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国家奖修复加固组获奖项目 Baker’s Haulover Cut大桥修复工程 巴尔哈伯，佛罗里达州 
桥梁数据： 跨度：第一跨50ft., 2in.（15.29m）二三跨49ft., 11.25in.（15.22m）第四跨5ft., 4in.（1.63m）五到七跨（三跨连续单元）351ft., 5.375in.（107.12m）八到十跨（三跨连续单元）351ft., 9.625in.（107.23m）十一到十三跨（三跨连续单元）351ft, 2.375in.（107.05m） 总结构长度：1,255ft.（382.52m） 平均结构宽度：70ft., 6in.（21.49m） 单位面积用钢量：0.021t/ft.2（0.226t/㎡，上部结构）， 总用钢量：1,447t 大约总造价：890万美元 涂层/防护：有机富锌环氧底漆，聚酰胺环氧中间层，脂肪族聚氨酯外观涂层，耐紫外线透明面漆 
Baker’s Haulover Cut大桥接下来还将继续为佛罗里达州更好地服役。 最早建成于1948年并且之前在1992和2000年进行了修复的Baker’s Haulover Cut大桥最近又进行了另一次修复工作，修复目标是要尽量减少未来的维护需求，降低项目成本，减小对频繁使用的连接迈阿密海滩和繁华的巴尔哈伯社区并经过Haulover Cut直通北部迈阿密戴德县这样一条道路的影响。大西洋近岸内航道可以提供往返大西洋的水路交通并且位于一个让休闲乘船爱好者喜爱的位置。 这座1,255ft.（382.52m）长的13跨大桥由9根加腋的铆接钢梁作为主跨，还有4个由多根钢梁组成的引桥跨，承担着双向4车道的交通荷载。修复工作包括钢结构的修复以及对指定构件的替换，主跨支座的替换，指定引桥跨支座的替换，混凝土修复、防波堤的替换以及进行所有结构钢的油漆涂装。 该项目有来自多个方面的若干挑战。首先，该座大桥所承担的道路——SR-A1A/Collins大街，是唯一一条跨越从大西洋近岸内航道的本土分离出来的若干离岛的南北向大道。任何重型车辆、自行车以及行人的交通的绕道，都会对迈阿密戴德县整体上已经很拥堵的交通网络带来巨大的影响。其次，Baker’s Haulover Cut是从大西洋近岸内航道受保护的水域到达大西洋的一个主要出口，也是海钓运动以及从船坞到迈阿密戴德县北半部的大西洋游船的主要交通路线，美国海岸警卫队不允许减小桥梁护墩设施之间的主航道的竖向净空。另外，在白天大部分时段里，经过该桥梁处的水流是最大的，这也使得水上作业更加困难，只能在每天短暂的平潮期内进行水上作业。 除此之外，该座大桥还要承载8种不同的公共事业设施线路的基础结构，包括电力传输和分布线、给水总管线、有线电视线以及煤气管线等。电力传输线路尤其重要，要为桥梁南侧的巴尔哈伯社区提供电力服务，而且该服务不能中断，要持续为该区域的居民、宾馆以及其他商业提供电力服务。因此，将桥梁顶升来替换支座和修复并且在这些单元附近进行桥梁涂装工作将会变得很棘手。最终在佛罗里达州交通部通行权范围内，防波堤的替换是在两个海岸线处的原有防波堤的附近处完成的。 在南侧的海岸线，一个直接靠近防波堤的海滩和一条进出周边酒店的道路需要进行维护，那条道路的任何沉陷都是不被允许的。在北侧海岸线，一座位于防波堤北侧的电力设备拓展到佛罗里达州交通部通行权范围内，因此必须要非常小心地确保该电力设备不被破坏。无论在南侧还是北侧的海岸线，对大桥下方防波堤某部分的任何修复都要在有限的可用净空内完成。 作为一个由桥梁维护经费资助的项目，很重要的一点就是，该项目要在佛罗里达州交通部拨付的经费预算内完成。为了根据可用的经费量身定制设计范围且尽可能地做到较高的成本效益，对大桥进行了一个彻底的检查以查明大桥目前的状况并进行了现场测量，进行了一系列必需的准备工作，根据重要性等级，先解决那些导致大桥安全性和承载能力下降的性能退化问题，然后再从待修复清单中找出那些符合项目预算的内容。 为了确定钢结构构件中需要修复的性能恶化区域以提高承载能力并且确定对三跨连续梁下翼缘支撑（这些支撑已经出现大范围的损坏）的维护需求，建立了一个复杂的有限元分析模型来对这些三跨连续梁跨进行分析。结构修复包括给桥面梁增加下翼缘盖板以额外增加构件的承载力，还包括在某些指定的开有孔洞或者截面有损失的节点板位置处进行主梁腹板的修复。分析结果使得设计团队能够有效地识别出那些需要修复的区域并决定是否需要设置支撑。