始建于1940年的美國緬因-新罕布什爾大橋，橫跨于Piscataqua河上，連接新罕布什爾州的樸茨茅斯市和緬因州的基特里市。如果上游95號州際公路的交通中斷，它將成為連接緬因州和新罕布什爾州之間的重要備用線路。1987年，緬因-新罕布什爾大橋被重新命名為薩拉·米爾德里德·朗大橋（Sarah Mildred Long Bridge），以紀(jì)念在緬因-新罕布什爾州際大橋管理局工作了50年的Sarah Mildred Long。
30年后的2018年3月30日，另一座以“Long”命名的替代橋投入使用。這座橋的創(chuàng)新設(shè)計會讓Sarah Mildred Long感到自豪。之前的結(jié)構(gòu)有5跨，其中包括可以豎直升降的橋跨，位于樸茨茅斯市一側(cè)一共有15跨，基特里市一側(cè)有7跨。新橋為雙層橋，頂層用于公路交通，底層用于鐵路運輸，中間有一個單層的可升降的活動橋跨。
多方積極溝通 創(chuàng)造新穎設(shè)計
新結(jié)構(gòu)的設(shè)計提高了預(yù)制拼裝橋梁通航橋跨的斜交角、寬度，以及車輛、鐵路和船舶的通行安全和效率。有了這座新橋，海上船只可以在Piscataqua河上航行，而最上層橋梁則承載著美國1A公路，次上層的匝道橋?qū)⒚绹鴸|北部的鐵路線路與樸茨茅斯海軍造船廠(Portsmouth Naval)連接起來。可升降的活動橋面允許高大的船只通過，當(dāng)下降到與鐵路軌道平齊時，又可以讓火車通過。
這樣一個設(shè)計解決方案幫助項目負責(zé)人實現(xiàn)了許多目標(biāo)。首先，允許對橋梁的水平和垂直方向進行微調(diào)，以提高通航凈高，還可以滿足鐵路和道路交通的標(biāo)準(zhǔn)，并最小化對環(huán)境、歷史遺址、附近財產(chǎn)的影響?；炷敛牧系氖褂靡蔡峁┝艘粋€上下一體、美觀的解決方案。
在整個設(shè)計過程中，團隊積極與政府機構(gòu)、社區(qū)、監(jiān)管部門、船舶駕駛員溝通，并廣泛收集公眾意見，獲得了設(shè)計的靈感。最終指導(dǎo)設(shè)計師和承包商創(chuàng)造出滿足所有目標(biāo)的設(shè)計作品，同時建造出別出心裁的可活動橋面，為后續(xù)此類項目提供了借鑒。
替代橋項目是聯(lián)邦公路管理局、緬因州交通部和新罕布什爾州交通部的合作項目，緬因州交通部是牽頭機構(gòu)。這個耗資1.65億美元的項目得到了2500萬美元的交通資助，其中包括用于鐵路部分的經(jīng)濟復(fù)蘇(TIGER)贈款。該項目屬于緬因州和新罕布什爾州之間的“三橋協(xié)議”中的第二項協(xié)議，旨在解決他們共同擁有的橫跨Piscataqua河的橋梁權(quán)責(zé)問題。
減少水中墩柱 提高通航能力
團隊在最初設(shè)計時面臨的主要問題之一是船舶如何才能暢行無阻？原先的橋梁在閉合位置只有約3米的凈空，這意味著橋梁需要經(jīng)常打開，船舶才能通過。2008年，該橋已開合2637次，平均每次打開時會延誤9.5分鐘。新橋在其閉合位置提供了約17米的垂直凈空。由于增加了垂直凈空，新結(jié)構(gòu)將減少68%的開合次數(shù)。因為每年只有10列火車會使用到較低的軌道，所以舊橋可以一直保持閉合狀態(tài)，即原始的橋面高度。
原先的橋梁只能提供約53米的通航寬度供海上交通使用，這迫使拖船在通過這座橋之前必須與更大的船只脫離。為了提高船只在開合橋跨附近的通行性，需要開辟一個新的航道，建造一個15度的斜交橋，將可通航寬度增加到76.2米。
新橋可以打開的更大高度是通過新罕布什爾一側(cè)的引橋上1454米的反向曲線和緬因州一側(cè)的1585米半徑曲線實現(xiàn)的，然后再連接到現(xiàn)有的路線上。這種設(shè)計允許新一代的貨船在拖船參與的情況下通過橋梁。
在新橋的上層，可供車輛行駛的有11跨，下層供鐵路運行的有16跨。含鐵軌的橋跨長度約是公路橋跨長度的一半，其目的是為了適應(yīng)較重的Cooper E80活載。而且這樣的設(shè)計可以最大限度地延長每一跨的長度，以減少水中的橋墩數(shù)量。
對于預(yù)制拼裝橋梁來說，鐵路橋的跨度設(shè)置為49米是非常合適的，而且在上層97.5米跨度范圍內(nèi)的橋上只能使用獨柱墩。這樣的設(shè)計可以減少水中的11個橋墩，而且Market街現(xiàn)有的獨柱墩也被取消，改善了通往樸茨茅斯市中心的航道寬度。
上層的公路橋采用預(yù)制混凝土箱梁進行拼裝，梁段高度從2.4米到4.1米范圍內(nèi)變化。下層的鐵路橋也是由預(yù)制混凝土梁拼裝而成，高度從2.7米到3.4米范圍內(nèi)變化?？苫顒拥膯螌訕蛎姘鍖捈s13米，兩條線路間相隔2米的鐵路軌道。
