Una meraviglia artificiale: le sfide della costruzione del ponte ferroviario I-90 nello Stato di Washington - Binari e strutture ferroviarie

2022-11-10 15:57:07 By : Ms. Leena Wang

L'orchestrazione di un mosh pit non può essere facile.È necessario assicurarsi che tutti i partecipanti che forniscono la stabilizzazione siano in perfetta sincronia, e anche se viene eseguita ad alto livello, c'è ancora la preoccupazione che una caduta del braccio senza tempo possa creare un disastro.I lavoratori sul ponte galleggiante nello Stato di Washington devono essersi sentiti come se dovessero eseguire questo coordinamento di massa giorno dopo giorno.Anche quando hai a che fare con pontoni di cemento invadenti, la delicatezza richiesta è uguale a camminare in un mare di mani erette.Solo l'idea di un treno della metropolitana leggera che si muove su un ponte che poggia su un lago è abbastanza impressionante, ma il processo di costruzione appartiene ai libri dei record.Il ponte galleggiante I-90 sul lago Washington è ancorato alla grandezza, con ogni passo che richiede calcoli meticolosi e movimenti coordinati.Ad aggiungere densità a questa enorme sfida ingegneristica è la tragica storia di Washington con i ponti galleggianti.Due sono andati perduti durante le tempeste, il ponte galleggiante Hood Canal nel 1979 e il vecchio ponte galleggiante I-90 durante il fine settimana del Ringraziamento nel 1990.Il fatto che il Dipartimento dei trasporti di Washington (WSDOT) fosse disposto a fare di nuovo il grande passo è un'impresa in sé e per sé.Tuttavia, questa volta è diverso, ed è iniziato con le raccomandazioni provenienti da un pannello blu dopo la caduta del secondo ponte."Abbiamo avuto due ponti galleggianti che sono affondati, quindi c'è un alto livello di sensibilità e preoccupazione ogni volta che si lavora su un ponte galleggiante", il principale responsabile della costruzione di Sound Transit per il segmento Seattle-South Bellevue dell'East Link Extension, Sepehr Sobhani, ha detto a RT&S."C'erano alcune linee guida rigorose che sono state derivate da quel rapporto del pannello del nastro blu".L'ordine che aveva forse il tono più duro era il fatto che la stragrande maggioranza dei lavori poteva aver luogo solo da aprile a settembre.Prima che gli equipaggi potessero accedere al progetto, è stato necessario adattare i sistemi di sicurezza antincendio nei tunnel del Monte Baker, che portano il traffico al Lago Washington.Quel progetto è stato completato solo nel giugno 2017, che ha sostanzialmente dimezzato la prima finestra di lavoro del ponte galleggiante."Cercare di fare un lavoro significativo in quella prima stagione è stato piuttosto difficile", ha detto Sobhani."Siamo stati in grado di colpire il suolo correndo, però, in una certa misura."L'iniezione del progetto con la velocità necessaria è stato un metodo alternativo di consegna del contratto chiamato GCCM civile pesante.Secondo Sobhani, è un ibrido tra un design-build e un design-bid-build delivery.Anche i mock-up testati ben prima di giugno hanno recuperato tempo e hanno assicurato certezza.Un esperimento riguardava gli attacchi dei binari realizzati appositamente per il ponte galleggiante.La pianificazione preliminare mirata insieme al flusso costante di competenze ha aiutato a spostare il lavoro senza intoppi, anche durante una delle peggiori pandemie del mondo, il COVID-19."A volte andavi alle riunioni e ti girava la testa quando uscivi", ha osservato Sobhani."Ci vogliono molti esperti in diverse materie che si uniscono e lavorano insieme per superare queste sfide".La prima sfida è stata certamente intimidatoria: condurre il post-tensionamento più lungo della storia.Ci sono due ponti galleggianti, uno che serve la I-90 in direzione est e uno che serve la I-90 in direzione ovest.I binari si trovano sulle corsie interne della campata in direzione ovest.I pontoni, che sono imbullonati insieme, fungevano da elementi costitutivi della struttura galleggiante e ciascuno di essi è lungo 360 piedi.Complessivamente la serie di pontoni ha richiesto circa 3.600 piedi di post-tensionamento.Sono stati utilizzati venti tendini, ognuno dei quali trasportava 615.000 libbre di forza.Le squadre hanno dovuto realizzare dei fori, che sarebbero serviti da condotti, e costruire enormi telai di reazione per preparare il ponte per il post-tensionamento.Ogni volta che veniva praticato un foro, venivano inseriti e testati tappi di qualità marina per mantenere l'integrità stagna dei pontoni."Il ponte galleggiante