Технический документ: Строительство свай с использованием полимерной опорной жидкости на мосту «Крыло чайки», Лоустофт

Apr 01, 2023

Алекс Уоллис-Эванс и Дункан Николсон, Arup; Генри Спинкс-Эссам, KB International; и Стивен Хини, Куинн Пайлинг

«Крыло чайки» — это новый переход длиной 350 м через озеро Лотинг в Лоустофте с центральным передвижным разводным мостом длиной 39,5 м, который открывается и закрывается с помощью гидравлических цилиндров (см. Рисунок 1). Пролет моста имеет ширину до 22 м и поддерживает одну проезжую часть с комбинированными пешеходными и велосипедными дорожками с обеих сторон. Мостовой переход и подходные насыпи с обеих сторон будут связаны с существующей дорожной сетью и уменьшат транспортные заторы в городе, связанные с короткими периодами открытия существующего моста для пропуска судов.

Подвижная разводка станет крупнейшим в мире разводным мостом такого типа, управляемым гидравлическими цилиндрами. Заказчиком проекта является Совет графства Саффолк, а генеральным подрядчиком – компания Farrans Construction. Аруп — ведущий дизайнер.

Конструкции «Крыла чайки» включают виадук южного подхода, виадук северного подхода и передвижной разводной мост (Канарис, 2022). Две опоры моста, причал 4 (P4) и причал 5 (P5), расположены над водой и поддерживаются железобетонными вращающимися буронабивными сваями диаметром 1,08 м. Компания Quinn Piling была специализированным подрядчиком по забивке свай, и она, в свою очередь, поручил компании KB International предоставить инновационную технологию производства суспензий синтетических полимеров для этого проекта.

Схема временной комбинированной перемычки пирса 4 показана на рисунке 2. Перемычка образована из стальных труб с внешним диаметром 1220 мм, которые служат временными оболочками для конструкции буронабивных свай и шпунтовых свай. Трубы комбинированных стенок остаются на месте, образуя часть опор постоянного моста и поддерживая защиту крыла.

Грунтовые условия в местах расположения пирса 4 были интерпретированы на основе скважинной информации, полученной в ходе обследования площадки в 2019 году. Скважина BH02A была завершена на участке пирса 4 и использовалась для определения грунтовых условий для установки вращающихся свай. На рис. 3 показана интерпретированная стратиграфия скважины BH02A.

На рис. 3 также показан профиль стандартного теста на проникновение (SPT) для BH02A. Некоторые из низких результатов SPT в BH02A могут быть связаны с «веющими песками», встречающимися во время проходки скважины. Впоследствии поддерживающая жидкость использовалась для балансировки давления грунтовых вод и стабилизации скважины.

Свойства грунтов, принятые при проектировании, сведены в таблицу 1.

Таблица 1: Профиль и свойства почвы

На рис. 4 представлены кривые классификации для группы Crag, показывающие равномерно распределенный средний песок с обычно менее 15% ила и глины и менее 5% гравия. Для сравнения также нанесены опубликованные оценки испытаний, проведенных на Танет Сэнд в рамках проекта Crossrail в Лондоне (Менкити и др., 2015). Ранее сваи строились в Танет-Сэнд с использованием поддерживающей жидкости KB Polymers, и проводились нагрузочные испытания, как сообщалось Ламом, Тротоном, Джеффрисом и Саклингом, 2010.

Озеро Лотинг расположено во внутренней гавани Лоустофта. Уровень воды зависит от прилива и нормальные колебания составляют около 2 метров. Предполагается, что группа скал гидравлически связана с уровнем морской воды.

Диапазон приливов может быть значительно больше во время весенних приливов и приливов (наводнений). В Лоустофте уровень высокого астрономического прилива (HAT) регистрируется как +1,48mOD, а средний уровень половодья (MHWS) составляет +1,08mOD (Национальный океанографический центр (NOC), 2022). Приливы также могут повысить уровень воды. Чтобы учесть эти эффекты, для оценки уровня жидкости в отвале использовался уровень HAT.

Сваи, поддерживающие причал 4 перехода, подвергаются большой статической нагрузке, когда подвижная опора находится в «закрытом» положении, и большой циклической нагрузке, когда настил моста перекатывается вперед и назад, позволяя проходить морским судам. Мост рассчитан в среднем на 10 открываний в день на протяжении 120 лет проектного срока службы. Поэтому при проектировании сваи для пирса 4 была учтена осевая нагрузка как для статических, так и для циклических условий нагрузки.