面(底部为直径7.2米的半圆),由钢桁架连接在桥塔钢拱背上。
桥塔本身是由混凝土柱和钢桁架通过水平和对角构件连接而成的复合体系。斜拉桥普遍使用混凝土或钢桥塔,但采用这种复合结构并不常见。
主跨主梁由八对斜拉索悬吊,所有的斜拉索被锚定在桥塔的混凝土腿上,并连接在西、东甲板梁之间的横梁上。塔架的结构体系是罕见的,因为它是不稳定的纵向需要传统的后撑,而塔架的桁架结构体系使传统的后撑得以保留。
主跨最长斜拉索长248米,外直径250毫米,由72股高强度7束钢绞线组成,其最大承载力2000吨。最短的斜拉索由55股钢绞线组成,最大承载力1500吨,长38米,外直径200毫米。
为了能够观测整个桥塔的外部情况,桥塔外部还安装了一个维护护栏。另外,作为管理控制和数据采集系统(SCADA)的一部分,桥塔塔脚和基础部位都安装了形变测量仪,其他部位也都安装了温度传感器和碰撞传感器,用以监测整个大桥的结构健康状况。
大通道是世界上为数不多的在箱梁内部安装配电室的桥梁之一。对于大桥设计来说这是一项艰巨的挑战,但是最终,桥梁设计和施工单位还是完美地解决了这个“挑战”。
桥梁施工过程中面临的最大风险是架桥设备的耐久性,尤其是在这种恶劣的工作环境中,出现机械故障将导致严重事故。但是在大通道施工过程中,架桥设备没有任何故障,架梁安装如期完成。
达尔集团(Dar Al-Handasah)作为该项目的牵头咨询公司和林同国际公司(TY Lin International)、罗斯&巴鲁西尼(Ross & Baruzzini)公司、卡里&布朗联合(Currie & Brown)公司一道共同参与该项目。相关负责人表示,这项如此大体量的项目能够在预算内完成,并且没有出现重大事故索赔和合同变更,这是非常罕见的。另外,在局势动荡的中东地区,没有人声称要破坏这个跨海工程,也是非常关键的。
加贝尔·艾哈迈德·阿尔萨巴赫酋长跨海大通道80%部分位于科威特海湾之上,是科威特地区最大的建设项目,同时也是“科威特2035国家发展规划”、经济体制向非石油-非资源密集型转变的先锋项目。在过去几年里,中-科两国签署了多项合作备忘录,在未来,科威特自由贸易区的发展将加强与中国的合作,并通过大通道的建设带动科威特区域经济发展,实现把该区域建设成为联系中东与亚洲其他地区的国际贸易中心的宏伟目标。
本文刊载 /《桥隧产业资讯》杂志 2019年 10月刊 总第38期
资料来源 / World Highways网站
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