Постоянный транспортный переход через Нортумберлендский пролив между материковой территорией Канады и островом Принца Эдуарда был в свое время самым протяженным в мире «морским» мостом. Обычно на объекты строительства подобного масштаба составляются груды проектной документации. Однако в данном случае исходные требования уместились в одну тетрадь толщиной в полдюйма и по существу сводились к одному: нужно запроектировать хороший мост с запасом прочности не менее 4, который должен эксплуатироваться не менее 100 лет.
Автодорожный мостовой переход через Нортумберлендский пролив общей протяженностью 12,9 км включает в себя 45-пролетный главный мост балочно-консольной системы с железобетонным коробчатым пролетным строением и два эстакадных участка.
Мост сооружался из небывало укрупненных сборных железобетонных элементов массой до 8200 т. При монтаже его используется самый большой в мире плавучий кран — небезызвестный «Лебедь», который «подрос» на 26 м со времени работы на строительстве западного моста транспортного перехода через пролив Большой Бельт в Дании, где применялась аналогичная технологическая схема.
Конструкция главного моста состоит из сборных железобетонных элементов всего четырех основных типов: фундамента опоры, стойки (тела) опоры, птички главной балки и подвесного пролетного строения. В сущности мост строится на полигоне ЖБК близ г. Борден на острове Принца Эдуарда, где организовано производство указанных железобетонных элементов и выполняется основной объем работ.
Транспортировка и монтаж элементов, хотя их размеры и впечатляют, представляются сравнительно простыми техническими задачами. Выбор указанной технологической схемы позволяет при сооружении моста в наименьшей степени зависеть от погодных условий. Это очень важно, так как работы на акватории можно вести только в течение восьми месяцев в году (в период, когда акватория пролива свободна от льда), в то время как на полигоне работать можно 10 месяцев в году, а при необходимости — 10,5 и даже 11. В акватории Нортумберлендского пролива, как и во всем заливе Си. Лаврентия, в зимнее время устанавливается постоянный ледовый покров. В связи с этим обе существующие паромные переправы на о. Принца Эдуарда даже при их оснащении современными ледокольными паромами не обладают достаточной эксплуатационной надежностью. В 1873 г, одним из условий присоединения острова к Канадской Конфедерации было обязательство Канадского правительства обеспечить эффективное и непрерывное всепогодное транспортное обслуживание его территории. Выполнение этого обязательства обходится Канаде ежегодно в 41,9 млн. канадских долл. (для финансирования паромных переправ).
Идея сооружения постоянного транспортного перехода в тоннельном, мостовом и дамбовом вариантах обсуждалась в течение длительного времени. В середине 80-х годов правительство Канады получило три достаточно рациональных предложения на такое строительство и одобрило их технико-экономические обоснования. В 1988 г. на острове был проведен референдум, в котором идея сооружения мостового перехода получила 60% голосов; после этого был организован сбор технических предложений, из которых отобраны три, при этом все по мостовому варианту.
В начале 1992 г. с учетом экологических требований эти заявки поступили в доработанном виде. Ни одна из них в то время не удовлетворяла финансовым условиям правительства, но в результате последующих переговоров в конце 1993 г. удалось прийти к соглашению с одним из заявителей. К огорчению последнего, эти полтора года дебатов не послужили основанием для переноса первоначально объявленного срока сдачи объекта в эксплуатацию в 1997 г.
В связи с этим к работам приступили незамедлительно. Вблизи эксплуатируемой паромной пристани в г. Бурдене на отчужденной площадке в 60 га были выполнены земляные работы объемом 0,5 млн.м3, обустроен полигон ЖБК и отгрузочный причал. На этом гигантском заводе на открытом воздухе соответственно четырем основным типам элементов моста сооружено четыре главных производственных линии. Они соединяются с причалом системой стапелей, по которым элементы перемещаются двумя самоходными салазочными машинами фирмы «Хьюсман», прозванными на стройке «Черепахой» и «Омаром».
