两岸更新提出的交通要求
盖茨黑德议会推动新桥,把纽卡斯尔已开发的码头区与东盖茨黑德的更新项目相连,后者包括巴尔的克面粉厂艺术中心和地区音乐中心。1997年的竞赛选中了后来实施的设计。新桥既须让行人与骑车者低位过河,又须给航运保留宽30米的通道。
平面上弯曲的桥面回应了两种高度要求。工程师尼尔·托马斯后来记述吉姆·艾尔的构思:闭合时需在泰恩河大潮水位以上留出4.5米净空,若直接用直线连接两岸,坡度便过陡;把路线弯成长弧,能用更长的行程减缓上坡。弧线转起后,又形成大船所需的25米高度。桥面的绕行路线因而兼顾了登桥坡度与船舶通行,并非单纯增加装饰性的曲线。
钢拱、桥面与共同转轴
建筑设计由威尔金森—艾尔建筑事务所承担,吉福德合伙公司负责结构;总承包商为Harbour & General/Volker Stevin,钢构件由沃森钢铁公司制作。两座设在河中的混凝土端部支座承托桥体。跨越105米的上部结构以钢板焊成的拱和步行桥面箱梁为骨架,拉索把二者连接起来。较低的自行车道从主桥面侧向悬挑,采用轻型铝格栅铺面;两条路线以高差和间断屏板区分。
双弧结构围绕桥端转动约40度,将桥面升高。小船可从闭合的桥下通过,较大的船只则需要翻转后形成的净空。开桥约需四分钟;当结构升起,原来连接拱与桥面的悬索转为水平,继续把两部分连在一起。
施工顺序也进入结构模型
设计分析须覆盖桥梁运动和施工过程。项目工程师利用LUSAS软件建立三维模型,按施工顺序启用或停用构件,计算拉索初始张力,使桥面达到预定线形。另建吊运模型,检验整桥离开拼装场后的受力。分析还包括自重、使用荷载、风和温度作用;开闭过程则逐步计算大角度转动,以及支承接触状态的变化。这些模型把临时支承、拉索张拉和最终使用状态联在一起。
参考:[4]
岸上拼装与整桥吊运
拱与桥面的钢板先分段加工,再运到泰恩河畔拼装。拱在地面水平状态焊接,从拱顶向两端推进,不断核对两拱脚间距。高处涂装困难,保护涂层尽量在起拱前完成;部分被支承挡住的表面,则把拱略微抬起并另设小支架后处理。拉索在起拱前已经接好,随后就位并施加预张力,避免在阵风和翻转时松弛。
施工队放弃在河上分次安装的原方案,改在岸边拼成整桥,再一次吊入桥位,以减少水上作业风险和安装时间。原拟2000年11月6日吊运,风暴迫使计划延后;至11月20日天气转静,浮吊“亚洲大力神”号才完成运输与就位。
吊装之后,才是投入通行
桥体落座后,还须安装铺面、栏杆、座椅以及翻转用的液压设备,并进行旋转试验。
两端液压驱动必须同步。控制装置把两组行程差限制在25毫米以内,以免桥体受到不利的扭转。泵、控制板与应急发电机设在端部支座内,供电由南岸变电站引来,并经桥面送往北端设备。
2001年9月17日是公众开放日;2002年5月7日则是女王主持正式仪式的日期。纽卡斯尔地方史资料把这两个日期分别列出,也把2000年的吊装另列为建设阶段。因此,2001年对应的是行人与骑车者开始使用这座跨河设施。
开桥放行船舶时,桥端闸门管制上桥通道。步行桥面铺设防滑层,桥上还设有骑行路线和供人停留观景的座椅。