Modifizierte Spundwand Abutments für niedrige Volumen Straßenbrücken

Iowa Autobahn Research Board Projekt TR-568 wurde im Januar 2007 eingeleitet, um die Verwendung von Spundwand als alternative Basis-Komponente für Low Volume Road (LVR) Brücken zu untersuchen. Insgesamt 14 verschiedenen Standorten wurden zunächst in mehreren Ländern als potenzielle Kandidaten für den Bau von Demonstrationsprojekten verwendet Spundwand Abutments untersucht. Basierend auf Standortbedingungen wurden drei Standorte für Demonstrationsprojekte ausgewählt; diese sind in Black Hawk, Boone, und Tama Counties. Jeder der Demonstrationsprojekte nutzt einen anderen experimentellen Abutmentsystem.

Spundwand, typischerweise für Strukturen in den Vereinigten Staaten halten, wurde als Tragbohlen in Europa in den letzten 50 Jahren und ist eine mögliche Alternative für den Einsatz als primäre Komponente in LVR Brückengerüsten verwendet. Um die Lebensfähigkeit von axial belasteten Spundwand Abutments zu untersuchen, ein Demonstrationsprojekt wurde in Black Hawk County, Iowa errichtet. Das Projekt umfasste den Bau eines 40 ft, Brücke Einfeld Verwendung Spundwand als primäre Grundlage Komponente axial geladen. Der Standort für das Projekt ausgewählt bestand aus hauptsächlich schluffigen Tonen durch flache Grundgestein unterlagert, in die die Spundwand gefahren wurde. Ein Instrumentensystem (bestehend aus DMS, Ablenkung Wandler, Erddruck Zellen und Piezometer) wurde für den Erhalt der Verkehrslast Testdaten sowie langfristigen Performance-Daten auf der Brücke installiert.

Live-Lasttests der Brückenkonstruktion wurde am 3. November durchgeführt 2008 von zwei beladene LKW platzieren (ca. 24 Tonnen pro Stück) an verschiedenen Stellen auf der Brücke und Aufzeichnen von Daten. Maximale axiale Spannungen in den Stapeln auftretenden waren ungefähr 0,5 ksi und waren vergleichbar Schätzungen Analyse für ein Design lane Lastverteilungsbreite von 10 ft hergestellt. Biegespannungen im allgemeinen signifikant geringer als diejenigen, die durch Analyse und Maximalwerte geschätzt waren ungefähr 0,2 ksi. Erddrücken während der Live-Lasttests aufgezeichnet (mit Maxima von etwa 100 PSF) waren auch deutlich niedriger als die Erde durch die Analyse geschätzten Druck. Diese Ergebnisse legen nahe, die Analysemethode für Erddruck, die auf die Spundwand Wand konservativ war. Langzeitüberwachung der Brücke von November 2008 bis Februar 2009 wurde ebenfalls durchgeführt; das Datalogging-System wurde von Überschwemmungen im März 2009 und dem anschließenden Langzeitüberwachung beendet wurde beschädigt. Variationen in Erddruck im Laufe der Zeit wurden mit den größten Schwankungen der Erddruck beobachtet hinter dem Anschlag Kappe auftritt. Die Erddrücke Zyklen erfahren, die von 50 psf bis 1500 psf in der Größe variiert, was darauf hindeutet, langfristige Belastung durch / Auftau-Zyklen des Bodens zu gefrieren und die thermische Verformung der Oberbau Elemente können die kritischen Faktoren bei der Gestaltung der Spundwand Abutment und Haltesysteme eher als Fahrzeuglasten zu verfüllen.

Die Demonstrationsprojekte in Boone und Tama Counties wurden entwickelt, um eine geosynthetically bewehrter Erde Verfüllung mit einer Spundwand Verfüllung Retentionsanschlagsystem. Jeder der Brückenaufbauten wird durch Flachfundamenten Lager auf den verstärkten Erdmasse Abutment-Systemen unterstützt. Der Brückenüberbau in Boone County ist ein 100 Meter lang, drei Spanne J30C-87 kontinuierliche Betonplattenbrücke während der Überbau für Tama County zwei 89 nutzt flatcars ft Eisenbahn miteinander verschraubt. Strukturüberwachungssysteme (einschließlich DMS, Erddruck Zellen und Piezometer) als auch für Belastungstests und Langzeitüberwachung dieser Projekte entwickelt. Der Bau des Projekts in Boone County wurde im Herbst 2009 und Live-Lasttests abgeschlossen wurde anschließend durchgeführt am 13. November 2009. Die maximale Biegespannungen erfahren in der Spundwand Elemente waren 0,08 ksi und waren deutlich niedriger als durch die Analyse geschätzt. Vertikale und horizontale Erddruck in der Verfüllung (mit Maxima von 410 psf und 50 psf jeweils) waren ebenfalls niedriger als erwartet, ein konservatives Design-Ansatz nahelegt. Der Bau des Projekts in Tama County wurde im August 2010 mit anschließender Belastungstests durchgeführt im Oktober 2010 abgeschlossen.

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