Умный поиск

Многострадальный мост "Сан-Франциско – Окленд": как шедевр потерпел фиаско

Статья является неофициальным переводом оригинальной статьи Джэксона Ван Дербекена (Jaxon Van Derbeken) "Bay Bridge’s troubles: How a landmark became a debacle" от 29.01.2015.


В течение следующих нескольких недель главный подрядчик по работам над восточным пролётным строением моста "Сан-Франциско – Окленд" наконец объявит, что один из самых важных для общества Калифорнии проектов — завершен. Теперь исключительно государственные и местные органы власти будут ответственны за достопримечательность, которую уже более 16 лет сопровождают проблемы из-за того, что горстка экспертов создала едва ли не экспериментальный проект.

Они были элитными архитекторами, инженерами, сейсмологами и академиками — но лишь некоторые из них представляли, как нужно проектировать и строить мосты. После годичной подготовки, 19 из них собрались вместе чтобы сделать выбор: мост будет похож на сотни других по всему миру, или же станет уникальным в своём роде.

Многострадальный мост "Сан-Франциско – Окленд": как шедевр потерпел фиаско | Dystlab Library

Оба проекта стоили примерно по $1,5 миллиарда. Эксперты заявили, что более привлекательным будет второй вариант, несмотря на то, что он дороже на $173 миллиона. Зато этот мост не будет похож на другие.

Тогда это казалось ничтожным различием и суммой, которую вполне стоит потратить,

сказал член комиссии Джеффри Хеллер (Jeffrey Heller), архитектор высотных зданий.

Как оказалось, различия были намного серьёзнее. Каскад проблем в виде сломанных стержней, коррозии металлических конструкций, трещин в сварных швах, смещений мостового полотна начался с одобрения комиссией схемы висячего моста с воспринятым распором в 1998 году. Итоговая стоимость сооружения может остаться тайной на многие десятилетия, пока не окупится деньгами налогоплательщиков.

Согласно мнению группы инженеров, которые анализировали проект прошлым летом для Legislative Analyst’s Office, многие проблемы моста связаны с его необычайной сложностью. В своём докладе инженеры из Caltrans били тревогу, что скоро мост станет настоящим кошмаром. Как говорилось в сообщении, проектировщики создали конструкцию, руководствуясь лишь "эстетикой", но "без полного анализа" её потенциальных проблем. Все эксперты из указанной группы, за исключением одного, сначала были против окончательной версии проекта, но в итоге отдали свой голос за неё, несмотря на отсутствие необходимых знаний в области мостостроения.

Приверженцы проекта говорят, что непреодолимых трудностей не существует, и возлагают ответственность за проблемы с мостом на неумелое руководство Caltrans. Шестнадцать с лишним лет после того рокового голосования, председатель группы Джо Николетти (Joe Nicoletti) признался:

Я не думаю, что кто-то из нас мог предвидеть, чем это обернётся...

Экспертная группа

По иронии судьбы, история одного из самых дорогих мостов из когда-либо построенных, берёт начало с государственного решения о том, что на поврёжденный вследствие землетрясения "Лома Приета" (Loma Prieta earthquake – землетрясение на севере Калифорнии в 1989 году, прим. пер.) старый восточный пролет моста "Сан-Франциско – Окленд" тратиться не стоит. Комиссия Metropolitan Transportation Commission, определяющая приоритеты для залива, выбрала 34 человека для разработки проекта нового моста, который был бы чуть дороже.

В команду вошли эксперты мирового класса, включая Манабу Ито (Manabu Ito) из Японии, который в своё время спроектировал самый длинный мост, и Кристиана Менна (Christian Menn) – новаторского проектировщика из Швейцарии, известного по работам в США и Европе.

Кстати, многие из членов группы были не мостостроителями, а экспертами-сейсмологами, строительными инженерами и архитекторами.

Мы хотели иметь людей с более широкими интересами,

чем просто проектировщиков мостов и строителей, сказал Ларри Дамс (Larry Dahms), исполнительный директор Metropolitan Transportation Commission.

Глава команды Джо Николетти (Joe Nicoletti) был специалистом в области проектирования сейсмостойких инженерных конструкций. Он долгое время консультировал Caltrans как увеличить сейсмостойкость двухуровневых эстакад и подходов, но не имел опыта проектирования или строительства мостов.

