基礎設施過去、現在和未來案例集/長橋

此頁面是關於長橋的案例研究，由紀震賢、戴新童和景迪建立。它是喬治梅森大學提供的 GOVT 490-003（政策與政府綜合研討會）/ CEIE 499-002（土木工程專業主題）課程的一部分，該課程由喬納森·吉福德教授。

摘要

長橋專案是一個重大的基礎設施建設專案，旨在擴大波托馬克河上維吉尼亞州阿靈頓和華盛頓特區之間的鐵路運輸能力。該專案包括在現有的長橋（建於 1904 年）旁邊建造一座新的雙線鐵路橋。這將創造一條四線鐵路走廊，以緩解目前雙線橋上嚴重的擁堵問題，該橋目前的執行接近滿負荷。

該專案有著悠久的歷史背景，自 19 世紀初以來，這個地方之前的橋樑服務於各種交通方式，包括行人、馬匹、馬車和鐵路。這些橋樑在內戰期間發揮了戰略作用。隨著時間的推移，現在的長橋只用於鐵路運輸。

聯邦和州一級的多個政府機構透過制度框架參與了該專案。主要參與者包括聯邦鐵路管理局、特區交通局、國家公園管理局、陸軍工程兵團、維吉尼亞州機構（如鐵路和公共交通部）以及鐵路運營商（如 CSX 和 VRE）。

主要政策問題圍繞著最大程度地減少施工帶來的社群影響，例如噪音、道路/小徑上的交通中斷以及波托馬克河的臨時關閉。計劃廣泛的公眾宣傳和緩解措施，例如時間限制。環境因素側重於透過調整停車區、使用保護性圍欄/樹木學家、防止入侵物種和對受干擾區域進行重新植被來保護樹木。

資金來自聯邦專案，例如州際客運鐵路撥款，與州資金相匹配，維吉尼亞州最近獲得了 7.29 億美元。該專案的目標是到 2030 年左右完工，透過分離客運和貨運交通，改造東海岸的鐵路運營。

位置地圖

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長橋跨越波托馬克河，連線美國華盛頓特區和維吉尼亞州阿靈頓。

時間線

1809-1870: 行人、馬匹、馬車、鐵路

1808 年：批准透過

1808 年，華盛頓橋公司獲得地區專員和國會的授權，以縮短國家主要郵件路線的距離。

1809 年：完工和開通

該橋於 1809 年 5 月 20 日完工並通車。這是一座木樁結構的橋樑，有兩個跨度，跨度為 5,000 英尺，包括橋臺。橋寬 36 英尺，中心有一條寬敞的道路，寬 29 英尺。其餘部分是人行道，用欄杆與中心交通隔開。

1814-1818 年：布拉登斯堡戰役導致橋樑被燒燬

1814 年 8 月 24 日布拉登斯堡戰役後，美軍利用這座橋退回維吉尼亞州，並燒燬了橋樑南端。第二天，英國軍隊進入華盛頓城後，燒燬了橋樑北端。幸運的是，這座橋在 1818 年之前得以修復。

1831-1835 年：沖刷和維修

1831 年 2 月 22 日，高水位和冰塊沖走了幾個橋樑跨度。次年，美國國會撥款用於修復這座橋樑。直到 1835 年 10 月 30 日，這座橋才完全修復並重新開放。

