Как в Хонконг монтираха 7000-тонен мост за една нощ?

В Хонконг строителството винаги е било въпрос на решения в рамките на сантиметри и минути. Когато трябва да построиш 140-метров мост над една от най-натоварените железопътни линии в града, с тегло над 7000 тона и разполагаш само с нощен прозорец от няколко часа, конвенционалните методи просто не работят. Екипът на проекта Fanling Bypass избира подход, който в града се прилага за първи път. Построява моста до жп линията, а след това го завърта хоризонтално в крайната позиция, в рамките на една нощ.

Проблемът с класическото строителство

Традиционното сегментно изграждане на мост над East Rail Line би изисквало тежки повдигания в рамките на кратките нощни прозорци, когато влаковете не се движат. Това означава работа на височина, в тъмното, с ограничено време и минимален допустим риск от грешки. На мястото има още препятствия – големи водопроводи, високоволтови подземни кабели и съществуващ пешеходен мост. Всяко закъснение означава пропуснат прозорец, а всеки пропуснат прозорец означава седмици чакане.

Екипът решава да промени логиката на строителството. Вместо да се бори с ограниченията на място, избира да ги избегне до голяма степен.

Хоризонталното завъртане

На практика това означава мостът да бъде изграден извън железопътния коридор и едва след това преместен в окончателното си положение. Два Т-образни мостови участъка, единият с дължина 136 метра и тегло над 7000 тона, а другият – с дължина 66 метра и ъгъл на завъртане 62 градуса, се изграждат до железопътната линия, в предварителна позиция, успоредна на трасето, след което се завъртат хоризонтално до окончателното си положение. Така строителството може да протича с нормално темпо, при дневна светлина и без ограниченията на кратките нощни прозорци. 

Когато конструкцията е готова, идва нощта на операцията. Между горната и долната платформа на всеки пилон е монтирана ротационна система със сферичен лагер, проектиран за изключително високи натоварвания. Системата използва нискофрикционни плочи от политетрафлуороетилен (PTFE), а плъзгащата писта на периферните стойки работи с много нисък коефициент на триене, което позволява контролирано завъртане на много тежка конструкция с ограничено съпротивление. Осем двойки стойки по периферията на платформата осигуряват допълнителна стабилност, а две хидравлични strand jack системи генерират необходимата тяга.

Преди завъртането екипът прекарва часове в балансиране на тежестта. Два хидравлични домкрата по 500 тона повдигат конструкцията, за да се определи центърът на тежестта, и се добавят противотежести. В случая с по-дългия отвор са необходими допълнителни 17,6 тона, за да се задържи центърът с минимално отклонение от проектния център на тежестта. Прави се пробно завъртане от 1 градус, за да се калибрира съотношението между силата и движението. Чак тогава, в 2:00 часа през нощта, с одобрението на MTR и с прогнозата за вятър от Хонконгската обсерватория, започва истинската операция.

Завъртането на по-дългия отвор е 33 градуса, а на по-късия – 62 градуса. Скоростта е контролирана до степен, че всяко внезапно дръпване е изключено. Системи за мониторинг в реално време следят скоростта на въртене, натоварването в лагера и скоростта на вятъра. Ако поривите надхвърлят 26 м/с, операцията се прекратява. Двете завъртания са изпълнени успешно в нощта на 28 срещу 29 септември и на 3 ноември 2024 г., в рамките на оперативния прозорец за завъртане, без прекъсване на железопътните услуги.

Какво спестява този метод

Резултатът е повече от впечатляващ. Спрямо конвенционалните техники строителството е съкратено с около 12 месеца. Рисковете на строителната площадка са намалени драстично, защото тежката работа се върши на земята, а не на височина. Железопътният трафик не е прекъсван. Безопасността на работниците и обществеността е подобрена значително.

Проектът използва 4D BIM модел – триизмерен модел с времева ос, който позволява да се проследява прогресът и да се идентифицират проблеми още преди да възникнат. Според оценките на екипа това подпомага намаляването на риска от закъснения и подобрява координацията на строителния процес. LiDAR системи, AI-активирани CCTV камери и автоматизиран мониторинг на деформациите допълват цифровия арсенал.

Стоманата, която променя мащаба

Проектът включва още една иновация – първата структурна употреба на S960 стомана в пешеходен мост в света. Конкретно става въпрос за Footbridge F6 при Lung Yeuk Tau Interchange. S960 има почти три пъти по-висока граница на провлачване от широко използвани конструкционни стомани, което позволява значително намаляване на теглото на надстройката на пешеходния мост. Това означава по-малко колони, по-малко пилоти и по-малко конфликти с подземните съоръжения.

Роботизираното заваряване на стоманените елементи осигурява прецизен контрол на топлината и геометрията на шевовете. Модулите са предварително сглобени в завод в Джъндзян, провинция Дзянсу, и транспортирани по 34-километров маршрут до Хонконг. С някои участъци от пътя, широки едва 7,3 метра, и модули с ширина 7,8 метра, екипът използва 3D анализ на траекторията и геопространствени данни от цифровата карта на Хонконг, за да планира превоза. Четиридесет модула са доставени безопасно за 12 нощи.

От проект към стандарт

Fanling Bypass не е просто поредният пътен проект. Той е първият голям транспортен обект в Северния метрополис на Хонконг – зона, която свързва града с Шънджън и целия Greater Bay Area, подкрепяйки бъдещото развитие на Fanling North.

Методите, които екипът усъвършенства тук, вече служат като основа за технически насоки и бъдещи инфраструктурни проекти.

Опитът от проекта е обобщен в три ключови технически публикации на CEDD (Civil Engineering and Development Department) – ръководство за хоризонталното завъртане на мостове над съществуващи жп линии, технически насоки за проектиране на гредови конструкции с S960 стомана и насоки за роботизирано заваряване на структурна стомана. Опитът от Fanling вече не е изолиран случай, а модел за следващи проекти.

Подобни методи се прилагат активно в континентален Китай от години. Там хоризонталното завъртане на мостове е установена практика при магистрални проекти. Хонконг адаптира метода към своята гъсто населена, инфраструктурно наситена среда, където всяка нощна операция е съгласувана с десетки заинтересовани страни и всяка грешка има реални последици за милиони пътници.