Одновременно с обустройством полигона происходила разработка проекта мостового перехода: от первоначального замысла до стадии, позволяющей практически приступить к производству работ. Для данного объекта пришлось, по существу, заново разработать нормы проектирования, так как установленный правительством запас прочности превышает обычные коэффициенты 3,0 — 3,5, принятые Американской ассоциацией должностных лиц государственных и частных автодорог. В связи с этим проектировщикам пришлось разрабатывать проект сооружения, начиная с основополагающих принципов. Главным критерием была долговечность сооружения. К проектированию привлекли специалистов по ветровым нагрузкам, геотехническим проблемам, навалу судов и т.д., но каждому из них нужно было сформулировать постановку цели и задачи. Вдобавок к этому нестандартные нормы проектирования приходилось согласовывать с независимым консультантом по надзору — фирмой «Баклэнд энд Тэйлор».
В акватории Нортумберлендского пролива, как и во всем заливе Си. Лаврентия, в зимнее время устанавливается постоянный ледовый покров. В связи с этим обе существующие паромные переправы на о. Принца Эдуарда даже при их оснащении современными ледокольными паромами не обладают достаточной эксплуатационной надежностью. В 1873 г, одним из условий присоединения острова к Канадской Конфедерации было обязательство Канадского правительства обеспечить эффективное и непрерывное всепогодное транспортное обслуживание его территории. Выполнение этого обязательства обходится Канаде ежегодно в 41,9 млн. канадских долл. (для финансирования паромных переправ).
Идея сооружения постоянного транспортного перехода в тоннельном, мостовом и дамбовом вариантах обсуждалась в течение длительного времени. В середине 80-х годов правительство Канады получило три достаточно рациональных предложения на такое строительство и одобрило их технико-экономические обоснования. В 1988 г. на острове был проведен референдум, в котором идея сооружения мостового перехода получила 60% голосов; после этого был организован сбор технических предложений, из которых отобраны три, при этом все по мостовому варианту.
В начале 1992 г. с учетом экологических требований эти заявки поступили в доработанном виде. Ни одна из них в то время не удовлетворяла финансовым условиям правительства, но в результате последующих переговоров в конце 1993 г. удалось прийти к соглашению с одним из заявителей. К огорчению последнего, эти полтора года дебатов не послужили основанием для переноса первоначально объявленного срока сдачи объекта в эксплуатацию в 1997 г.
В связи с этим к работам приступили незамедлительно. Вблизи эксплуатируемой паромной пристани в г. Бурдене на отчужденной площадке в 60 га были выполнены земляные работы объемом 0,5 млн.м3, обустроен полигон ЖБК и отгрузочный причал. На этом гигантском заводе на открытом воздухе соответственно четырем основным типам элементов моста сооружено четыре главных производственных линии. Они соединяются с причалом системой стапелей, по которым элементы перемещаются двумя самоходными салазочными машинами фирмы «Хьюсман», прозванными на стройке «Черепахой» и «Омаром».
Одновременно с обустройством полигона происходила разработка проекта мостового перехода: от первоначального замысла до стадии, позволяющей практически приступить к производству работ. Для данного объекта пришлось, по существу, заново разработать нормы проектирования, так как установленный правительством запас прочности превышает обычные коэффициенты 3,0 — 3,5, принятые Американской ассоциацией должностных лиц государственных и частных автодорог. В связи с этим проектировщикам пришлось разрабатывать проект сооружения, начиная с основополагающих принципов. Главным критерием была долговечность сооружения. К проектированию привлекли специалистов по ветровым нагрузкам, геотехническим проблемам, навалу судов и т.д., но каждому из них нужно было сформулировать постановку цели и задачи. Вдобавок к этому нестандартные нормы проектирования приходилось согласовывать с независимым консультантом по надзору — фирмой «Баклэнд энд Тэйлор». Эстакадный участок со стороны острова имеет 14 пролетов общей длиной 555 м, а со стороны материка — 1-4 пролетов общей длиной 1275 м. Их опоры возведены на свайных фундаментах и буровых столбах. Пролетные строения монтировали из 30 сборных блоков массой по 90 т. Монтаж эстакадных участков перехода из укрупненных элементов не представлялся возможным, так как глубина акватории была недостаточной для подхода большегрузных плавучих кранов.
