Betonnen brug: boven en onder

ongeveer een mijl ten noorden van de St.Louis Gateway Arch, bemanningen zijn bezig met de bouw van een andere belangrijke mijlpaal voor de greater St. Louis gebied.= = Plaatsen in de nabije omgeving = = de onderstaande figuur toont nabijgelegen plaatsen in een straal van 8 km rond St.Louis., zal op geen enkele manier de iconische mijlpaal voor de regio overschaduwen. Maar, op zijn eigen manier, zal de nieuwe brug een aanzienlijke impact hebben op reizen binnen Missouri en Illinois en door het hart van Amerika.

massaproductie
eind 2009 werd het hoofdspanproject toegekend aan een joint venture van Massman Construction Co., Traylor Brothers Inc. en Alberici constructeurs voor 229 miljoen dollar. Dit project omvatte een 2,771-ft brug met een 1.500-ft hoofdspanning en twee 400-ft-hoge delta-vormige torens. De nieuwe brug zou naar schatting 50.000 cu yd beton nodig hebben. De nieuwe brug is de op twee na langste kabeloverspanning in de VS.
bijna twee jaar na de bouw van de nieuwe Mississippi River Bridge, bereiken de twee torens ter ondersteuning van de hoofdspanning van de cable-stayed bridge over de Mississippi net 175 ft boven water.
de twee voorgaande jaren werden besteed aan het leggen van het beton dat nodig was voor de twee 400 ft torens, die 1500 ft uit elkaar lagen aan de oevers van de Mississippi. Als een ijsberg, is veel van het beton dat nodig is om deze enorme torens te ondersteunen verborgen onder het turbulente wateroppervlak, zelden of nooit te zien door rivierreizigers.
elk van de twee torens bestaat uit zes 12-ft-diam. geboorde assen die gaan door ongeveer 70 ft slib en modder in ongeveer 20 ft kalksteen. Een 13-ft-deep seal course bereikt de top van de geboorde as en werkt als een afdichting voor de massieve kist. De funderingen van de toren, elk 20 ft diep, 55 ft breed en 88 ft lang, zijn de grootste van de massa betonplaatsen op het project. De torenbasis, die ongeveer 70 ft boven de voet stijgt tot aan de voet van het brugdek, zit bovenop de massieve voet.
deze twee hoofdtorens moeten niet alleen het gewicht van de brug en het verwachte Interstate verkeer dragen, maar ook bestand zijn tegen mogelijke aardbevingen, botsingen met schepen en de harde wind langs de Mississippi. Om de torens robuust genoeg te maken om aan al deze eisen te voldoen, hebben ingenieurs een enorme hoeveelheid betonstaal in de funderingsontwerpen verwerkt. Elke toren Stichting bevat meer dan 1,9 miljoen pond aan betonstaal-de meeste van 21?4 in. in diameter.Dit nauw opeengepakte web van betonstaal werd door veel van de werknemers bij het project de “kanarie kooi” genoemd, omdat het staal zo dicht was geplaatst dat een kanarie niet tussen de staven kon passen. De hoeveelheid staal had een aanzienlijke invloed op het berekenen van de betonhoeveelheden voor de fundering.
” Normaal neemt u het volume van het betonstaal in funderingen niet op in een betongiet, omdat het onbeduidend is. In het geval van deze funderingen, het betonstaal was gelijk aan 100 cu yd van beton in volume,” zei Chris Kelly, Missouri Department of Transportation (MoDOT) senior construction inspector voor de belangrijkste overspanning.
het transporteren en plaatsen van beton voor deze twee funderingen bracht ook uitdagingen met zich mee. Eerst was er de enorme hoeveelheid beton die in één keer moest worden gegoten. Elke fundering pour, de grootste van het project, betrokken meer dan 3.600 cu yd van beton. Elke fundering moest één continue giet zijn. De eerste fundering, voor de toren aan de kant van Illinois, duurde 43 uur. Bemanningen begonnen vroeg op een dinsdagochtend en stroomden door woensdag en in vroege donderdagochtend. Sinds crews leerde van de eerste massieve stort, de tweede stort, voor de toren van de Missouri kant, duurde bijna 36 uur.
“zodra de pour begint, bent u toegewijd en is er geen weg terug,” zei Tom Tavernaro, Project engineer bij de joint venture.Naarmate de werknemers zich voorbereidden op deze massale stortingen, was planning de sleutel tot succes. Ingenieurs hielden een prepour planningsbijeenkomst met alle belangrijke medewerkers om ervoor te zorgen dat alle betrokkenen het pour-plan begrepen en wisten hoe om te gaan met eventuele onvoorziene gebeurtenissen.
beton voor deze massieve stort werd geleverd door een joint venture van lokale betonproducenten. De twee bedrijven maakten veel voorbereidingen voor deze aanhoudende stort. Eerst maakten ze proefpartijen om ervoor te zorgen dat het beton de minimale druksterkte van 6.000 psi zou bereiken, maar toch gemakkelijk te pompen en soepel rond het overbelaste betonstaal te stromen. Het beton werd geleverd door twee planten—een aan elke kant van de Mississippi rivier. Op die manier, als de toegang van een fabriek werd geblokkeerd door het verkeer, De pour kon soepel blijven. Een derde installatie stond paraat in geval van een storing in een van de twee hoofdcentrales.
alle routes voor de vrachtwagens moesten worden gepland om verkeer en vertragingen bij spoorwegovergangen te voorkomen. Er werden extra chauffeurs in dienst genomen en indien nodig stonden extra vrachtwagens paraat. Elk detail voor de massale stort, inclusief waar de trucks omdraaiden, waar monsters werden genomen voor tests en waar de trucks zouden worden schoongemaakt, werd zorgvuldig gepland om vertragingen te voorkomen.
de planning voor onvoorziene uitgaven leverde de Illinois tower pour op. Vrachtwagens stroomden gestaag naar het project, maar werden geblokkeerd door een trein die om 2 uur ‘ s nachts de weg overstak en stopte op een kritieke spoorwegovergang. Hoewel er al een goede hoeveelheid beton op het terrein was, was het vroeg genoeg in de stort dat bemanningen contact moesten opnemen met de spoorweg om de trein te verplaatsen. Zoals het was, de rij van gevulde betonnen vrachtwagens wachten om naar de stort back-up ongeveer een halve mijl voordat de trein kon worden verplaatst van de oversteek.
het proces voor de massieve stort werd eveneens zorgvuldig gepland. Twee betonpomptrucks werden op de rivieroever geplaatst, met een reservepomptruck paraat in geval van pech. De bemanningen installeerden tijdelijke loopbruggen om de gladde leiding vast te houden om het beton naar de torens te transporteren. Een plaatsing boom op de toren hielp bemanningen direct het beton naar de funderingen. Ingenieurs bepaalden een zeer specifiek plaatsingspatroon om ervoor te zorgen dat al het beton kon worden geplaatst zonder koude gewrichten. Zij stelden vast dat een minimale stortsnelheid van 100 cu yd per uur in ongeveer 2-ft lagen nodig was om ervoor te zorgen dat de gehele fundering een continu blok beton was.
Om ervoor te zorgen dat het beton soepel rond de enorme hoeveelheden betonstaal stroomde, optimaliseerden de ingenieurs het mengsel met een viercomponenten aggregaatmengsel met een hoge inzinking. Ze voegden polycarboxylate high-range water reducer om de inzinking te verhogen van 10 in. tot 11 in. zonder geaggregeerde segregatie.
” je krijgt maar één kans om de pour goed te doen en je hebt een game plan nodig waarmee alle spelers aan boord zijn, ” zei Tavernaro.