1861 年從維吉尼亞州岸邊看到的長橋

1861 年：內戰和軍事意義 - 建造了傑克遜堡以保衛這座橋

1861 年 5 月 25 日，聯邦軍隊佔領並控制了這座橋，以及亞歷山大市及其鐵路。建造了傑克遜堡以保衛這座橋，防止來自邦聯國家的間諜活動和入侵。  

內戰爆發和維吉尼亞州脫離聯邦突顯了長橋的軍事意義和戰略重要性。

1864 年：新橋建設 - 鐵路橋

7 月 23 日，華盛頓、亞歷山大和喬治城鐵路公司建造了一座新的、更堅固的橋樑，並於當天完工。

1865 年：橋跨斷裂

2 月 18 日，一輛美軍鐵路機車駛過舊橋，導致橋樑跨度因其重量而斷裂。這次事故後，軍方認為佔領新橋並在其上安裝鐵路比修理舊橋更容易、更重要。

因此，鐵路交通改道到新橋（鐵路橋）。

PS：有時，舊橋和新橋被統稱為長橋和鐵路橋，或者被視為單一“長橋”的兩個部分。

戰爭期間，受傷的聯邦士兵被運送到全市設立的醫院。最近的一個是軍械庫廣場醫院，距離這座橋只有幾個街區，為治療傷員提供了極大的便利。

1872–1904: 行人、馬匹、車輛、鐵路、有軌電車

1870 年：洪水

10 月 1 日，一場大洪水襲來，導致現有橋樑無法修復，因為大部分堤壩、木質上部結構和跨度都被沖走。巴爾的摩和波托馬克鐵路公司 (B&P) 選擇建造一座替代橋樑。

這座替代橋樑於 1872 年 5 月通車，用於車輛和有軌電車通行。這座新橋有車輛和鐵路車道，高於水面 9 英尺，橋臺由堅固的藍石製成。

然而，儘管採用了新設計，但這座橋樑仍然受到淡水的損壞，阻礙了河道交通，並且缺乏寬度來容納兩條鐵路軌道。

1881-1895 年：冰塊造成損壞

1881 年，冰塊損壞這座橋，導致三個橋樑跨度被沖走。1895 年 2 月 7 日，《晚星報》報道稱，冰塊堵塞了碼頭附近的波托馬克河，被長橋阻擋，實際上起著水壩的作用，造成了可能導致洪水的條件。

1904–至今：僅鐵路

1904 年長橋（1942 年改造後）

1904 年：新鐵路橋的建設

1899 年，B&P 公司敦促國會授權更換 1872 年建造的長橋，以容納多個承運人並解決淡水問題。1901 年，一項國會法案授權了這座橋樑的建造。

新鐵路橋是一座建於1904年的普拉特桁架式轉動橋。直到20世紀80年代，這座鐵路橋才再次被稱為舊的“長橋”。舊長橋在1907年底拆除。

2011-2019：翻新

2011年，區交通局（DDOT）與聯邦鐵路管理局（FRA）合作修復或更換長橋。他們發現橋樑承載能力不足和冗餘，並在2016年進行了維修。

2019年，DDOT和FRA報告需要建造第二座橋來滿足日益增長的客運鐵路需求。他們還提議建造第三座橋，以建立新的腳踏車/行人過街。

2022年，華盛頓特區長橋航拍，朝東北方向看

2020-2030-未來：擴建計劃

長橋歷來是美國鐵路系統中最嚴重的瓶頸之一，經常處於98%的容量。環境影響宣告和FRA決策記錄於2020年9月4日釋出。^[3]該批准為長橋擴建的最終工程設計、融資和施工掃清了道路。

弗吉尼亞州客運鐵路管理局執行董事唐納德“DJ”·施泰特勒（Donald "DJ" Stadtler Jr.）表示，資金充足的長橋擴建專案預計將於2030年完工。

資金和融資

最新的資金來自聯邦州際客運鐵路撥款計劃，該計劃是在兩黨基礎設施法案下建立的。

截至2023年底，弗吉尼亞州宣佈已獲得7.29億美元聯邦資金，以幫助支付波托馬克河上長橋擴建的成本。^[4]擴建資金旨在緩解鐵路擁堵問題。弗吉尼亞州州長格倫·楊金（Glenn Youngkin）表示：“這個專案增強了我們供應鏈的韌性，改善了進出我們世界級港口的貨運運輸，並促進了當地經濟。” 資金不僅用於建造新的長橋，還將沿著鐵路走廊延長第三條軌道。額外的軌道將進一步允許貨運和客運鐵路服務的隔離。

