Amerykańskie mosty otrzymały ocenę C + na karcie raportu infrastruktury z 2017 r. Wydanej przez American Society of Civil Engineers (ASCE). Starzenie się jest czynnikiem w tym wyniku - prawie cztery na 10 z 614,387 mostów w USA ma 50 lat lub więcej, a średnia wieku wciąż rośnie.
Ale naprawy i rehabilitacja są niezwykle kosztowne - najnowsze szacunki wskazują, że popyt na odbudowę mostów w tym kraju wynosi 123 miliardy dolarów.
W 2013 r. Departament Transportu w Delaware zdecydował się zbadać skuteczność nowego podejścia do szybkiego zastąpienia mostu dwupasmowego na północ od kanału C & D, który zbliżał się do końca użytecznego okresu użytkowania. Współpracowali z naukowcami z Uniwersytetu Delaware nad projektowaniem i budową nowego mostu, który jest nadal monitorowany za pomocą specjalnie zaprojektowanego systemu oprzyrządowania.
Stary most został zastąpiony przez zintegrowany system mostów geosyntetycznych (GRS-IBS). Opracowany i promowany przez inżynierów w Federal Highway Administration, system ten nadaje się do szybkiego i opłacalnego budownictwa.
Christopher Meehan, Bentley Systems Incorporated Katedra Inżynierii Lądowej na UD, wyjaśnia, że nowatorski projekt zapożycza z dziedziny ścian oporowych, w których materiały geosyntetyczne - w tym tkaniny, siatki, paski i siatki - są wykorzystywane do wzmocnienia zbrojenia na glebach, wzmacniając ich ogólną wytrzymałość i stabilność.
"Okazuje się, że koncepcje z tych technologii można również zastosować do mostów, oszczędzając pieniądze i skracając czas budowy" - mówi Meehan. "Nowy most jest w zasadzie kompozytową konstrukcją mostową, która obejmuje przegrody GRS i prefabrykowane elementy nadbudowy mostu, co eliminuje kosztowne przestoje związane z betonem zalewanym, co może zająć kilka tygodni lub miesięcy".
W tym projekcie, przyczółki GRS zostały skonstruowane poprzez układanie lokalnie dostępnych betonowych bloków murowych w rzędach, wypełnienie za nimi żwirem i pokrycie elementów okładzin ściennych i zasypki geosyntetyczną tkaniną. Proces ten powtórzono warstwami, aby zbudować każdy przyczółek mostu, a następnie prefabrykowaną nadbudówkę mostu umieszczono na wierzchu przyczółków.
Następnie wykonano pewne prace wykończeniowe, aby zbliżyć drogi do poziomu mostu, a następnie całość nawierzchni mostu i jezdni została wybrukowana. Powstała nadbudowa mostu rozciąga się na około 37 stóp, z wyraźnym rozpiętością nad kanałem wlotowym o nieco ponad 28 stóp.
Zespół badawczy UD zapewnił szerokie wsparcie techniczne dla projektu, w tym zaprojektowanie i wdrożenie niestandardowego systemu monitorowania stanu konstrukcji, który obejmuje ponad 150 czujników do ciągłego monitorowania długoterminowej wydajności mostu.
Meehan przypisuje absolwentom studiów Majid Talebi, Tylerowi Poggiogalle, Danowi Caccioli i Matthew Beckerowi znaczący wkład w proces projektowania, budowy i monitorowania.
"Podróż DelDOT na budowę mostu GRS-IBS rozpoczęła się, gdy Chris zwrócił się do nas z zamiarem skonstruowania i monitorowania jednej z tych innowacyjnych konstrukcji", mówi Barry Benton, główny inżynier mostu w DelDOT i absolwent UD w 1992 roku w dziedzinie inżynierii lądowej.
"Od samego początku projektu ściśle współpracował z nami, aby wybrać lokalizację i pomóc zarówno w projekcie, jak i planie monitorowania, ponieważ był to pierwszy most GRS-IBS w Delaware, było dla nas bardzo ważne, abyśmy Rozumiem, jak to się stanie. "
Od tego czasu DelDOT zbudował kolejny most GRS-IBS w hrabstwie Sussex, który do tej pory ma się dobrze. Benton uważa, że ta technologia przyniesie największe oszczędności, jeśli wewnętrzna ekipa serwisowa może zostać przeszkolona do wykonywania pracy.
"Piękno systemu polega na tym, że można go szybko zbudować za pomocą małego sprzętu, dzięki czemu idealnie nadaje się do wykorzystania talentów naszych pracowników" - mówi.
Meehan nazywa GRS-IBS dostępną technologią, którą można zbudować niemal wszędzie.
"Geosyntetyczne struktury gruntów zbrojonych doskonale nadają się do budowy na całym świecie, ponieważ materiały geosyntetyczne są dość lekkie i można je łatwo importować" - mówi.
"Poza tym punktem, różne rodzaje ścian i przyczółków mostowych można skonstruować przy użyciu materiałów pochodzących z lokalnych źródeł, przy niewielkim zapotrzebowaniu na beton na miejscu, a powstałe struktury są opłacalne i dość wybaczające w odniesieniu do osiadania i bocznego ugięcia, oraz wykazano, że działają stosunkowo dobrze w trzęsieniach ziemi. "