Американские мосты получили оценку C + на карте отчетов об инфраструктуре 2017 года, выпущенную Американским обществом гражданских инженеров (ASCE). Старение является фактором этого показателя - почти четыре из 10 из 614 387 мостов в США составляют 50 лет и старше, а средний возраст продолжает расти.
Но ремонт и восстановление чрезвычайно дорогостоящие - самая последняя оценка ставит отставание от потребностей восстановления моста в стране на 123 миллиарда долларов.
В 2013 году Делавэрский департамент транспорта решил изучить эффективность нового подхода быстрой замены для двухполосного моста к северу от канала C & D, который близится к концу его полезного срока службы. Они сотрудничали с исследователями из Университета штата Делавэр по проектированию и строительству нового моста, который по-прежнему контролируется с помощью специально разработанной измерительной системы.
Старый мост был заменен так называемой геосинтетической армированной грунтовой интегрированной мостовой системой (GRS-IBS). Эта система, разработанная и продвигаемая инженерами Федеральной автомобильной администрации, обеспечивает быстрое и экономичное строительство.
Кристофер Михан (Christopher Meehan), член-корреспондент Bentley Systems по гражданскому строительству в UD, объясняет, что новый дизайн заимствует из области подпорных стен, где геосинтетические материалы, включая текстильные изделия, сетки, полосы и сетки, используются для обеспечения растягивающей арматуры на почвах, их общей прочности и стабильности.
«Оказывается, что концепции этих технологий могут также применяться к мостам, экономя деньги и сокращая время строительства», - говорит Михан. «Новый мост в основном представляет собой сложную структуру моста, в которую входят абатменты GRS и сборные элементы надстройки мостов. Такой подход исключает дорогостоящий простои, связанные с бетоном на месте, который может занять от нескольких недель до месяца».
Для этого проекта абатменты GRS были построены путем размещения локально доступных блоков бетонных кирпичных кладок в рядах, заполняющих за ними гравий и покрывающих облицовочные элементы стен и засыпки геосинтетической тканью. Этот процесс повторялся в слоях, чтобы построить каждый абатмент моста, а затем над абатментами была установлена надстрочная железобетонная надстройка.
Затем были выполнены некоторые отделочные работы, чтобы довести подход до уровня моста, а затем весь мост и проезжую часть были проложены. Полученная мостовая надстройка охватывает приблизительно 37 футов, с четким пролетом над входным каналом чуть более 28 футов.
Исследовательская группа UD оказала обширную техническую поддержку по проекту, включая проектирование и внедрение собственной системы мониторинга состояния системы, которая включает в себя более 150 датчиков для постоянного мониторинга долговременной работы моста.
Meehan подписывают выпускников Majid Talebi, Tyler Poggiogalle, Dan Cacciola и Matthew Becker, внося значительный вклад в процесс проектирования, строительства и мониторинга.
«Путешествие DelDOT для строительства моста GRS-IBS фактически началось, когда Крис обратился к нам с идеей построить и контролировать одну из этих инновационных структур», - говорит Барри Бентон, главный инженер-мостостроитель DelDOT и выпускник UD в области гражданского строительства в 1992 году.
«С самого начала проекта он тесно сотрудничал с нами, чтобы выбрать место и помочь как в плане проектирования, так и в плане мониторинга. Поскольку это был первый мост GRS-IBS в штате Делавэр, для нас было очень важно понять, как это будет действовать ».
С тех пор DelDOT построил еще один мост GRS-IBS в графстве Сассекс, который хорошо работает на сегодняшний день. Бентон полагает, что эта технология даст наибольшую экономию средств, если экипаж внутреннего технического обслуживания может быть обучен выполнять работу.
«Красота системы заключается в том, что ее можно быстро построить с помощью небольшого оборудования, поэтому она идеально подходит для использования талантов собственного персонала», - говорит он.
Meehan называет GRS-IBS доступной технологией, которую можно построить практически в любом месте.
«Геосинтетические усиленные почвенные структуры хорошо подходят для строительства во всем мире, поскольку геосинтетические материалы достаточно легкие и могут быть легко импортированы», - говорит он.
«Помимо этого, различные типы стен и мостовых абатментов могут быть построены с использованием материалов местного производства, при этом мало нуждаются в литых бетонах. Полученные структуры являются экономически эффективными и достаточно прощающими в отношении расчетного и бокового отклонения и они показали, что они довольно хорошо справляются с землетрясениями ».