Вице-председатель экспертной группы Джон Крайкен (John Kriken) работал архитектором в Skidmore, Owings & Merrill в Сан-Франциско. Он проектировал целые новые города, колледжи, корпоративные здания – но не мосты. Он получил место в группе, потому что возглавлял влиятельные структуры по охране и развитию залива (Bay Conservation, Development Commission).

В проекте также участвовали представители некоторых местных инженерных и архитектурных ассоциаций, сообщил штатный сотрудник проекта Стив Хемингер (Steve Heminger). Он также вспомнил первую встречу команды весной 1997 года: "Это было похоже на свадьбу", где родственники с обеих сторон недовольны друг другом.

Не было возможности предварительно всё обсудить. Архитекторы были на одной стороне, инженеры – на другой.

Он взглянул на Дамса и сказал: "У нас проблемы".

Перед выбором

Комитет работал открыто. Политические деятели, особенно мэр Сан-Франциско Вилли Браун (Willie Brown) и мэр Окленда Джерри Браун (Jerry Brown), хотели

по возможности, монумент более великий, чем мост "Золотые Ворота",

сказал Крайкен.

В итоге, экспертная группа ограничилась двумя вариантами: более традиционный вантовый мост и новаторский висячий мост с воспринятым распором. В отличие от висячих мостов привычной схемы (например, моста "Золотые Ворота" или западной части моста "Сан-Франциско – Окленд"), предлагаемая конструкция не имеет массивных анкерных устоев. Вместо этого, несущие кабели закрепляются непосредственно в пролётном строении.

Несколько таких коротких, самозакреплённых конструкций были построены в Европе и США, хотя эту технологию считали устаревшей почти до 1997 года.

По проекту, вместо закрепления на концах пролётного строения, несущий кабель моста "Сан-Франциско – Окленд" должен был закручиваться в виде цифры "8" на пилоне, затем спускаться под проезжую часть и устремляться к сдвоенным анкерным закреплениям на восточной стороне.

Крайкен ухватился за эту идею: "Это было принципиально новым решением".

Экспертная группа заявила, что стоимость такого моста будет сравнима с вантовым — часть пролётного строения, не поддерживаемая основным кабелем, будет подкреплена тросами меньшего диаметра, идущими от пилона. Крайкен сказал:

Вы вполне можете наблюдать сотни похожих систем в Китае, они часто так делают. Это не что-то новое, как "Золотые Ворота", бросающий вызов границам обычной практики.

Оппоненты

Пылким оппонентом идеи самозакреплённого пролетного строения был один из самых влиятельных и мечтательных инженеров XX века, Тюнь-Йен Лин (Tung-Yen Lin). Родом из Шанхая, он работал над совершенствованием и функциональным улучшением арочных конструкций. Лин одним из первых предложил использовать предварительно напряжённый железобетон в зданиях и мостовых конструкциях в США, а также внедрить комбинированные напряжённые тросы для создания визуально плавающих элементов. В 60-х, Лин убедил строителей моста Сан Матео реализовать пологую кривую вместо секций пролётных строений, собранных традиционным для тех времён способом.

Лин видел восточную часть мостового перехода "Сан-Франциско – Окленд" в виде однопилонного вантового моста, как и большинство читателей Хроники в мае 1998 года.

Лин считал, что самозакреплённое пролётное строение моста является неуклюжим и неэффективным решением. Он буквально негодовал из-за высокой стоимости временных конструкций, которые понадобятся для возведения моста; недостроенное сооружение не могло обходиться без них. Он чувствовал, что в проекте реализуются непроверенные решения, которые необходимо подтверждать длительными экспериментами.

Незадолго до своей смерти, в 2003 году, в интервью Лин сказал, что нельзя сравнивать простую элегантную симметрию висячего моста с функциональностью вантового.

Caltrans engineer Bill Casey inspects for water leakage along the steel safety barrier on the deck of the new eastern Bay Bridge span (Photo: Paul Chinn / The Chronicle)Лин нашел союзника в лице Румена Младёва (Roumen Mladjov), инженере болгарского происхождения, который построил более дюжины мостов за три десятилетия прежде, чем прибыть в Калифорнию в 1990 году. В команде он представлял Ассоциацию Инженеров Северной Калифорнии (Structural Engineers Association of Northern California), профессиональную организацию из более чем 1,500 членов.

Сначала Младёв был горд членством в комитете, рассматривая свою работу как своеобразный способ отблагодарить залив, принявший его когда он покинул родные края. Вскоре его постигло разочарование:

После пяти-шести встреч с этими ребятами, я впервые в жизни застыдился своей инженерной профессии.

