Pressione o freio

IDOT lançou um desafio para o desenvolvimento de uma solução viável e econômica para acelerar a substituição da infraestrutura de pontes envelhecidas nos EUA uma plataforma de concreto e instalado no local em horas ou dias.

Nota do editor: este artigo é baseado em parte em uma apresentação no AISC World Steel Bridge Symposium 2019, St. Louis, 3 de abril de 2019.

Não é nenhum segredo que a infraestrutura da América está para ser substituída. Quando a ponte do rio Mississippi I-35 em Minneapolis desabou em 2007, matando 13 pessoas, todo o país percebeu.

Dois anos depois, a Lei Americana de Recuperação e Reinvestimento incluiu quase US$ 50 bilhões em financiamento para infraestrutura de transporte para apoiar os reparos necessários e investimentos transformadores de longo prazo em comunidades em todos os estados. A reparação e substituição da infra-estrutura é um objetivo com o qual ambos os partidos políticos parecem concordar.

De acordo com o Bureau of Transportation Statistics, havia mais de 617.000 pontes em 2019 nos EUA e apenas 279.582 – 44% – estão em boas condições. Mais de 56.000—9,1%—das pontes do país foram classificadas como estruturalmente deficientes em 2016.*

Tempo é essencial. Quase quatro em cada 10 têm 50 anos ou mais, de acordo com a declaração de 2017 da Sociedade Americana de Engenheiros Civis (ASCE).

A economista-chefe Dra. Alison Premo Black, da American Road & Transportation Builders Association (ARTBA), disse: "No ritmo atual, levaria mais de 50 anos para consertar as pontes estruturalmente deficientes da América."

"A maior necessidade está na categoria de vãos curtos de 140 pés ou menos", disse o Dr. Karl Barth, da Universidade de West Virginia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, acrescentando que quase metade das pontes estruturalmente deficientes caem no curto-circuito. categoria de extensão. Uma ponte de vão curto é definida como uma ponte que é a distância entre dois suportes intermediários menores que 140 pés.

Buscando maneiras novas, melhores, mais rápidas e mais baratas de substituir pontes para ajudar a enfrentar a crise de infraestrutura dos EUA, o IDOT lançou um desafio para o desenvolvimento de uma solução econômica e viável para substituir a infraestrutura de pontes antigas por estruturas de vão curto de até 80 pés.

Barth chefiou o grupo de trabalho da indústria responsável pelo desenvolvimento da tecnologia.

Os pesquisadores da West Virginia University começaram com a forma de uma típica caixa trapezoidal soldada, mas fabricaram-na por meio de dobradeira para economizar custos e tempo. A fabricação foi realizada pela Greiner Industries. Foto cortesia da Short Span Bridge Alliance.

Fomos incumbidos pelo departamento federal de rodovias de desenvolver sistemas para a aceleração da construção de pontes de curto alcance que seriam econômicas", disse Barth. "O objetivo era usar larguras de placa padrão e comumente disponíveis de 84 pol. e assim por diante." O processo também tinha que ser compatível com a produção em massa para evitar os custos de personalização.

Qual é o sistema? É simplesmente uma viga tubular de aço simples com um deck de concreto pré-moldado - com uma torção.

"Ficamos com uma caixa trapezoidal de aço padrão, mas a fabricamos a partir de dobra de dobradeira em vez de soldagem convencional", disse Barth. "Os recursos para o curto vão podem ser produzidos em cerca de 30 a 40 minutos usando a prensa dobradeira."

O tipo de viga é a proporção de inclinação da viga trapezoidal comum nos EUA de 1-4 nas bordas, com um raio de curvatura de 5T, explicou Barth. "Achamos que não precisávamos de muita compressão no flange. Nós os mantivemos com 6 pol. de largura. Precisávamos apenas o suficiente para segurar os pinos até colocarmos o deck lá."

A viga tubular de placa formada por prensa dobrada (PBFTG) é galvanizada para prolongar a vida útil e, em seguida, é coberta com uma plataforma de concreto. "Nosso padrão é galvanizá-los por imersão a quente por dentro e por fora para fornecer mais de 60 anos de proteção.

"Não é muito inovador. Mas é feito de uma forma que pode ser econômica no mercado de vãos curtos. Geometrias de pontes maiores e mais complicadas com cubas de seção fechada têm uma geometria muito ideal para aplicações de soldagem. O problema é que você não pode dimensionar essa tecnologia economicamente para o mercado de pontes curtas de 40, 60 e 80 pés", concluiu Barth.