Maailman pisin kolmitorninen vinoköysisilta

Queensferry Crossing eisoo ylpeänä maineikkaiden naapuriensa, maailmankuulun vuonna 1890 avatun Forth Bridgen, joka on nykyään Unescon maailmanperintökohde, ja vuonna 1964 avatun klassisen riippusillan Forth Road Bridgen rinnalla.

Queensferry Crossingin rakentaminen aloitettiin vuonna 2011. Sen tarkoituksena on korvata ja mahdollistaa välttämättömät kunnossapitotyöt nykyisessä Forth Road Bridgessä, jota ei pidetty enää turvallisena ja jota käyttävät nyt jalankulkijat, pyöräilijät, hälytysajoneuvot ja joukkoliikenne.

Skotlannin hallituksen 1,35 miljardin punnan investoinnin, Queensferry Crossing -sillan, avasi virallisesti liikenteelle edesmennyt kuningatar Elisabet II vuonna 2017. Se edustaa modernia Skotlantia, helpottaen aktiivista ja julkista liikennettä ja samalla vähentäen päästöjä joustavampien liikennevirtojen ansiosta. Myös suunnittelun ja rakentamisen aikana on vähennetty useita tonneja hiilidioksidipäästöjä haastamalla perinteiset ratkaisut ja innovoimalla uusia lähestymistapoja.

Ikoniset ominaisuudet

Yksi uuden sillan silmiinpistävimmistä ominaisuuksista on sen päällekkäinen tukikaapelirakenne, joka kattaa 160 metrin pituisen kannen keskikohdassa kahta pääjännettä pitkin. Tälläinen kaapelikokoonpano antaa lisävakautta rakenteelle ja erityisesti keskustornille, mikä helpottaa tornien hoikkaa muotoilua.

Kaapeleiden varassa 50 metriä nousuveden yläpuolellä olevalla pääkannella, jonka kokonaisleveys on 40 metriä ja pituus 2,7 km, on neljä kaistaa sekä kaksi piennarta. Jokainen kannen osa esivalmistettiin ennen toimitusta asentamista varten.

Koko sillan analysoimiseksi luotiin tietokonemalleja ja muita kolmiulotteisia malleja kuormitusarviointeihin, joilla simuloitiin sillan omapainoa, erilaisia liikennekuormituksia ja ilmasto-olosuhteita, kuten lämpötilavaikutuksia ja tuulta.

Kolme tornia sijaitsevat 210 metriä keskimääräisen korkean vedenpinnan yläpuolella. Ne ovat tärkeitä Queensferry Crossingin ainutlaatuiselle muodolle ja tekevät siitä Ison-Britannian korkeimman sillan ja 50 metriä korkeamman kuin aikaisemmat maantiesiltatornit. Ne rakennettiin vaiheittain käyttämällä innovatiivista kiipeävää muottijärjestelmää.

Forthin suiston geologia on monimutkainen ja vaati erilaisia lähestymistapoja kunkin tornin perustuksiin. Kaikki perustukset sijaitsevat kalliopohjalla, jolloin kalliita ja aikaa vieviä paalutuksia ei tarvinnut tehdä sillan alla olevalle kovalle kalliolle. Rambollin insinöörit suorittivat alueen geologian kenttäkartoituksen sekä merenpohjan alta talteen otettujen kallioytimien tarkastuksen, jotta voitiin tunnistaa hyvälaatuinen kiviaines Forthin lahdessa ja luoda johdonmukainen filosofia perustusten suunnittelulle.

Toimintaohjeiden muokkaaminen säästi 7 000 tonnia hiiltä

Järjestelmän yksityiskohtaisen suunnittelun aikana Ramboll havaitsi, että pääristeyksen pohjoispäässä oleva Ferrytoll-silta voitaisiin suunnitella uudelleen antamaan merkittäviä etuja kustannusten, ohjelman ja hiilidioksidin osalta. Alkuperäisessä suunnittelussa käytettiin paljon pidempää maasiltaa, mutta pystyimme osoittamaan, että pienillä linjausmuutoksilla pystyisimme korvaamaan merkittävän osan betonirakenteesta paikallisesta materiaalista muodostetulla penkereellä. Tämä muutos yksinkertaisti rakentamista, vähensi liikennehäiriöitä, vähensi rakennusmateriaaleja (vähentäen 7 000 tonnia hiilidioksidia) ja poisti kuorma-autoliikenteen ja niihin liittyvät päästöt, joita olisi tarvittu pengermateriaalin hävittämiseen paikan päältä.

Ennakoiva omaisuuden huolto

Queensferry Crossingin suunnittelun aikana kehitettiin mahdollisuus uuteen ennakoivaan lähestymistapaan omaisuudenhallinnassa. Crossingin digitaalinen kaksoismalli on luotu asentamalla anturit rakenteeseen. Digitaalinen malli kerää antureista dataa ja tarjoaa reaaliaikaista tietoa sillan rakenteellisesta kunnosta. Sen avulla voidaan myös mallintaa sen suorituskykyä normaaleissa olosuhteissa nousevien trendien tai odotettavissa olevien kuormituksen muutosten rinnalla, jotta ongelmia voidaan ennustaa ennen kuin ne ilmenevät. Se ei ainoastaan vähennä käyttökustannuksia vaan myös mahdollistaa kunnossapitotöiden suunnittelun hyvissä ajoin. Siten varmistetaan, että työt tehdään vain tarvittaessa, mikä vähentää sillan käyttäjille aiheutuvia häiriöitä ja siihen liittyviä päästöjä.

Ramboll johti yhteishanketta, johon kuuluivat Sweco ja Leonhardt Andra & Partners. Suunnitteluorganisaatio työskenteli päärakennusurakoitsijoille Forth Crossing Bridge Constructors (FCBC), Hochtiefin, Dragadosin, American Bridge Internationalin ja Morrison Constructionin konsortiolle, auttaen sillan ja sitä ympäröivien teiden suunnittelussa ja rakentamisessa.

Upea Queensferry Crossing muodostaa Itä-Skotlannin tärkeän Cross-Forthin kuljetuskäytävän päivityksen tärkeimmän osan. Pituudeltaan 22 kilometrin osuus sisältää merkittäviä parannuksia ympäröiviin tieverkostoihin ja yhdistää M9- ja M90-moottoritiet ensimmäistä kertaa. Hanke integroi myös älykkään moottoritieliikenteen hallintateknologian, joka on ensimmäinen vastaava toteutus Skotlannissa.

Sillan suunnittelu- ja rakentamishanke on saanut alalla tunnustusta innovatiivisuudestaan ja tehokkaasta rakentamisesta, ja se on saanut seuraavat palkinnot.