Младёв видел, что пролётное строение с воспринятым распором "чрезвычайно сложное и трудоёмкое". Он предупредил, что временные поддерживающие металлоконструкции весом в 20 тысяч тонн добавят в смету моста $50 миллионов. Но он ошибся — общая сумма превысила $250 миллионов.

Он был очень обеспокоен тем, что некоторые члены команды были буквально ослеплены идеей нового пролётного строения. Многие из них были "хорошими архитекторами, но никогда не имели отношения к проектированию мостов", сказал Младёв. Когда он предупредил о скрытых затратах и значительных проблемах проекта, то сказал, что "они просто проигнорировали его. Они не хотели говорить об этом вообще".

Даже те, кого Младёв хорошо знал, стали придерживаться единого нового мнения:

Было очевидно, что всё это неправильно, но они просто молчали или же говорили "OK, всё будет хорошо, это будет работать".

Защитники

К весне 1998 года у Младёва и Лина было большинство голосов в пользу вантового моста. На встрече 18 мая, 10 из 22 участников публичной дискуссии поддержали их — больше, чем тех кто был приверженцем висячего моста с воспринятым распором.

Потом вышел Эфраим Гордон Хирш (Ephraim Gordon Hirsch), инженер-строитель, входящий в команду. Хирш консультировал государственную комиссию по вопросам развития залива, а работал над проектами зданий для студенческого городка. Он никогда не имел дела с мостами.

До этого, Хирш называл самозакреплённое пролетное строение моста одним из "наиглупейших решений". Он не видел многих примеров подобных мостов и думал, что эти проблемы могли быть чисто строительного характера. "Мне не было ясно, как они это построят", сказал он в недавнем интервью.

Reitired structural engineer Roumen Mladjov said his warnings of hidden costs and significant challenges were ignored by other panel members (Photo: Paul Chinn / The Chronicle)Но в 1998 году, когда обсуждения проекта тянулись уже второй год, Хирш изменил свое мнение. То, что ранее было для него неизвестным, стало заманчивым. Он увлекся идеей самозакрепленного пролетного строения моста и стал считать это смелым решением. "Это был вызов, но вполне преодолимый", сказал он.

Более того, Хирш стал рассматривать вантовую систему как неуместную. Из всех выдвинутых предложений, самозакрепленное пролетное строение моста "казалось самым изящным решением", сказал он.

Я посчитал его наиболее гармоничным среди всех мостов в заливе.

Пилон

Как только сторонники вантовой системы стали брать верх, Хирш посоветовал инженерам и архитекторам с обеих сторон сместить пилон поближе к острову Йерба Буэна (Yerba Buena Island), создав таким образом асимметричный дизайн. Исходные же технические условия, установленные Caltrans, предусматривали симметричное, уравновешенное пролетное строение моста.

Идея Хирша состояла в том, чтобы создать наклон для кабеля на восточной стороне подвесного пролета, подражая нежному драпу кабелей на мосту Золотые Ворота.

С визуальной точки зрения, это не так статично и намного более захватывающе,

сказал он.

Решение обладало дополнительным преимуществом, как сказал Хирш. Фундамент пилона станет ближе к скале Йерба Буэна, а значит основание будет более твердым и надежным. Это должно увеличить сейсмостойкость и уменьшить затраты на разработку грунта.

Обе команды, разрабатывающие проекты вантовой и висячей систем, были связаны с проектной фирмой T. Y. Lin International в Сан-Франциско, которая проектировала аэропорты и судоходные терминалы, а также мосты.

Слова Хирша принял близко к сердцу Герберт Ротман (Herbert Rothman), начальник группы по разработке проекта висячего моста. Совместно с архитектором Дональдом Макдональдом (Donald MacDonald) они построили масштабную модель асимметричного висячего моста с пилоном на 100 футов ближе к острову и на 250 футов длинее, по сравнению с первоначальным планом.

Команда вантового моста, однако, пришла к заключению, что такое изменение будет трудно реализовать без увеличения высоты пилона для поддержания надлежащего угла наклона вант. "Это нарушило бы правила", установленные Caltrans, согласно которым пилон не должен был быть выше по сравнению с западной стороной Йерба Буэна, сказал архитектор вантовой системы Том Пиотровски (Tom Piotrowski).