聯邦州際客運鐵路撥款計劃

這是一項由美國交通部聯邦鐵路管理局（FRA）管理的資金計劃。該計劃是在2015年《修復美國表面交通法案》（FAST法案）下建立的，旨在為州際客運鐵路的資本專案提供資金。

該計劃提供匹配的聯邦資金，覆蓋專案成本的80%，其餘20%需來自非聯邦來源。美國鐵路客運公司（Amtrak）和各州都有資格申請這些競爭性撥款，以投資於他們的州際客運鐵路服務和基礎設施。^[5]

80/20規則

這20%的非聯邦份額可以來自多個渠道

1. 來自州和地方政府的貢獻

2. 來自私人投資者或公司的投資

3. 來自鐵路運營商（如美國鐵路客運公司）的資金

4. 來自非聯邦政府的其他公共或私人資金來源

這種資金模式旨在鼓勵州政府、地方政府、私營企業和其他利益相關者積極參與投資當地鐵路基礎設施現代化和升級州際客運鐵路服務。撥款資金可用於鋪設新的軌道、改善平交道口、購買新的列車和機車、車站改善和實施積極的列車控制等專案。

80/20的成本分擔機制不僅避免了完全依賴聯邦資金，而且還提供了來自地方政府的重要財政支援，旨在加快專案進展，有效整合各方資源。透過在多個利益相關者之間分享成本和風險，它提高了資金利用效率，更好地推動州際客運鐵路服務的現代化。

機構安排

聯邦鐵路管理局（FRA）：FRA與區交通局（DDOT）合作，編制了DEIS，證明了符合1969年《國家環境政策法案》（NEPA）和其他法規。FRA負責確保該專案符合聯邦環境法律和法規。

區交通局（DDOT）：作為FRA的聯合牽頭單位，DDOT在專案發展和遵守環境和交通法規方面發揮了至關重要的作用。它作為共同贊助者，在專案管理和指導各個階段發揮了關鍵作用。

合作和參與機構

一些機構被認定為與該專案合作，提供管轄權或專業知識

國家公園管理局（NPS）： NPS對專案區域的聯邦公園財產擁有管轄權，其決策對專案遵守環境政策和實踐至關重要。

國家首都規劃委員會（NCPC）：作為美國政府對首都地區的中央規劃機構，NCPC對區內聯邦專案（包括土地轉讓和聯邦財產的變更）具有重大影響。

美國海岸警衛隊（USCG）：負責許可可通航水道上的橋樑專案，USCG的作用對於影響波托馬克河的任何修改或建造至關重要。

美國陸軍工程兵團（USACE）：負責對河流、溪流和溼地造成的影響，USACE的許可流程對於該專案遵守《河流和港口法》和《清潔水法》至關重要。

聯邦交通管理局（FTA）：在公共交通方面提供專業知識，並可能成為資金來源，FTA的參與突出了將長橋專案與更廣泛的交通系統相整合的重要性。

弗吉尼亞州鐵路和公共交通部（DRPT）：作為監督弗吉尼亞州鐵路和交通規劃的州政府機構，DRPT提供資金，並將成為最終設計和施工階段的專案贊助者。

弗吉尼亞州鐵路快線（VRE）：作為在現有橋樑上運營的通勤鐵路機構，也是該專案的貢獻者，VRE的參與對於確保該專案滿足通勤鐵路服務的需求至關重要。^[6]

案例敘述

早期歷史和演變

自19世紀初以來，長橋一直是弗吉尼亞州阿靈頓和華盛頓特區之間跨越波托馬克河的重要連線。它最初是為了方便行人、馬匹和馬車交通而建造的，並經歷了幾次重建，以適應該地區不斷增長的交通需求。值得注意的是，在內戰期間，這座橋的戰略重要性得到了強調，因為它見證了大量的軍事行動，並進行了改造以支援鐵路交通，標誌著這座橋在該地區交通基礎設施中的作用不斷變化。^[7]

