Akashi-broen

Akashi Strait Bridge
明石 海峡 大橋
Utsikt fra Akashi kaikyō-broen
Utsikt fra Akashi kaikyō- broen
Geografi
Land Japan
Prefektur Hyōgo prefektur
Kommune Kobe - Awaji Island
Geografiske koordinater 34 ° 36 ′ 59 ″ N, 135 ° 01 ′ 18 ″ Ø
Funksjon
Funksjon Veibro
Tekniske egenskaper
Type Hengende bro
Lengde 3.911  moh
Hovedpersonalet 1.991  moh
Høyde 298,8  moh
Klarering 65,72  moh
Materialer) Stål
Konstruksjon
Konstruksjon 1988 - 1998
Idriftsettelse 5. april 1998
Prosjektleder (er) Japan

Den dekket av Akashi Strait (明石海峡大橋, Akashi Kaikyo Ohashi ) Er en hengebro , som ligger i Japan . Den krysser Seto Inland Sea for å koble Kobe , på hovedøya Honshū , med byen Awaji , på øya med samme navn . Dens sentrale spenn er det lengste i verden , på 1 1991  meter . Den totale lengden på broen er 3911  m .

Denne broen er det siste elementet i et nettverk som forbinder de fire hovedøyene i Japan: Honshū , Hokkaidō , Kyūshū og Shikoku .

Genesis av boken

Rundt 1930 foreslo Chujiro Haraguchi, som da var ingeniør ved innenriksdepartementet (senere ble han borgermester i Kobe ), å koble de to øyene, Honshu og Shikoku, sammen med en hengebro. På den tiden var japansk økonomi og konstruksjonsteknikk utilstrekkelig.

Før broen ble bygget, måtte passasjerene ta ferger for å krysse Akashi-stredet . Sistnevnte er en farlig sjøvei, ofte utsatt for alvorlige værforhold. I 1955 ødela to ferger i sundet under en storm og drepte 168 barn. I møte med sjokket forårsaket av denne hendelsen, tok det japanske utstyrs- og jernbanedepartementet opp ideen i 1959: en Honshū - Shikoku Bridge Commission ble opprettet i 1970 for å designe, bygge og vedlikeholde et sett med veier og jernbaner. Ingeniørene foreslo å lage tre seksjoner: Kojima - Sakaide- aksen , som ble ferdigstilt i 1988, Kobe - Naruto- aksen , med Akashi-Kaikyo-broen, og Onomichi - Imabari- aksen .

Det opprinnelige prosjektet sørget for en blandet bro (vei og jernbane); dette alternativet ble forlatt til fordel for en 6-felts veibro . Byggingen av broen startet i mai 1988 . Den ble åpnet for trafikk videre5. april 1998.

Kjennetegn

Den Akashi Strait er en internasjonal skipsleia brukes av mer enn 1400 skip per dag; minimumsbredden på denne banen må være 1500 meter. Broen har altså et sentralt spenn på 1 991 meter og to sidespenn på 960 meter , for en total lengde på 3 911 meter. Det sentrale spennet skulle til å måle 1.990 meter; det ble strukket en meter som følge av Kobe jordskjelvet , den17. januar 1995, hvis episenter lå mellom broens to brygger.

Broen støtter tre kjørefelt i hver retning.

Broens utforming må gjøre det mulig å tåle vind på 80 m / s (nesten 290 km / t ), jordskjelv med en styrke på 8,5 på Richter-skalaen samt havstrømmer på 4,5 m / s .

Vindtunnelstudier

Siden et så langt sentralt spenn gir betydelig vindmotstand, ble en skalamodell av broen, 100 ganger mindre enn selve broen, bygget for å studere dens oppførsel i en vindtunnel. Strukturen som ble utviklet i henhold til disse testene, skulle tåle vind som ville blåse i mer enn 290 kilometer i timen.

Ved å tegne spennene fant spesialistene at en bestemt type torsjon på dekket under visse vinder kunne være irriterende: uten demping ville broen bryte. Takket være nye vindtunneltester, designet de deretter et forsterket spenn, som ikke ga denne resonansen, og de installerte vertikale stabiliseringsplater under broens midtbånd for å dempe svingningene.

Elementer i boka

Fundamentene

De Awaji Island hviler på granitt , en hard bergart som understøtter flertallet av de lengste broene i verden, men som granitt senge raskt synker under Strait av Akashi, hvor den er dekket av et overflatelag av slam herdet og sandstein . Nær øya Honshu er bunnen dekket av grus, dekket steder med myke og bevegelige sedimenter, slik at grunnlaget for Akashi kaikyō- broen må ha blitt lagt ikke på harde bergarter, men på sedimentære bergarter og halvkonsolidert grus.

Før man bygde fundamentet til pylonene , ble det tatt prøver av undervannslagene og gjort det mulig å verifisere at jorden var sterk nok til å støtte en 25.000 tonn pylon uten å synke eller vippe.

Fundamentet består av to sylindriske sakser med en diameter på 80 meter og en høyde på 70 meter : de er de største som noensinne er bygget. Med en dobbel vegg fløt de, til tross for at massen oversteg 19.000 tonn. Tolv slepebåter dro dem til sine respektive lokasjoner, og utnyttet de få timene med lavvann, der havstrømmene ble bremset, fortsatte de tekniske teamene deres nedsenking og fylte rommet mellom de to veggene med vann.

