Lapszámok

San Diegoban 1914-ben megépítettek egy szokatlan szerkezeti megoldású vasbeton hidat a Georgia street-en. A híd méretei nem voltak különösebben jelentősek, szélessége 10 méter, hoszsza 23,5 méter volt. Elődjét, az 1907-ben épült rácsos (egyes források szerint fa anyagú) hidat lebontották.

A híd fényképe 2008-ban

A híd egy besüllyesztett autóút két oldalát kötötte össze. A kevert beton receptúrája nem ismert. Alátámasztása a két oldalon függőleges beton támfal volt. A támaszfal (alátámasztás) eredetileg csak a felső koszorúgerendánál volt behorgonyozva a környezetébe. Szerkezetét tekintve a híd három hosszanti íves főbordája ült rá a támaszfalra, pontosabban a támaszfal alsó harmadába befogás jellegű kapcsolattal volt rögzítve. A különlegessége abban állt, hogy az útpályát változó lábmagasságú lapos ívekkel támasztotta meg, egy szinte lebegő vasbeton lemezt alakítottak ki a teher viselésére és átadására. Ez függőleges értelemben statikailag jól definiálható, oldalirányát tekintve nem folytonos, a terhelés értelmezése összetett és megbízhatatlan. A lemezek letámasztásai nem tudták átadni a keresztirányú terheléseket vagy a feszítőerőket. A háromcsuklós bekötésű ívek instabilak voltak, mivel a csuklópontokon nem volt megbízható a súrlódási kapcsolat. Az 1914. évi elkészülésekor keletkezett fényképen és a 2008-as felvételen jól látható a hídszerkezet.

A Georgiai street hídja egy 1914. évi fényképfelvételen

A kétoldali alátámasztó betonfalazat 0 méter magasságtól 8 méteres magasságot ért el 600 méter hosszon. Ezt a betonfalazatot még a híd építésekor függőleges támaszokkal látták el, a felső síkját egy erős koszorúgerendával fogták össze. Behorgonyzást csak a gerendák magasságában alkalmaztak.

100 év nagy idő – még egy híd életében is

Az eltelt évszázadban néhány alkalommal kisebb-nagyobb javításokat végeztek a hídon, azonban a forgalomnövekedés, az időjárás viszontagságai és a földmozgások elleni védtelensége alaposan megrongálta a híd szerkezeti elemeit. A 2009-es Hídvizsgálati Jelentés (BIR) számos olyan helyet azonosított, ahol kezdeti szerkezetromlások (beton morzsolódása), súlyos repedések és a betonvasfedések hiánya volt észlelhető.

A beton lemállása utáni fedetlen betonacél látványa a támfalon és a hídszerkezeten is jellemző volt. A felülvizsgálat a támfalak rossz statikai állapotára és alapozási hibájára is rávilágított. Anyagvizsgálatot is végeztek, ahol a magminták a beton belsejében lévő további romlásokat és elégtelen tesztértékeket is kimutattak.

A különböző helyeken vett magmintákból megállapítható, hogy a javítások és az eredeti betonozott helyek vizsgált értékei nagyon eltérnek egymástól.

A feltáró mérnökök az alábbi megoldási javaslatokat tették:

• Az úszólemezeket cserélni kell.

• Biztosítani kell a fedéllemez korrekt alátámasztását és az erőátadás folytonosságát az alsó felépítményhez.

• Biztosítani kell a három íves hídgerenda feltámasztásának stabilitását a falazaton és környezetében.

• A spandrel (pályalemeztartó) oszlopok további nyírókapacitás-megerősítést igényelnek.

• A híd közepén a spandrel oszlopok nagyon nagy nyíróerő-terhelést kapnak, ennek feleljen meg a megerősítés.

• Az ívelt bordákat a nagyobb nyíróerő felvételére fel kell készíteni.

• A támfalat és egyben függőleges faltámaszt meg kell erősíteni.

Fel kell újítani!

A város vezetői és a civilek a híd felújítását határozták el, oly módon, hogy annak eredeti formáját, látványát nem lehet megbontani. A jóváhagyott felújítási terv a fedéllemez és a bordák közötti hosszirányú összeköttetés erősítésére összpontosított a híd és a fedéllemez közötti ide tervezett új nyírási panel segítségével. A nyírási panel nagy nyíróerőket továbbít, amelyeket az oszlopokban azonosítottak. A tervekben mindegyik íves szerkezetet ellátták ezzel a nyírást felfogó erősítéssel. Minden oszlopra cserét írtak elő. Csak a háromíves főtartót tarthatta meg a kivitelező, az elemek visszabontására az erőjáték okozta stabilitásvesztés miatt külön tervet készítettek. Előírták az íves főtartók szükség szerinti kibontását, a repedések feltárását, a morzsolódásokat és környezetük feltárását. A terv szerint a hosszanti íves bordákat pótvasalással kell erősíteni és különleges, ide tervezett betonnal kell körbeönteni, amely a kellő megerősítést és a repedésmentességet adja.

