Jambatan Amerika menerima gred C + pada Kad Laporan Infrastruktur 2017, yang dikeluarkan oleh Persatuan Jurutera Awam Amerika (ASCE). Penuaan adalah faktor dalam skor ini-hampir empat dalam 10 daripada 614,387 jambatan di Amerika Syarikat adalah 50 tahun atau lebih tua, dan umur purata terus memanjat.
Tetapi pembaikan dan pemulihan sangat mahal-anggaran yang paling baru-baru ini meletakkan tunggakan keperluan pemulihan jambatan negara pada $ 123 bilion.
Pada tahun 2013, Jabatan Pengangkutan Delaware memutuskan untuk meneroka keberkesanan pendekatan penggantian cepat novel untuk jambatan dua lorong di utara terusan C & D yang hampir hujung hayat perkhidmatan yang berguna. Mereka bekerjasama dengan penyelidik di Universiti Delaware mengenai reka bentuk dan pembinaan jambatan baru, yang terus dipantau melalui sistem instrumentasi yang direka khas.
Jambatan lama diganti dengan apa yang dikenali sebagai sistem jambatan bersepadu bertetulang tanah geosintetik (GRS-IBS). Dibangunkan dan digalakkan oleh jurutera di Pentadbiran Lebuhraya Persekutuan, sistem ini memberi pinjaman kepada pembinaan yang pantas dan kos efektif.
Christopher Meehan, Pengerusi Kejuruteraan Awam Incorporated Bentley Systems di UD, menjelaskan bahawa reka bentuk novel meminjam dari medan dinding penahan, di mana bahan-bahan geosynthetic termasuk tekstil, grid, jalur dan jaring digunakan untuk memperkuat tetulang tegangan pada tanah, meningkatkan kekuatan keseluruhan dan kestabilan mereka.
"Ternyata konsep dari teknologi ini juga boleh digunakan untuk jambatan, menjimatkan wang dan mengurangkan masa pembinaan," kata Meehan. "Jambatan baru pada dasarnya adalah struktur jambatan komposit yang menggabungkan unsur-unsur GRS abutments dan elemen-elemen superstruktur jambatan prefabricated. Pendekatan ini menghilangkan downtime mahal yang berkaitan dengan konkrit cast-in-place, yang boleh mengambil beberapa minggu untuk sebulan untuk menyembuhkan."
Untuk projek ini, abu-abu GRS dibina dengan meletakkan blok masonry konkrit tempatan yang terdapat di dalam barisan, mengisi di belakangnya dengan kerikil dan meliputi dinding yang menghadap unsur-unsur dan backfill dengan kain geosynthetic. Proses ini diulang dalam lapisan untuk membina setiap jambatan abutment, dan kemudian struktur konkrit jambatan pratuang diletakkan di atas abutments.
Seterusnya, kerja-kerja penamat dilakukan untuk membawa pendekatan ke gred jambatan, dan keseluruhan jambatan dan kawasan jalan raya kemudiannya diturap. Kejatuhan struktur jambatan yang dihasilkan menjangkau kira-kira 37 kaki, dengan jurang yang jelas di saluran salur masuk lebih kurang 28 kaki.
Pasukan penyelidikan UD memberikan sokongan teknikal yang luas ke atas projek itu, termasuk mereka bentuk dan melaksanakan sistem pemantauan kesihatan struktural tersuai yang terdiri daripada lebih daripada 150 sensor untuk memantau prestasi jangka panjang jambatan.
Meehan mengkredit pelajar siswazah Majid Talebi, Tyler Poggiogalle, Dan Cacciola dan Matthew Becker dengan memberikan sumbangan penting kepada proses reka bentuk, pembinaan dan pemantauan.
"Perjalanan DelDOT untuk membina jambatan GRS-IBS sebenarnya bermula ketika Chris mendekati kami dengan idea untuk membina dan memantau salah satu daripada struktur inovatif ini," kata jurutera jambatan Barry Benton, DelDOT dan lulusan UD 1992 dalam bidang kejuruteraan awam.
"Dari awal projek itu, beliau bekerja rapat dengan kami untuk memilih lokasi dan membantu kedua-dua reka bentuk dan pelan pemantauan. Memandangkan ini adalah jambatan GRS-IBS yang pertama di Delaware, sangat penting bagi kami untuk fahami bagaimana ia akan dilaksanakan. "
DelDOT telah membina satu lagi jambatan GRS-IBS di Sussex County, yang sedang melaksanakan dengan baik sehingga kini. Benton percaya bahawa teknologi ini akan menghasilkan penjimatan kos terbesar jika krew penyelenggara dalaman dapat dilatih untuk melakukan kerja.
"Keindahan sistem ini dapat dibina dengan cepat dengan peralatan kecil, jadi ia sesuai untuk menggunakan bakat kakitangan kami sendiri," katanya.
Meehan memanggil GRS-IBS teknologi yang boleh diakses yang boleh dibina hampir di mana sahaja.
"Struktur tanah bertetulang Geosynthetic sesuai untuk pembinaan di seluruh dunia, kerana bahan-bahan geosintetik cukup ringan dan mudah diimpor," katanya.
"Selain itu, pelbagai jenis dinding dan jambatan abutments boleh dibina dengan menggunakan bahan-bahan yang diperolehi secara tempatan, dengan sedikit keperluan untuk konkrit di tempat. Struktur yang terhasil adalah kos efektif dan cukup memaafkan berkenaan dengan penyelesaian dan pesongan sisi, dan mereka telah menunjukkan prestasi yang baik dalam gempa bumi. "