金角湾上的历代桥梁
加拉塔桥横跨伊斯坦布尔金角湾,连接埃米诺努与卡拉柯伊。这里的桥梁多次更替:1845年的木质浮桥在1863年被新的木桥取代,1870年代又改用铁质浮桥,1912年由德国曼恩公司建成钢质浮桥。20世纪末的新桥则采用桩基、混凝土引桥和钢制开启跨,是结构体系不同的一代。
旧浮桥约25米宽。不断增加的交通量和维修负担推动了更新,但新桥还须照顾周围历史建筑的景观,并让船只继续进入金角湾。工程面对的不是单纯加宽道路,而是水陆交通和城市空间同时使用同一处狭窄通道的问题。
从浮桥招标转向桩基方案
1982年3月17日,伊斯坦布尔市政府与土耳其公路主管部门第十七局签订协议,由后者组织新桥及两端广场工程。1986年1月27日,土耳其塞扎伊·蒂尔凯什—费伊齐·阿卡亚建筑公司(STFA)与蒂森工程公司的联合体签订施工合同,融资包括德国复兴信贷银行提供的贷款。
招标原案仍是混凝土浮桥,中标替代方案改为桩基上的预应力混凝土桥面,中央设置钢制开启桥。莱昂哈特、安德雷与合伙人公司和伊斯坦布尔Temel工程公司联合设计;莫特麦克唐纳与Göncer Ayalp承担设计复核及现场监督。建设者、设计者和监督机构分别负责不同环节。
深水软土中的固定桥
新桥宽约42米,中部通航开口净宽80米,两侧引桥采用双层布置。桥面以下并非连续浮箱,而是直径2米的钢管桩;维尔茨贝格尔的报告记载全桥使用114根。与原浮桥相比,桩间留出了水流通过的空间。
金角湾水深可达约40米,其下还有厚达约40米的软弱地层,基础设计必须把荷载传到更可靠的承载层。开启跨的桥墩为空心结构,每墩由12根桩支承。工程师还要兼顾船舶碰撞所需的刚度和地震下的变形能力,通过弹性支承及缓冲装置调节各部分的受力。计算采用的地震峰值地面加速度为0.35g,并检验8000载重吨船舶以每秒2.5米速度正面撞击的工况。
四片桥叶与液压控制
中央开启部分由两组双叶开启桥并列组成,共有四片钢桥叶。它们采用带纵向加劲肋和横梁的正交异性钢桥面,闭合后,中部连接装置传递剪力与弯矩,使道路跨越通航口。约千吨级的混凝土配重固定在各桥叶后臂,减少转动时需要克服的自重力矩。
液压缸负责开启、闭合和保持桥叶位置。桥叶竖起后迎风面积很大,系统不能只按举升重量来设计,还必须控制风力造成的推拉作用。1994年的操作报告将关闭交通闸门、移动锁定杆和桥叶动作合计为约五分钟;这与仅计算桥叶转动所需的时间不同。机械控制与道路封闭共同组成完整的开启程序。
装配、接收与通行
钢桥叶在距现场约30公里的专用场地制造、拼装,再装上浮驳运往桥位。到位后用液压千斤顶调整,并安装、浇筑配重。桥墩下放则须连续平衡结构重量、浮力与起重设备负荷,施工中既有水上运输,也有水下混凝土作业。
STFA工程师奥曾的2011年论文明确记载,新桥于1992年6月接收并投入公共服务。上层容纳车辆和行人,并为轻轨预留位置;下层布置步行和商业空间,延续旧桥兼有交通与日常活动的用途。桥梁更新由此同时改变了基础形式、通航操作和桥面容量,而旧桥名称与市民使用习惯仍延续下来。