阿灵顿纪念大桥是美国内战后南北统一的纪念碑，周围国家级地标性建筑林立。大桥在华盛顿特区的结构布局中占有独特的地位，更是区域交通网络的重要组成部分。阿灵顿纪念大桥长2216英尺（约675.4米），宽94英尺（约28.6米），横跨波托马克河（Potomac River），连接了弗吉尼亚州北部和华盛顿特区，每日交通量超过6万辆次。

为了维护桥梁安全，延长使用寿命，需要对这座服役达87年之久的大桥进行重大修缮。但修复过程所面临的困难与桥梁本身的结构设计一样独特。大桥由美国国家公园管理局(NPS)和联邦公路管理局(FHWA)共同管理和维护，并制定了“千日计划”来完成该项目。这是大桥第一次经历重大修缮，也是NPS迄今为止最大的项目之一。其目标是恢复桥梁的结构完整性，并保留其历史特征和背景，同时尽量减少对游客的干扰。

为了满足FHWA和NPS的要求，项目团队从材料选择、施工技术和创新性等方面经过仔细考虑，于2020年12月4日完成了修复工作，使阿灵顿纪念大桥重焕新生。

阿灵顿纪念大桥原有的结构较为复杂，由10个钢筋混凝土拱跨和位于通航航道上的双叶钢开合桥组成。引桥为混凝土桥，桥面置于由混凝土拱肋支撑的混凝土横墙上。桥面、横墙与钢筋混凝土拱肩相连，拱肩上还有花岗岩饰带。大桥有4个桥台和6个混凝土桥墩，每个桥墩都有混凝土框架和横向连接梁，用于支撑道路桥面。框架置于桥台和桥墩基础上，最终将荷载转移到基层岩上。在重建过程中，桥梁的大部分构件都需要进行修复、重建或保护。

在最初建造时，现浇混凝土桥面板是按照当时的标准进行浇筑的。但在这次修复过程中，团队使用了预制混凝土桥面板取代原有的现浇混凝土桥面板。在拆除原有桥面的同时，完成预制混凝土桥面的制作安装，从而加快了施工进度。这也是能在较短时间内完成修复工作的一个关键因素。

预制混凝土桥面厚10英寸（25.4厘米），由6000psi（约41.4MPa）高性能混凝土(HPC)和不锈钢钢筋构成，与之前由3000psi（约20.7MPa）混凝土和无涂层钢筋构成的旧桥面相比，其渗透性更低，耐用性更高。

图1 桥面被吊起并旋转到位

如图1所示，由于夜间交通量小，因此桥面的安装工作多在夜间完成。预制混凝土桥面被一块块地纵向铺设在横墙之间。而在中跨处的开合桥，钢梁为纵向架设，因此桥面板要横向铺设在钢梁上，桥面板与钢梁一上一下，十字交叉。预制混凝土桥面还需要铺设2英寸（5.08厘米）厚的乳胶改性混凝土覆盖层，以便让行驶路面更加平整，为桥面提供额外的保护。

两侧宽14英尺（约4.27米）的人行道、引桥板、横墙、预制混凝土梁、墩帽、立柱和预制混凝土桥面，使用的是具有28天抗压强度的高性能混凝土，抗压强度范围为4500～6000psi（约31 ～42MPa）。

因为所用材料要达到项目要求的强度和耐久性，选择超高性能混凝土(UHPC)和高性能混凝土（HPC）是此次修复工程的关键。

图2 不锈钢筋与UHPC的黏合

图3 UHPC中随机排列的钢纤维

当桥面安装完成后，层层叠叠的U形不锈钢钢筋穿插其中，将桥面与横墙、主梁之间牢固地连接在一起。之后，用高强度、高密度的超高性能混凝土填充接缝。由于超高性能混凝土中掺杂有随机排列的钢纤维，能够降低水、氯化物和其他有害物质的渗透性。该修复项目中使用的超高性能混凝土，28天抗压强度最低为21000psi（约144.8MPa），4天抗压强度最低为15000psi（约103.4MPa），能够很好地满足桥面的耐久性要求。

为了缩短整个施工周期，尽量减少对公众和旅客的影响，团队使用了快速桥梁施工法。将项目分为6个施工阶段。在两个主要的施工阶段，暂时将6条10英尺宽（约3米宽）的车道缩减为3条9英尺宽（约2.7米宽）的车道，中间车道为可变车道（即潮汐车道），可根据城市早晚交通流量，调控行车方向。如此一来，大桥只需关闭一半，另一半保持开放，保障正常交通。大桥首先关闭了南侧，北侧正常通行；南侧修复完成恢复交通后，再修复北侧。施工期间，一条14英尺宽（约4.3米宽）的公用道路一直保持开放，公众可正常通行。

图4 桥梁快速施工及现场交通管理

在夜间交通量较低时，进行预制混凝土桥面的施工，可减少运输时的交通拥堵和延误。即使在傍晚，当一块桥面板被吊起并旋转到位时，大桥通常也只会短暂地关闭约15分钟。预制混凝土桥面板从拱肩侧墙一直延伸到横截面的中间，在桥梁纵向上形成了一条接缝。待桥面铺设完成后，这些接缝也被填充了超高性能混凝土。

尽管桥面板、混凝土框架和部分横墙需要更换，但测试表明，原来的混凝土拱肋和大部分横向连接墙结构完好。因此，设计团队专门开发了一种阴极保护系统（cathodic protection system），用来保护并延长原有混凝土构件的使用寿命。该系统使用牺牲电阳极嵌入混凝土，以保护周围的钢筋免受进一步腐蚀。

修复一座桥梁并不简单，而修复历史地标性建筑则更为复杂。阿灵顿纪念大桥的修复，在结合原有桥梁结构复杂性的基础上，既保护了其历史意义，又创新性采用新技术、谨慎地选择混凝土材料，在美国国家公园管理局、联邦公路管理局和Kiewit-AECOM联合体的共同努力下，展示了团队自始至终紧密无间的协作精神。大桥的成功修复不仅确保了整个地区的交通安全，也让这座纪念美国南北战争中战士们英勇战斗和牺牲精神的丰碑重新焕发生机，作为集体历史记忆的象征，阿灵顿纪念大桥将永远留存在美国人民心中。