Для висячей системы таких проблем не существовало, потому что высота пилона там не привязана к длине моста. Кстати, Пиотровски не волновался по поводу отсутствия асимметричного решения, так как вантовая схема накануне победила в опросе читателей Хроники. "Люди поддержали мой мост", сказал он, и добавил:

Я помню, что когда ехал на заключительную презентацию, то был абсолютно уверен в победе. Думал, что мост у меня в кармане.

Голосование

Последний раз экспертная группа собралась в Оклендской аудитории Metropolitan Transportation Commission, в мрачную Пятницу 29 мая 1998 года, аккурат под конец недели Дня поминовения. Из 34-х членов комиссии на публичном обсуждении отсутствовали 15, включая пятерых, которые были на встрече всего за 11 дней до этого. Председатель комитета Николетти лучше остальных понимал, что времени на обсуждение больше нет. После целого года дебатов, Caltrans требовали выдать проект моста.

Мы должны были придумать решение, или всё это осталось бы на бумаге,

сказал он.

Заслушав публичные выступления докладчиков на протяжении более трёх часов, экспертная группа приступила к работе. Первые несколько членов своими голосами поддержали вантовую систему. Но момент истины наступил, когда Хеллер (Heller), высотный архитектор, который всегда поддерживал традиционное проектирование, сказал, что изменил своё мнение в пользу висячего моста с воспринятым распором.

Кристофер Арнольд (Christopher Arnold) поддержал его словами:

Я был приверженцем вантовой системы, потому что другая (висячая) система была непонятна. Всё-таки подход — новый, и я был несколько консервативен...

Арнольд передумал, потому что увидел возможность пополнить список мостов в заливе концептуально новым, смелым, амбициозным проектом. Он сказал, что "к тому времени все уже немного устали".

Одной из ключевых фигур в экспертной группе был Дэвид Гудиер (David Goodyear), энергичный ведущий инженер и горячий поклонник вантовой системы. Но накануне он перенёс неотложную операцию и отсутствовал в день голосования.

Его присутствие в тот день было крайне важным. Вполне вероятно, что с ним итог голосования был бы другим,

сказал Питер Тейлор (Peter Taylor), мостостроитель и проектировщик из Канады. Сам Гудиер, который всё еще имеет отношение к фирме T. Y. Lin, отказался давать комментарии. Проектировщик вантовой системы Пиотровски понял, что недооценил важности пилона в принятии решения по мосту. По его словам, даже присутствие Гудиера не имело значения:

Мы были в значительной степени обречены,

сказал он.

Заключительный счёт был 12:7 в пользу висячего моста с воспринятым распором. Среди этих двенадцати был и Николетти. Он решил, что будет солидарен с большинством, хотя выглядел достаточно безразличным.

Все кроме одного из тех, кто голосовал за вантовую систему, были инженерами-мостостроителями с опытом, включая Ито, который летел из Японии на встречу. Некоторые чувствовали себя преданными. Лин позже сказал, что решение было кулуарным и принято почти что в "курилке".

За две недели они перешли от прежней вантовой системы к новой висячей, сделали красивую модель и получили за неё голоса,

сказал Лин в своём интервью в 2003 году.

Но я подозреваю, что была какая-то договорённость, о которой мы никогда не узнаем. Что ж, c’est la vie!

К слову, Хирш настаивал, что всё было честно. "Не было никакой курилки", сказал он.

Стив Томпсон (Steve Thompson), архитектор из Mill Valley и единственный, кто не был мостовиком в команде Лин, даже не видел смысла спорить со сторонниками висячего моста. "Я ничего не мог сделать", сказал он, и добавил:

С ними было бесполезно спорить. Всё, что можно сделать в такой ситуации, это быть независимым и говорить максимально членораздельно.

Другие члены экспертной группы не видели проблемы в высокой стоимости моста.

Решение является очень важным, поэтому и стоит дорого. Но проблема не была должным образом решена комитетом,

сказал Тейлор.

Тейлор ранее уже высказывал опасения по поводу сметной стоимости, но в конце концов всё же проголосовал за уникальный в своём роде проект. Он был единственным мостовым экспертом в группе, кто мог сделать это.

Тейлор искренне хотел реализовать проект уникального моста, но всё время опасался, что такое решение отклонят из-за стоимости, "но этого не произошло".

Конструкция

Хэмингера и других сотрудников Metropolitan Transportation Commission решение повергло в шок.