Det sentrale rommet i disse boksene har ingen bunn: den hviler direkte på bunnen av vannet. Sistnevnte ble rengjort med sug. Deretter ble en lekter etablert på overflaten tilberedt nedsenket betong, en veldig flytende betong som ikke oppløses i vann. For å minimere betongfeil ble betongen klargjort og helles kontinuerlig i det sentrale rommet i kassongen i tre dager og tre netter. Deretter ble betong hellet i det ytre rommet. Hellingen av betongen tok et år.

Pyloner

De Mastene over broen, 56 meter høyere enn de som er av San Francisco Golden Gate , er fleksibel: sin øvre del svinger lett med bevegelsen av kablene. Internt er hver pylon delt inn i 102 nivåer med horisontale skillevegger, og den inneholder en heis i sentrum. En pylon er altså som et tårn på 102 etasjer , med et areal på 100 kvadratmeter per etasje.

For å unngå vibrasjoner ble en korsformet seksjon beholdt, og stabilisatorer ble plassert inne, oscillerende i en motsatt retning av pylonens, og dempet dermed bevegelsen.

For produksjonen ble mastene delt inn i 30 blokker som var omtrent ti meter høye. Hver blokk ble deretter delt inn i tre deler som med en masse under 160 tonn kunne løftes med kraner.

Når blokkene ble transportert til stedet, reiste en oppjekkbar kran mastene. Etter at hver blokk var lagt, løftet kranen seg til neste nivå, deretter heiser en annen blokk, og så videre. Denne innovative prosessen begrenset bruken av midlertidig stillas. Det reduserte også varigheten og kostnadene for byggingen.

Suspensjon

Kablene som ble lagt på mastene var spesielt designet fordi konvensjonelle kabler, som tåler en spenning på 1,57 GPa ( 160 kg - kraft per kvadratmillimeter), ville ha vært for skjøre. Etter metallurgistudier ble valget av en stållegering bestående av en lav andel silisium gjort. Strekkfastheten var altså 1,77 GPa ( 180 kilo kraft per kvadratmillimeter), noe som gir en total motstand på 1,75 meganewtons (178 000 ton kraft) per kabel; slik at bare en kabel kunne brukes på hver side av broen for å støtte dekket. Takket være denne forenklingen av strukturen, har vekten av helheten og varigheten av konstruksjonen blitt redusert.

Hver kabel består av 290 tråder som hver består av 127 tråder av motstandsdyktig stål. Den totale lengden på disse trådene er syv og en halv ganger rundt jorden.

For å legge kablene på plass uten å hindre navigering, bar et helikopter først en føringskabel over sundet; denne guiden ble brukt til å trekke sterkere kabler og danne en gangvei. Vinsjer plassert langs denne gangbroen gjorde det mulig å spenne hver streng. Det var ved midnatt, da solvarmen ikke risikerte å få metall til å spille, at teknikerne justerte profilene til strengene for å fordele belastningen på hver av dem jevnt.

Forkle

Den Kobe jordskjelvet , som skjedde på17. januar 1995, som følge av utseendet til en ny feil som hadde åpnet seg nær broen, på en dybde av 14 kilometer , forårsaket en forskyvning av fundamentene og en åpning på 80 centimeter av det sentrale spennet og 30 centimeter av spennet som ligger på Awaji-siden .

Strukturen som allerede var bygget ble ikke skadet, fordi broen var designet for å tåle et jordskjelv på styrke 8,5, noe som ville ha blitt resultatet av bevegelse av Stillehavsplaten. De designet til og med konstruksjonene for å tåle en storm eller jordskjelv, slik som bare skjer hvert 150. år . På den annen side var det ikke planlagt å flytte fundamentene, på grunn av en ny feil rett over broen.

Ingeniørene måtte derfor omforme spennene for å forlenge broen med 1,1 meter . En måned etter jordskjelvet ble konstruksjonen gjenopptatt. Det var mindre ondt at jordskjelvet skjedde før broen var ferdig, da noen strukturer som ekspansjonsfuger, som ble satt inn senere, kunne ha blitt skadet.

Skuespillere

Roll Etternavn En del av strukturen
Design Honshu Shikoku Bridge Authority
Konstruksjon Obayashi Corp. Kobe anker
Kawasaki Heavy Industries
Solétanche Bachy ankerfundamenter
Taisei Corporation
Gruppekonstruksjon Kawada Industries
Metallkonstruksjon Mitsubishi Heavy Industries Ltd.
Yokogawa Bridge Corporation

Merknader og referanser

  1. Giorgio Faraggiana og Angia Sassi Perino ( oversatt  fra italiensk), Les Bridges , Paris, Grund,13. september 2004, 240  s. ( ISBN  2-7000-2640-3 ), s.  118 .
  2. Den lengste hengebroen - Satoshi Kashima - Makoto Kitagawa - For Science - n ° 244 - februar 1998.

Se også

Relaterte artikler

Bibliografi

Eksterne linker