Amerikan sillat saivat arvosanan C + vuoden 2017 infrastruktuurikorttikortilla, jonka American Society of Civil Engineers (ASCE) esitti. Ikääntyminen on tekijä tässä pisteessä - lähes neljä 10: stä 614 387 sillasta Yhdysvalloissa on 50 vuotta tai vanhempi ja keski-ikä jatkaa kiipeilyä.
Korjaus ja kuntoutus ovat kuitenkin erittäin kalliita - viimeisimmän arvion mukaan maan sillan kuntoutustarpeet ovat 123 miljardia dollaria.
Vuonna 2013 Delawaren liikenneministeriö päätti tutkia uuden nopean korvaavan lähestymistavan tehokkuutta kahden kaistaisen sillan vaikutuksesta, joka ulottuu käyttöikänsä loppupuolella olevan C & D -kanavan pohjoispuolella. He työskentelivät Delawaren yliopiston tutkijoiden kanssa uuden siltan suunnittelusta ja rakentamisesta, jota seurataan edelleen mukautetun instrumentointijärjestelmän avulla.
Vanha silta korvattiin geosynteettisellä, lujitetulla maaperän integroidulla sillalla (GRS-IBS). Liittovaltion valtateiden insinöörien kehittämä ja edistänyt järjestelmä mahdollistaa nopean ja kustannustehokkaan rakentamisen.
Christopher Meehan, UD: n rakennusalan Bentley Systems Incorporatedin puheenjohtaja, selittää, että uusi muotoilu lainaa kiinnitysseinien kentältä, jossa geosynteettisiä materiaaleja - mukaan lukien tekstiilit, verkot, nauhat ja verkot - käytetään veto-ominaisuuksien vahvistamiseen maaperään, mikä lisää niiden yleinen lujuus ja vakaus.
"On käynyt ilmi, että näiden tekniikoiden käsitteitä voidaan soveltaa myös siltoja, säästää rahaa ja vähentää rakentamisen aikaa", Meehan sanoo. "Uusi silta on pohjimmiltaan komposiittisillan rakenne, joka sisältää GRS-pylväitä ja elementtivalmistettuja sillan ylärakenteita. Tämä lähestymistapa poistaa kalliit seisokit, jotka liittyvät cast-in-place betoniin, joka voi kestää muutaman viikon tai kuukauden parantumisen."
Tätä hanketta varten GRS-pylväät rakennettiin sijoittamalla paikallisesti saatavissa olevat betoniseinät lohkoihin rivissä, täyttämällä niiden takana sora ja peittämällä seinämäiset elementit ja täyttämällä geosynteettinen kangas. Tämä prosessi toistettiin kerroksittain rakentaakseen jokaisen sillan vastustuskyvyn ja sitten esivalmistetun betonisillan ylärakenne sijoitettiin yläosien yläosaan.
Seuraavaksi suoritettiin jonkinlainen viimeistely, jonka tarkoituksena oli tuoda lähestymistapa sillan luokkaan asti, jolloin koko sillan ja tienpinnan alue oli sitten päällystetty. Tuloksena oleva sillan ylärakenne ulottuu noin 37 metriä, ja sen läpimitta on selvästi yli 28 jalkaa.
UD-tutkimusryhmä tarjosi laajaa teknistä tukea projektiin, mukaan lukien suunniteltu ja toteutettu mukautettu rakenneterveyden seurantajärjestelmä, jossa on yli 150 anturia jatkuvan sillan pitkän aikavälin suorituskyvyn seuraamiseksi.
Meehan opettaa jatko-opiskelijoille Majid Talebiä, Tyler Poggiogallea, Dan Cacciolia ja Matthew Beckeriä osallistumalla merkittävästi suunnitteluun, rakentamiseen ja seurantaan.
"DelDOT-matka GRS-IBS-sillan rakentamiseen alkoi todella, kun Chris lähestyi meitä ajatusta rakentaa ja valvoa yhtä näistä innovatiivisista rakenteista", kertoo DelDOT: n päällikköinsinööri Barry Benton ja vuonna 1992 maa- ja vesirakennustyön UD: n diplomi-insinööri.
"Heti projektin alusta lähtien hän työskenteli tiiviisti kanssamme valitsemaan paikan ja auttamaan sekä suunnittelu- että seurantasuunnitelmassa. Koska tämä oli ensimmäinen GRS-IBS-silta Delawaressa, oli erittäin tärkeää, että ymmärtää, miten se toimisi. "
DelDOT on sittemmin rakentanut toisen GRS-IBS-silta Sussex Countyssä, joka toimii hyvin tähän mennessä. Benton uskoo, että tämä tekniikka tuottaa suurimmat kustannussäästöt, jos sisäinen huoltohenkilöstö voidaan kouluttaa tekemään työtä.
"Järjestelmän kauneus on se, että se voidaan rakentaa nopeasti pienillä laitteilla, joten se sopii täydellisesti omien henkilöstömme kykyjen hyödyntämiseen", hän sanoo.
Meehan kutsuu GRS-IBS: n helposti saatavilla olevan tekniikan, joka voidaan rakentaa lähes mihin tahansa.
"Geosynteettiset vahvistetut maarakenteet soveltuvat hyvin rakentamiseen kaikkialle maailmaan, koska geosynteettiset materiaalit ovat melko kevyitä ja niitä voidaan helposti tuoda", hän sanoo.
"Tämän lisäksi voidaan rakentaa eri tyyppisiä seiniä ja siltapilkkuja käyttämällä paikallisesti hankittuja materiaaleja, joilla on vain vähän tarvetta valettuun betoniin. Tuloksena olevat rakenteet ovat kustannustehokkaita ja melko anteeksiantavia ratkaisujen ja sivuttaisen taipuman suhteen. niiden on osoitettu toimivan suhteellisen hyvin maanjäristyksissä. "