Az alábbiak szerint határozták meg az átalakítást:

• A falfelépítmények mögötti talaj javítása, részleges cseréje.

• Felépítmény ütköző utólagos felszerelése passzív ellenálláshoz.

• Az íves bordák utólagos megerősítése nyírás felvételére, betonburkolattal.

• A födémoszlopok teljes cseréje.

• Fedéllemez és korlát cseréje, felesleges AC eltávolítása.

• Nehéz, ideiglenes szerkezeti felépítés az ütközők és a tartófalak cseréjéhez.

• Aljzatfali stabilizálás földi horgonyokkal.

• Tartós falstabilizálás talajhorgonyokkal.

Ezenkívül a következő kéréseket kellett figyelembe venni:

• A University Avenue szélességének minimális csökkentése a szerkezeti megerősítéshez.

• A híd szélességének megnövelése szélesebb járdák számára.

• Dekoratív világítás felszerelése a járdákhoz és külön a hídpályához.

• Dekoratív megvilágítás felszerelése a támfal melletti gyalogos járdához.

• A támfal melletti járdák burkolatának cseréje.

Az építőknek a munkálatok ideje alatt egy-egy sávot biztosítaniuk kellett a forgalom számára, amit csak néhány alkalommal, az éjszakai órákban zárhattak le teljesen. A visszabontásnál különös gondossággal jártak el. A híd felépítményét és a függőleges oszlopokat fokozatosan bontották le. A demótervezés legfontosabb problémája az volt, hogy az egyenetlen terhelések miatt elkerülje az íves bordák károsodását a bontási művelet és a felépítmény eltávolítása során.

Felújítás korszerű technológiával

A támfalak és az íves főtartók minden négyzetcentiméterét megvizsgálták, kibontották a hibás részeket és megdolgozták a felületet, alkalmassá tették a ráöntendő réteggel való kapcsolatra.

A képen jól látszik a tartófal megerősítése, a vasalás és a betonozás. Ezt a megerősítést a falazat egész hosszán alkalmazták. Az építkezés következő szakasza az íves bordák felújítása volt. Az íves bordák teljes felületét kibontották a vasalatokig. Erre szerelték fel a további kengyel vasalásokat a szerkezet megerősítésére. A körbebetonozáshoz száladalékos SCC keveréket terveztek.

A beton öntéséhez kapcsolódó váratlan problémák elkerülése miatt a kivitelezőnek átfogó teszteket kellett elvégeznie annak bizonyítása érdekében, hogy a beton a zsaluzaton belül tömören körbezárja a szerkezetet és a megfelelő sima felületet eredményezi.

A makettvizsgálatok kimutatták, hogy a makroszálakkal kevert beton nem adott megfelelő minőségű betonfedést, azonban az 1,5 lb mikroszálas adagolással a megfelelő folyásképesség alakult ki, amely a kellő minőségű betonfedést biztosítja.

Az eredeti tartófalak értékelése során statikusan és szeizmikusan instabil helyzetet tártak fel. Ezért a falazat teljes hosszában elvégezték a beton megerősítését és számításokkal igazolt mennyiségű talajhorgony elhelyezését.

A támfalat a megfelelő vasalások elhelyezése után mindkét oldalon 25 cm-es betonréteggel erősítették meg. A tartófalazat alapozása sem volt megfelelő, ezért csak hézagos szakaszolással lehetett az alapozás megerősítését és a talajhorgonyok elhelyezését elvégezni. A kivitelezés során folyamatos mérnöki együttműködés volt. A visszabontások, a megerősítésre szoruló helyek letisztításakor világossá vált, hogy a tervezettnél több munkára van szükség. A bizottság megvizsgálta a kivitelezés módosításának lehetőségét, és biztosította a szükséges többletforrásokat.

Az eredeti tervek szerinti határidőre (2018. szeptember) a híd nem készül el, több hónapos határidőcsúszás várható. A híd befejezése után folytatom az ismertetést. Az összefoglaló szerzője Ebrahim Amirihormozaki, PhD., PE., szakértők: Kelly Burnell, PE., Jim Frost, PE., Frank Gaines, PE., Isac Vallejo, PE.

Források: roadsbridges.com content.cdlib.org commons.wikimedia.org sandiegoreader.com