Tappan Zee建筑师通过Trimble海洋建筑系统和Teledyne海洋成像看到'哈得逊河下面'。
自1955年以来，Tappan Zee大桥一直是纽约人在罗克兰和威彻斯特郡之间通勤的重要通道，这些县位于曼哈顿以北约20英里处，彼此横跨哈德逊河。然而，交通量的大量增加和维护成本的指数增加最终导致决定更换历史悠久的桥梁。新总督Mario M. Cuomo Bridge是纽约州高速公路系统中最长的交叉口，旨在满足未来的需求，同时支持经济增长。
2013年，Tappan Zee Constructors签约设计并建造双跨越轨道。 2017年8月，该桥的北跨正式向西行开通，东行跨度于2018年9月完工。2017年，Tappan Zee建筑师开始拆除旧桥 - 2019年继续开工。
新结构已经成为一个里程碑，具有3.1英里的双跨度斜拉索结构。这座桥的倾斜主跨塔使其在各个角度都具有视觉冲击力。完工后，它将包括8条一般交通车道，4条紧急肩膀，共用自行车/步行道和最先进的交通监控系统。同样独特之处在于，桥梁的设计和构造使其能够进行公共交通，并且可以容纳通勤铁路。
海洋和环境挑战
当它于2013年开始时，总督Mario M. Cuomo Bridge是美国最大的基础设施项目，它需要在所有阶段进行精心设计和规划。该项目范围要求在哈德逊河床上驱动1000多个圆柱形桩，以形成41根支柱，以支撑桥梁的每个跨度。该项目的最后阶段包括仔细解构和清除旧桥上的碎片。使解构阶段更具挑战性的是项目的加速计划，桥梁的庞大规模，哈得逊河下方不同的水深以及多风的条件。哈德逊河的流量，宽阔的潮汐范围，水的清澈度和能见度也是主要问题。
“一旦挖掘机铲斗，蛤壳式铲斗或挖掘机上的刀头掉到水下，你就再也看不到了，所以你真的不知道发生了什么，”Measutronics公司总裁Lou Nash说。 Trimble Marine技术的集成商。
Tappan Zee Constructors咨询了Nash，Measutronics团队和Trimble，以克服这些挑战。使用的定位和引导系统包括Trimble和Teledyne组件 - 用于定位，引导和跟踪机器的Trimble软件，硬件和传感器，以及用于地下应用的Teledyne海洋成像声纳。
消除未知数：现实世界条件与“计划”
整个项目使用Trimble Marine Construction软件进行挖掘，放置结构和拆除工作。使用的重型设备包括挖掘机，蛤壳式起重机，挖泥机上的刀头等。无论机器使用何种工具 - 铲斗，钳子，剪刀，锤子，手提锤 - 使用船用软件和声纳设备都能获得精确的指导，使操作员的工作清晰度和可视性。
该项目拆迁部分的区域经理Blake Yaffee解释说，他的团队开始使用该系统建立河流条件的基线。这开始于使用声纳通过调查船收集水下特征的3D点云数据。
“我们能够预先查看结构，然后拍摄图像，评估并确认高程，数量和条件，”Yaffee说。 “我们能够处理任何可能在对结构进行任何实际工作之前产生问题的项目。”
设定基线后，Tappan Zee Constructors随后使用TMC软件和Teledyne高分辨率多波束回声测深仪制定了将旧桥的混凝土结构“拆分”成瓦砾的计划，然后可以安全地从河底拆除。然后将表面数据提供给各种机器类型以用于解构浸没结构的指导。
“从我们的系统来看，操作员在第一阶段看到的是工具的位置，以便他能够正确地覆盖内部解构过程，”纳什说。 “一旦他觉得自己已达到一定水平，他们想要开始移除材料，声纳就会进入并绘制碎片，以便能够跟踪工具，因为他正在进行解构，并且他能够为机器提供指导。必须清除碎片。“
精确定位的“鸟瞰图”
该项目的机器操作员Andrew Teese表示，与传统的“狩猎和啄食”相比，这种定位设备取得了显着进步。使用传统方法，船员可能会在旧码头的一般位置从一端到另一端以网格状图案进行挖掘。相反，他能够使用带有翻盖工具的Manitowoc 999履带式起重机上的Trimble系统来清理拆除旧码头的河底。
该软件遵循“交通灯状”模式，在需要挖掘时在操作员控制箱上以绿色显示，并在操作员接近坡度时变为黄色。系统提供更新的信息，以便结构“分解”并在水下移动，图像和颜色实时更新。在屏幕上，Trimble的TMC软件显示高程，位置和实时3D视图。根据Teese的说法，他甚至能够看到和检索足球大小的混凝土碎片，如果没有声纳能力，这几乎是不可能发现的。
“这要快得多，因为我们可以看到我们去过的地方，我们可以看到材料有多宽，我们可以准确地通过码头和瓦砾堆，”Teese说。 “当你经过这个区域时，你会错过的东西，你可以找到一个精确的位置，你不必四处寻找东西，你只知道一切都在哪里。”
通过精确的图像，包括覆盖参考点和调查顶部的坐标，团队然后围绕那些“缺失的”材料绘制棱镜，并将这些数据导入操作员的控制箱。
“任何进行过水拆的人都非常熟悉”在盲人工作“这个词，因为这基本上就是人们做的事情，”雅菲说。 “对我们而言，产品对项目规模的投资，以及声纳和软件可以在下一个项目中重新配置和使用的事实，使我们很容易决定带这个设备上。”
重点：安全与环境
除了快速识别和清除水下碎片外，精确定位还有助于Tappan Zee Constructors在水下分解困难的部件和材料，而不仅仅依靠潜水员。潜水员在进入水下工作之前还有一个更可预测且记录完备的计划，这可以提高潜水员的安全性。
“在没有潜水员支撑的情况下用挖掘机安装的剪刀切割钢桩或花费大量时间只是感觉到周围几乎是不可能的，”Yaffee说。 “凭借这种可见度和定位水平，我们当然能够在潜水员进入之前与潜水员一起检讨这些情况。”
扫描河底，该团队还确定了多年来从旧桥收集的侵蚀结构，部件和材料。 Tappan Zee Constructors记录了这些扫描结果，并被纽约州高速公路要求取出这些材料。结果，当他们开始工作时，该网站以更原始的状态返回纽约州。
Yaffee认为，该技术还使团队能够仔细评估和记录项目进度。该工具的实时建筑功能可以提供对生产率和文档的日常洞察，从而实现基准测试。完成任务后，团队收集了该区域的图像，并确定了需要完成的任何后续工作。
在这个新的工作流程之后，Yaffee解释说他的团队的工作更安全，更快速，更准确。不仅;扩展的团队无法想象回到传统方法。
“我们不再经历我们最初做出的评估过程，以确定是否值得投资，如果能够带来这种设备的投资回报，”Yaffee说。 “换句话说，我们在这里拥有一台'盲目'的设备并不会让我们有经济意义，而所有其他设备都有'眼睛'。”
Kevin Garcia是Trimble土木工程和建筑部门的海洋和专业建筑业务区域经理。他在专业建设方面拥有超过15年的经验，可以通过[email protected]与他联系。
本文首次出现在2019年7月海事物流专业杂志的JULY / AUG印刷版中。