改進升降塔 降低造橋成本
為92米長的流線型箱梁設(shè)計升降驅(qū)動系統(tǒng)，通常有兩種方案。由于有橋跨傳動裝置，機器安裝在橋跨上，隨著橋梁的升降而自動升降。在塔式驅(qū)動下，位于塔頂?shù)臋C械可以提升或降低跨度。對于這個項目，混合設(shè)計是較為周全的解決方案。
操作設(shè)備位于4個61米高的預(yù)制混凝土塔基上，方便維修和檢查。與橋跨傳動類似，該設(shè)備使用上拉繩索和下拉繩索將主梁上下拉起，而不是依靠平衡重和滑輪的摩擦力來移動主梁。與塔式驅(qū)動一樣，設(shè)備被封閉在塔內(nèi)，包括機械設(shè)備、線路、維修樓梯等。平衡重是用鋼箱里的鋼板做的。為了確保性價比最高，使用的鋼材是與其他材料(如鉛)進行評估后選定的，并將密度與所需材料的總高度進行比較。升降塔上的玻璃窗戶可以為維護人員提供環(huán)境照明，還允許行駛車輛的司機在橋跨上升或下降時看到平衡重的移動。
該橋的獨特之處在于，通過在塔樓上運行的導(dǎo)向滾軸，來調(diào)整橋跨的橫向和縱向伸縮位置。橋跨的初始位置是在車輛行駛層，并與其他橋跨有一個標(biāo)準(zhǔn)的指形接合。開口狀態(tài)時，允許升降塔的軌道通過跨度并繼續(xù)下降到鐵路層。在接口處有一個帶斜接軌道的板，可以連接到鐵軌上。因為通常在接口處不設(shè)置軌道以連接到下層的鐵軌，所以這是一個十分具有挑戰(zhàn)性的細節(jié)設(shè)計。
在所有的可能性評估完成后，升降塔樓選擇用預(yù)制混凝土進行建造。這個選擇是最經(jīng)濟的，因為預(yù)制混凝土分段澆筑，上部結(jié)構(gòu)的安裝、后張拉和環(huán)氧樹脂接縫所需的所有設(shè)備都可以現(xiàn)場取材。
每座塔樓由21個預(yù)制混凝土節(jié)段澆筑而成。施工現(xiàn)場采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段混凝土配合澆筑程序進行澆筑。在前3個節(jié)段架設(shè)好并調(diào)整到合適的高度和坡度后，在下面澆筑一個0.9米高的起始段，以建立初始的幾何線形。預(yù)制混凝土塔段需要放置在現(xiàn)澆基礎(chǔ)的頂部，為了確保沿著正確的初始幾何形狀澆筑混凝土，需要分段安裝在臨時支架上進行，并作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，預(yù)制混凝土塔段和現(xiàn)澆基礎(chǔ)之間進行了短暫的封閉澆筑期。在整個安裝過程中一直監(jiān)控線形，并根據(jù)需要進行調(diào)整，以減少安裝誤差。塔帽是預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，塔頂為現(xiàn)澆混凝土。
有限預(yù)算下的創(chuàng)新解決方案
薩拉·米爾德里德·朗大橋是一座令人印象深刻的橋梁，它滿足了一系列復(fù)雜的功能需求，同時又兼具視覺美感，并與它所處的環(huán)境相融合。該地區(qū)包含兩個歷史悠久的城市，以及迷人的自然環(huán)境。要想在合理的預(yù)算范圍內(nèi)同時滿足功能性和美學(xué)的要求，需要在布局、設(shè)計、合同安排和施工管理等方面進行創(chuàng)新。
通常具有這種復(fù)雜功能的橋梁，其外觀也會讓人看起來較為復(fù)雜。原先的那座舊橋就是一個例子。所以在新橋的設(shè)計上，采用混凝土分段施工，為工程美學(xué)提供了一種解決方案。在跨度方面，減少水中的橋墩數(shù)量，簡化了橋梁的整體線形；在升降塔樓方面，消除了常見的桁架支撐，隱藏了升降驅(qū)動設(shè)備。同時，高聳而有力的塔樓、簡單而堅固的橋墩，加強了這種美觀又充滿力量的感覺。
在升降塔樓的頂部設(shè)計了一種可以顯示平衡重的進度條。當(dāng)一艘輪船或一列火車將要通過大橋時，塔樓窗戶上垂直的條狀物會顯示出配重的移動進度，這對于因橋跨升降而被迫堵在路上等候的司機來說，是一種視覺補償。
新的薩拉·米爾德里德·朗大橋改善了緬因州和新罕布什爾州之間的車輛、鐵路和通航路線。通過在整個設(shè)計和施工過程中使用創(chuàng)新的解決方案，克服了現(xiàn)場條件的困難，并協(xié)調(diào)了不同學(xué)科之間，以及業(yè)主、承包商之間，對于如何在有限的預(yù)算和緊張的工期挑戰(zhàn)下的不同意見，使這個美麗的結(jié)構(gòu)可以迎接下一個世紀(jì)。