Все технические вопросы проектирования мостовой конструкции решались с учетом особых требований по обеспечению ее долговечности. Так, стальная арматура без антикоррозийного покрытия заложена в конструкционный бетон прочностью 55 МПа на глубину не менее 75 мм; для предотвращения ее коррозии предусмотрена катодная защита. Дело в том, что воды Нортумберлендского пролива отличаются высокой соленостью, в 10 раз превышающей соленость вод Балтийского моря.
Плавучий монтажный кран «Лебедь» на данном объекте обеспечивает транспортировку всех сборных элементов главного моста от полигона ЖБК к месту монтажа. Этот уникальный кран был сконструирован и изготовлен в Нидерландах и использован на строительстве моста через пролив Большой Бельт (Дания). После окончания работ на этом строительстве монтажный кран «Лебедь» был модифицирован в Дюнкерке (Франция). Его высота была увеличена до 100,2 м в соответствии с особенностями монтажных работ на новом объекте (подъем конструкции на максимальную высоту потребуется лишь для сооружения двух главных судоходных пролетов моста). Одновременно были улучшены и характеристики плавучести крана, так что его осадка, равная 4,5 м, не возросла. Грузоподъемный механизм был оснащен двумя новыми тросами длиной по 7 км каждый. После переоборудования кран перевезли через Атлантический океан на борту полупогружной баржи «Конт-Вин». Кран оснащен универсальным строповым устройством, позволяющим перевозить сборные элементы моста всех типов.
Следует подчеркнуть, что если длина птички пролетного строения моста через Большой Бельт составляла 108 м, то в данном случае она равна 192 м. Наряду с краном «Лебедь» на объекте используется и еще ряд уникальных механизмов на плаву, в том числе деррик-баржа «Бетти Эль», с помощью которой устраивались котлованы под фундаменты опор, и самоподъемная баржа «Канюк», применяемая при подводном бетонировании подготовительного слоя.
В течение 1995 г. были смонтированы эстакадные участки перехода методом навесной сборки и полностью налажено производство укрупненных элементов на береговом полигоне. Основным требованием к организации работ по возведению главного моста является постоянная загрузка плавучего крана, причем главный фактор — бесперебойная отгрузка птичек пролетного строения. В связи с этим на соответствующей технологической линии полигона одновременно в работе находится по 10 и более птичек, бетонирование которых производится секциями длиной по 20 - 25 м.
Одна из организационных проблем на стадии развертывания работ была связана со своевременной доставкой на полигон стальной арматуры. Поскольку на острове нет ни металлургических предприятий, ни соответствующих складских помещений, пришлось наладить доставку арматурной стали с континента для сборки «с колес». В свою очередь, при работе в море очень важно заблаговременно выполнить дноуглубительные работы и создать бетонный слой под водой: возможность выполнения этих операций во многом зависит от погодных условий.
Пяты каждого фундамента устанавливают на три подушки-плиты из высокопрочного бетона, укладываемого методом подводного бетонирования, с точным нивелированием их верхнего уровня. При установке фундаментов опоры на такие подушки достигается оптимальное распределение нагрузок от них на коренную породу. На фундамент насаживают стойку опоры и сращивают их сквозной напрягаемой арматурой, а затем устанавливают на место птичку и замыкают пролет подвесной балкой. Монтаж главного моста, ставший практической проверкой всей проектной и технологической концепции данного сооружения, начался осенью 1995 г.