長橋回到1809年

20世紀的發展

現有的長橋建於 1904 年，是華盛頓特區與弗吉尼亞州之間唯一一條橫跨波托馬克河的鐵路通道。該橋由 CSX 運輸公司（CSXT）擁有和運營，用於貨運、弗吉尼亞鐵路快線（VRE）的日常通勤，以及美鐵的城際客運。在整個 20 世紀，該橋經歷了進一步的改造，以應對洪水帶來的挑戰，並支援日益增長的鐵路和車輛交通流量。一個值得注意的過渡時期是巴爾的摩和俄亥俄鐵路公司（B&O）與賓夕法尼亞鐵路公司之間的競爭，後者最終獲得了控制權，並對橋樑進行了重大升級，以處理不斷增長的交通流量。這個時代也見證了新建橋樑結構取代了舊橋樑，反映了為滿足首都城市不斷增長的需求而持續努力，現代化交通網路。

應對當代挑戰

2013 年，每天有 79 列火車使用長橋。貨運量約佔總流量的 30%，即 23 列火車，而客運和通勤列車約佔 70%，即 56 列火車。當前的長橋專案旨在透過在現有橋樑旁邊建造一座新的雙軌鐵路橋，從而建立一個四軌走廊，極大地提高波托馬克河上的鐵路運力。該專案由弗吉尼亞州客運鐵路管理局牽頭，是緩解現有雙軌橋擁堵問題的關鍵一步，該橋目前已接近滿負荷執行。該專案不僅側重於擴大鐵路交通能力，還包括建造人行天橋以增強連線性和可達性，反映了該地區對交通基礎設施發展採取的綜合方法。

政策問題

施工期間的交通和社群影響

由弗吉尼亞州客運鐵路管理局（VPRA）牽頭的長橋專案，提出了一個多方面的政策挑戰，圍繞著在進行一項重要的基礎設施工程的同時，最大限度地減少對社群的干擾。這項工程旨在增加鐵路容量，緩解弗吉尼亞州阿靈頓和華盛頓特區之間的擁堵，最終提高區域連線性和交通能力。然而，施工過程需要在專案進度與減輕對周邊社群的不利影響之間取得微妙的平衡。

一個主要的政策問題是解決施工活動產生的噪音汙染。專案團隊承諾遵守當地法令，將過度的噪音運營限制在白天時間。然而，在某些情況下可能需要獲得豁免，以進行有限的夜間作業，這突出了需要採取務實的方法，權衡專案進展與潛在干擾之間的關係。

另一個關鍵的政策考慮因素是最大限度地減少對交通網路的干擾，並確保車輛、行人和腳踏車交通的暢通無阻。在主要幹道（如 I-395、緬因州大道西南、喬治·華盛頓紀念公園大道和芒特弗農小徑）上建造橋樑，需要臨時車道偏移、路肩封閉，以及偶爾短暫的完全道路封閉。這些措施雖然不可避免，但將在非高峰時段和夜間時間內精心策劃和執行，並與廣泛的公眾通知相結合，以最大限度地減少不便。

最後，專案團隊必須解決對波托馬克河航運的潛在影響。雖然在施工期間不可避免地會發生臨時航道封閉或改道，但該專案的政策方法優先考慮遵守美國海岸警衛隊法規和實施緩解策略，例如使用旗手或指定輔助航道。透過各種渠道（包括每週通知和媒體）與船員保持暢通的溝通，對於確保他們的安全和最大限度地減少干擾至關重要，尤其是在河流交通高峰期。

支援這些政策考慮的是 VPRA 對積極主動的社群參與和透明溝通的承諾。該管理局制定了全面的外聯策略，利用各種平臺，包括傳單、社交媒體、電子郵件提醒、時事通訊、新聞報道和快閃活動，使利益相關者瞭解專案相關的影響和緩解措施。

