Les ponts de l'Amérique ont reçu une note de C + sur le bulletin de rendement des infrastructures de 2017, publié par l'American Society of Civil Engineers (ASCE). Le vieillissement est un facteur à cet égard: près de quatre ponts sur dix sur les 614 387 aux États-Unis ont 50 ans ou plus et l'âge moyen ne cesse d'augmenter.
Mais la réparation et la réhabilitation sont extrêmement coûteuses - l'estimation la plus récente porte à 123 milliards de dollars l'arriéré des besoins de réhabilitation des ponts.
En 2013, le ministère des Transports du Delaware a décidé d'explorer l'efficacité d'une nouvelle approche de remplacement rapide pour un pont à deux voies juste au nord du canal C & D qui arrivait à la fin de sa durée de vie utile. Ils ont collaboré avec des chercheurs de l'Université du Delaware à la conception et à la construction d'un nouveau pont, qui continue d'être surveillé au moyen d'un système d'instrumentation conçu sur mesure.
L'ancien pont a été remplacé par ce qu'on appelle un système de pont intégré de sol renforcé géosynthétique (GRS-IBS). Développé et promu par des ingénieurs de la Federal Highway Administration, ce système se prête à une construction rapide et rentable.
Christopher Meehan, titulaire de la Chaire de génie civil Bentley Systems Incorporated à UD, explique que la conception novatrice s'inspire des murs de soutènement, où les matériaux géosynthétiques - y compris les textiles, les grilles, les bandes et les filets - renforcent la résistance des sols. leur force globale et leur stabilité.
«Il s'avère que les concepts de ces technologies peuvent également être appliqués aux ponts, ce qui permet d'économiser de l'argent et de réduire le temps de construction», explique Meehan. «Le nouveau pont est essentiellement une structure composite qui intègre des parties secondaires GRS et des éléments de superstructure de pont préfabriqués, ce qui élimine les coûteux temps d'arrêt associés au béton coulé sur place, qui peut prendre quelques semaines à un mois pour guérir.
Pour ce projet, les culées GRS ont été construites en posant des blocs de maçonnerie en béton localement disponibles en rangées, en les remplissant de gravier et en recouvrant les éléments de parement de mur et en remblayant avec un tissu géosynthétique. Ce processus a été répété en couches pour construire chaque butée de pont, puis une superstructure de pont préfabriqué en béton a été placée au-dessus des culées.
Ensuite, des travaux de finition ont été effectués pour amener les voies d'approche jusqu'au niveau du pont, et l'ensemble du secteur du pont et de la chaussée a ensuite été asphalté. La superstructure du pont qui en résulte s'étend sur environ 37 pieds, avec une portée libre sur le canal d'entrée d'un peu plus de 28 pieds.
L'équipe de recherche de l'UD a fourni un soutien technique complet sur le projet, y compris la conception et la mise en œuvre d'un système de surveillance de la santé structurelle personnalisé comprenant plus de 150 capteurs pour surveiller en permanence les performances à long terme du pont.
M. Meehan attribue aux étudiants diplômés Majid Talebi, Tyler Poggiogalle, Dan Cacciola et Matthew Becker des contributions importantes au processus de conception, de construction et de surveillance.
«Le projet DelDOT de construire un pont GRS-IBS a commencé quand Chris nous a approché avec l'idée de construire et de surveiller l'une de ces structures innovantes», explique Barry Benton, ingénieur en chef chez DelDOT et diplômé en ingénierie civile en 1992.
"Dès le début du projet, il a travaillé étroitement avec nous pour choisir un emplacement et aider à la fois le plan de conception et de surveillance.Comme c'était le premier pont GRS-IBS dans le Delaware, il était très important pour nous de comprendre comment cela fonctionnerait. "
DelDOT a depuis construit un autre pont GRS-IBS dans le comté de Sussex, qui fonctionne bien à ce jour. Benton croit que cette technologie entraînera les économies les plus importantes si une équipe de maintenance interne peut être formée pour faire le travail.
"La beauté du système est qu'il peut être construit rapidement avec un petit équipement, c'est donc un moyen parfait d'utiliser les talents de notre propre personnel", dit-il.
Meehan appelle le GRS-IBS une technologie accessible qui peut être construite presque n'importe où.
«Les structures de sol géosynthétiques renforcées sont bien adaptées à la construction dans le monde entier, car les matériaux géosynthétiques sont assez légers et peuvent facilement être importés», dit-il.
«Au-delà de ce point, divers types de murs et de culées de pont peuvent être construits en utilisant des matériaux locaux, avec peu de béton coulé sur place, ce qui rend les structures rentables et tolérantes relativement au tassement et à la déviation latérale. ils ont été montré pour fonctionner relativement bien dans les tremblements de terre. "