在咨询了佛罗里达州交通部之后，决定仅将那些有着显著截面缺失以及有可能会从桥梁上坠落的支撑构件拆除。该决定大概使用了超过100万美元（约合人民币697.89万元）的施工预算，剩下的支撑仍旧保持在原处并进行了清洁和重新涂装。 替换三跨连续钢梁跨的钢梁支座也蕴含其自身的挑战。原有桥墩并没有比支座搁置的基座板大多少，因此在大桥钢梁翼缘下方并没有可以直接安装临时顶推组件的位置，因为承载能力方面的问题以及和安装在桥梁上方的管线设施相冲突等原因，从大桥横梁处顶升桥梁是不可能的，在Haulover Cut快速流动的水域内采用一个传统的顶塔体系将会非常困难。因此，承包商提出在每个桥墩处采用一个搁置在钢梁之间的桥墩承台并从承台向外突出且位于钢梁轴线之下的刚性鞍座来顶升桥跨，一个等位移的顶升体系用来确保桥跨的均匀顶升，从而避免可能会导致桥面破坏的损伤出现。有限元分析模型使得设计团队可以精确地评估顶升荷载并确定当单个支座被顶升时桥面顶部可能产生的应力，也明确了一次只顶升桥梁的一个桥墩、而不是同时顶升整个三跨单元的方案的可行性，且不会产生不必要的破坏。 为了最大程度降低对交通的影响，这些顶升操作被安排在桥梁上没有车辆交通的夜间一个15min的时段内。当承包商所有的设备都就位后，利用当地行政执法的手段将桥梁的两端进行封截，然后将大桥抬高0.25in.（6.35mm），这个高度足以使得原有的支座被滑出。一旦桥跨被用垫片填好，千斤顶上的荷载被释放掉，这时就可以重新开放交通了。 由于原有支座部分冻住了，不能充分适应上部结构的变形，因此桥墩在靠近桥梁支座的位置出现了混凝土开裂和剥落。原有的连续桥跨上旧的固定和滚动钢支座被替换成高承载的多向转动HLMR（High-load Multi-rotational）支座，从而可以适应转动变形以及两个方向上的膨胀和收缩变形。新支座比原有支座要短很多，因此需要浇筑新的基座。如果通过基座进行桥梁顶升的话，在顶升完成之后就没有充足的净空放置钻孔设备，因此设计了底板，这样就可以在顶升桥梁之前就进行钻孔，把新锚杆灌浆浇筑在桥墩承台内。锚杆通过连接器终止于桥墩承台处，这样一旦旧的支座被移走，就可以在锚栓在位的情况下实现基座的成型和浇筑。 随着工程的进展，当之前一些无法抵达的区域也显示出了截面损失时，项目团队和施工检查员开始紧密协作。当施工检查员发现截面损失时，对一些构件进行分析以确定其是否还能满足设计要求。在大多数情况下，这些构件都还能满足设计要求，这免去了额外的工作或者下达工程变更通知单的必要。 由于长期曝露在极具侵蚀性的沿海环境中，桥梁的防波堤严重恶化。通过混凝土板桩墙的开缝接头，填充物也遭受了侵蚀，从而造成了桥墩承台后面形成大片的沉陷区域。为了将佛罗里达州交通部通行权范围内的防波堤进行替换，项目团队获得了临时地役权在相邻的物业之上安装临时板桩以避免发生破坏，在墙体前方区域用临时板桩进行隔离从而在施工过程中将水流和潮汐对墙体的冲击效应降至最低。原有的带锚墩的板桩墙被移除，安装了带有板桩锚墩的新钢板桩，其中的混凝土护面部分采用玻璃纤维增强聚合物GFRP钢筋来进行加固从而为钢桩提供了保护，也和相邻的防波堤形成统一的外观。混凝土护面在槽钢底面下方突出3ft.（0.91m）从而为钢板桩提供长期保护，既然混凝土护面采用了非金属性加固，那么可以预见将来的维护需求是最低的。 桥梁工程需要和公用事业机构进行仔细协调以确保修复、桥跨顶升以及涂装操作不会带来问题或者对公用基础设施造成损坏。桥梁上不再保留电力设施，而是在槽钢底部下方采用定向通道将其重新布置。对于其他公用基础设施，将吊杆稍稍降低一些以考虑上部结构的顶升操作。在清洁和涂装之前将一些废弃的公用基础设施从桥上移除。 桥梁的南侧位于一个停车场区域，由巴尔哈伯市负责维护，也是进出该区域的酒店和公寓的唯一通道——这个通道在任何时间都不能关闭。桥梁的施工分为六个阶段组织，以方便通过仍然开放的停车区域来实现交通通行。这使得承包商可以成段地利用封闭的停车区域来修复、安装隔离区域，进行清洁和涂装。将要被替换的原有地下部分区域的铺路材料要小心地被移除并储存起来以待施工结束后进行修复。这样的做法是为了避免那些本需要购买的新铺路材料之间产生色差。 
业主：佛罗里达州交通部第六区 总包：Kiewit基础设施南方公司 结构设计：TranSystems公司，Colliers工程及设计公司
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