關於樹木保護的環境考慮因素

FRA 和 DDOT 在整個專案開發過程中做出了努力，以減輕對自然資源（特別是陸地植被）的影響。這包括儘可能最大限度地減少專案佔地面積，考慮現有的基礎設施以及土地所有者的限制。採取的一個值得注意的行動是在 Roaches Run 移除一個涵洞延伸段，該涵洞延伸段最初是早期草案計劃的一部分。DRPT 打算在專案進入後續階段時，堅持這些努力，最大限度地減少對陸地植被的影響，完善設計和施工細節。擬議的緩解措施包括：

在最終設計階段調整臨時通道和集結區域，避免干擾樹木和植被，確保車輛和材料僅在必要時儲存在植被表面。強制實施樹木保護措施，以及透過使用保護性圍欄限制裝置進入相鄰森林區域的措施，由持證樹木學家或其他經 NPS 批准的合格專業人士監督。樹木學家還將進行必要的修剪，以最大限度地提高樹木在橋樑施工期間和之後的成活率，並遵守所有 NPS 規定，包括時間限制。

要求裝置在進入 NPS 土地之前進行清洗，以最大限度地減少入侵物種的傳播或引入。確保所有引入的有機材料（如土壤、覆蓋物和種子）均經過認證無雜草，以防止入侵物種的傳播或引入。安裝圍欄、覆蓋物和木板，以最大限度地減少在植被表面是靠近專案集結的唯一可行方案時造成的傷害和壓實。在可行的情況下，並在與任何重新造林要求協調的情況下，重新建立因永久和臨時施工活動而移除的陸地植被。在施工完成後，透過重新播種或使用本地物種重新種植木本植被，將區域恢復到施工前的條件和外觀。

關鍵教訓和體會

1. 橋樑建設需要與時俱進，以滿足不斷變化的交通需求（行人、馬匹、車輛、鐵路、有軌電車）。

2. 橋樑在戰時具有重要的戰略價值。在內戰期間，長橋被用於軍事動員，成為重要的軍事堡壘。

3. 政府與私營企業之間的合作對於推進大型基礎設施專案至關重要。長橋專案涉及聯邦、州和地方政府機構，以及鐵路公司。

4. 減少施工期間對社群的影響是一個主要的政策考慮因素。需要實施全面的緩解措施，如噪音控制、交通維護和海上活動保護，同時加強與公眾的溝通。

5. 環境影響評估和緩解措施是必不可少的。專案團隊已採取一系列措施，最大限度地減少對植被和生態系統的影響，例如調整施工區域、保護樹木和恢復植被。

6. 基礎設施投資的資金來源可以多樣化。該專案獲得了聯邦資金，以及州政府和私人投資。合理的成本分擔可以加快專案進度。

7. 大型專案需要明確的機構安排和責任分工。該專案涉及多個聯邦、州和地方機構，每個機構都有明確的角色和責任，以確保法律合規性。

討論問題

1. 長橋專案如何有效地平衡基礎設施改進的需要，同時最大限度地減少對當地社群和環境的干擾？
2. 長橋在內戰、抵禦入侵、防禦洪水和冰流，以及緩解現代化鐵路壓力的場景中，如何體現其軍事和交通價值？
3. 聯邦與州合作中的 80/20 成本分擔機制如何確保長橋專案獲得充足可靠的資金，您認為大量的聯邦資金是積極的還是消極的發展？
4. 長橋專案對華盛頓特區和弗吉尼亞州阿靈頓地區的未來交通基礎設施帶來了哪些挑戰和機遇？
5. 如何將科技創新融入朗橋的設計和建造，以確保其耐久性和適應性？
6. 為了確保與包括居民、企業和通勤者在內的不同利益相關群體進行包容性且有效的溝通，可以採用哪些具體策略或平臺？