thermische beveiliging
aangezien deze enorme hoeveelheid beton in één keer werd geplaatst, was een andere belangrijke zorg de thermische regeling van het beton. Ingenieurs wilden voorkomen dat de buitenkant van het beton sneller koel zou gieten dan de binnenkant. Om dat te voorkomen moesten ze een temperatuurverschil van minder dan 40º handhaven.
het ontwerpteam gebruikte een drieledige aanval om thermisch kraken te voorkomen. Het plan, ontwikkeld door de CTL groep van Skokie, Ill., inclusief een prestatie – gebaseerde temperatuurverschil limiet die een curve van toegestane temperatuurverschillen tussen de kern en buitenoppervlakken, afhankelijk van de sterkte van het beton vastgesteld.
eerst gebruikten ingenieurs een speciaal Betonmengsel dat minder warmte genereerde. Zij vervingen 70% van het cement in het mengsel door een gemalen granulaat hoogovenslak, een mengsel dat niet algemeen wordt gebruikt. Aangezien het slakmengsel een lagere warmte van hydratatie dan cement heeft, beperkt het de piektemperatuur van het beton. Het gebruik van de slak creëerde zijn eigen uitdagingen, omdat mixen zoals deze meestal minder stabiel zijn. Ingenieurs moesten ervoor zorgen dat de mengsels consistent waren—vooral als we kijken naar de luchtverstrooiing en de instorting van de consistentie van de mix. Een consistent mengsel is nodig om consistente sterktes, werkbaarheid en doorstroming te garanderen. De inspecteurs voerden zowel in de fabriek als ter plaatse een zeer gedisciplineerd kwaliteitscontrole-en kwaliteitsborgingsplan uit om ervoor te zorgen dat het beton aan alle gewenste kwaliteitsnormen voldeed.
ten tweede gebruikte het team koelbuizen om de warmte in de kern van de giet te verminderen. Bemanningen geplaatst plastic buizen elke 5 ft verticaal en horizontaal door de massa gieten. Een continue stroom van bijna 40º Mississippi rivier water werd continu gepompt door de buizen om warmte weg te zuigen uit de binnenkant van de massa gieten. Zodra het beton voldoende afgekoeld, werden de buizen afgesneden om zelfs met de fundering en gevuld met een specie mengsel.
ten slotte wikkelden de werknemers grote thermische dekens rond de vormen en staken zij aan het einde van elke giet versterkingen uit. Door deze thermische dekens kon de buitenkant van het beton niet te snel afkoelen. Sensoren die in het beton zijn ingebed, laten de ingenieurs de sterkte van het beton en de huidige temperatuur bewaken. Dit zorgde ervoor dat het beton de temperatuurverschilgrens tijdens de uithardingsperiode niet overschreed. Deze drie methoden waren succesvol in het elimineren van scheuren in de funderingen van de nieuwe brug.Met de voltooiing van de werkzaamheden onder water en de uitdaging om enorme hoeveelheden beton achter zich te plaatsen, zullen de bemanningen die op de brug werken in de komende jaren veel vooruitgang zien. Het werk aan de torens zal nog ongeveer zes maanden duren, en dan zullen de arbeiders beginnen met het aansluiten van de balken en kabels die nodig zijn voor het dek. Het werk voor het project blijft op schema en bemanningen kijken uit naar begin 2014, wanneer het eerste verkeer de nieuwe brug zal oversteken—een project dat de Gateway Arch op de skyline van St.Louis city zal aanvullen. R&B