На протяжении всего процесса у вантового моста было несомненное преимущество,

сказал он.

Удивились не только они. Caltrans официально были "абсолютно шокированы". Тэйлор сказал:

Видел их лица во время подсчёта голосов. Голосование шло явно не так, как они ожидали.

Прежде всего, Caltrans обслуживает государственные дороги и не строит много мостов. Теперь же задача стояла не просто построить большой мост, но еще и с элементами, которые прежде в мире никогда не использовались.

На этом мосту есть более чем дюжина вещей, применённых впервые,

сказал главный инженер проектов T. Y. Lin International Марван Нейдер (Marwan Nader):

У нас ранее не было таких проектов, чтобы сказать "Мы это уже делали, мы знакомы с этим".

Спустя годы, когда проблем стало еще больше и затраты буквально взлетели, Caltrans пытаются исправить ситуацию, но результаты малозаметны.

Часть оцинкованных стержней, необходимых для дополнительной сейсмической защиты моста, раскололась, добавив более $45 миллионов новых затрат. Китайский производитель подъемных кранов для сборки конструкций моста заключил экономящий деньги контракт, но из-за некачественной сварки элементов проезжей части возникла опасность преждевременного появления трещин.

Соединение пролётного строения висячего моста с эстакадной частью Хемингер назвал "вызовом всей жизни". Работы растянулись еще на год, а в общую смету проекта пришлось добавить $145 миллионов. Вместо бетонных элементов ограждения на мосту применили лёгкие стальные поручни; отверстия, которые понадобились для их монтажа, создали условия для протечек воды во время дождя. Стержни, которые удерживают пилон, теперь могут омываться дождевой водой и подвергаться коррозии.

Техническая группа, которая рассмотрела проект прошлым летом для Legislative Analyst’s Office, пришла к заключению, что пролётное строение с анкерными устройствами

не было первоначальным вариантом инженеров (Caltrans) и было фактически отклонено по многим техническим причинам.

Проект

был выбран по соображениям эстетики и общего мнения сообщества, без должной оценки сложности, потенциальных проблем и перерасхода средств,

говорилось в сообщении. В ответ, Caltrans заявили: "Трудно строить мост, опираясь на мнение узкого круга специалистов". Хирш настаивает, что процесс работы над проектом был безупречен — Caltrans сама всё испортила:

Все проблемы в этом проекте относятся к Техническим провалам категории 1А, и нельзя винить в этом конструкцию висячего моста с воспринятым распором как таковую. Я по прежнему уверен, что мы сделали правильный выбор.

Конструкция

Главный подрядчик, American Bridge/Fluor, защищал проект моста несмотря на все его проблемы. Помимо этого, Caltrans привлекли соответствующих специалистов чтобы оценить, как быстро удастся покрыть дополнительные эксплуатационные расходы за счёт введения платы за проезд по мосту. Как только подрядчик выяснит, что делать со стержнями пилона, обслуживанием моста займется офис Caltrans’ Bay Area. Группа, состоящая из первых лиц Caltrans, а также представителей местных и государственных транспортных комиссий, будет решать вопросы о стержнях и болтах, а также наблюдать за сносом старого пролётного строения в восточной части моста.

Тейлор, канадский мостостроитель, который поддержал этот тип пролётного строения, сказал, что Калифорния, "конечно, построила исключительный мост" — но по стоимости он намного выше, чем изначально предполагалось.

Люди в мостовом сообществе понимают объем выполненных работ, но еще больше они закатывают глаза от его стоимости,

сказал он.

Архитектор проекта Арнольд, который изменил своё мнение в пользу висячей системы, рад, что экспертая группа

подписалась под этим проектом — Вы не получите нечто, если волнуетесь по поводу денег.

По словам главного инженера T. Y. Lin International Нейдера, люди, проживающие в районе залива, хотели что-то эдакое, "и ей-Богу, они это получили".

Это то, что следующие поколения будут видеть на почтовых открытках,

сказал он для Metropolitan Transportation Commission относительно проекта, и добавил:

Было ли это мучительно? Да, было. Было ли это очень дорого? Да, было. Стоит ли это того? Время покажет. Но несколько лет спустя люди поймут, что это, конечно, того стоило.


Суждения, предположения, выводы, высказанные в данной статье, отражают мнение автора исходной публикации. Мнение редакции Dystlab Library может не совпадать с мнением автора исходной статьи.

Под статьей | Случайные статьи по инженерии