è progettato con una serie di celle e porte stagne per compartimentare la struttura in modo da poter fermare l'allagamento progressivo se una di queste celle ha preso acqua", ha affermato Sobhani.La complessità come il mantenimento dell'integrità a tenuta stagna dei pontoni era uno dei tanti motivi per cui un architetto navale doveva preparare e rivedere qualsiasi piano di lavoro che richiedesse lo zavorramento del pontone.Ogni telaio di reazione pesava 20.000 libbre e ce n'erano 10 su ciascun lato del ponte galleggiante.Si trovavano all'interno dei pontoni, il che richiedeva che parti e pezzi dei telai passassero attraverso i portelli a tenuta stagna di 3 piedi x 2 piedi sul ponte del ponte, nonché le porte stagne tra le celle del pontone.Uno dei pezzi pesava fino a 3.500 libbre, quindi per il trasporto venivano utilizzati carrelli che correvano su superfici in teflon.Catene e argani sono stati utilizzati anche per impostare i telai.Poiché ciascuno dei pontoni era unico, le scansioni 3D LiDAR delle superfici sono state condotte e utilizzate durante la fabbricazione dei telai in modo che la vestibilità fosse aderente.Il processo di post-tensione ha effettivamente accorciato il ponte di circa 4,5 pollici, o 2,25 pollici su ciascun lato del ponte.I giunti di dilatazione alle estremità del ponte hanno accolto l'aumento del divario.La parte galleggiante del ponte è essenzialmente una struttura viva e respiratoria.Le strutture di avvicinamento sono fisse, ma la campata di transizione è il cardine che si muove su, giù, a sinistra ea destra... essenzialmente il movimento dell'acqua sotto i pontili galleggianti.La rotaia deve anche imitare il movimento del lago Washington, richiedendo l'installazione di otto innovativi ponti ferroviari.I ponti dei binari sono stati appositamente progettati per compensare sei gamme di movimento del lago per consentire ai treni di viaggiare in sicurezza dalle sezioni fisse del ponte alla sezione galleggiante.Quasi 9.000 blocchi di cemento leggero appositamente progettati e costruiti sono stati fissati all'impalcato del ponte utilizzando una resina epossidica specializzata chiamata DexG.La rotaia è stata quindi fissata sui blocchi, con tiranti in acciaio posti tra di loro per mantenere lo scartamento, simile ai sistemi di collegamento ferroviari standard.I blocchi sono stati fabbricati in un cantiere di prefabbricati e spediti al sito.Prima della consegna, i lavoratori versavano uno strato di malta elastomerica che conteneva pezzi di sughero.La malta ha due scopi: ha fornito resilienza al sistema ferroviario in termini di smorzamento delle vibrazioni dei treni che attraversano e impedisce anche il trasferimento di qualsiasi tipo di guasto all'impalcato del ponte stesso.Prima del posizionamento dei blocchi, è stata eseguita la molatura della superficie dell'impalcato del ponte per creare una superficie uniforme che potesse essere sottoposta a misurazioni di rilievo approfondite per impostare l'allineamento e il profilo della rotaia.L'appaltatore lo farebbe alloraappendere ogni blocco imitando un metodo di installazione dei binari dall'alto verso il basso e iniziare il processo di adesione dei blocchi all'impalcato del ponte con l'uso della malta epossidica.La resina epossidica è stata iniettata tra il piccolo spazio vuoto dell'impalcato del ponte ei blocchi che pendevano dal binario.Un filo di acciaio è stato quindi utilizzato per massettare la resina epossidica per eliminare eventuali bolle d'aria."Quando lavorano tutti insieme", ha detto Sobhani, "sono in grado di accogliere tutti quei diversi movimenti del ponte galleggiante".Due prototipi sono stati fabbricati da Jesse Engineering a Tacoma, Washington, e testati al TTCI di Pueblo, Colorado. I prototipi sono stati sottoposti a test cinematici approfonditi per assicurarsi che le sezioni fossero in grado di adattarsi alla gamma di movimenti.I treni a quattro carrozze in funzione a 55 mph hanno attraversato i prototipi per testare le prestazioni dei ponti dei binari e, secondo Sobhani, il viaggio è stato fluido.L'aggiunta del binario al ponte galleggiante ha richiesto all'appaltatore di rimuovere il peso dalla struttura.Per fare ciò, è stata rimossa una barriera sul lato sud del ponte in direzione ovest.La barriera, progettata per il traffico veicolare, non era più necessaria e il calcestruzzo è stato tagliato in conci e utilizzato come zavorra temporanea per la pista.Al momento della stampa, era stato installato il binario in direzione est e la maggior parte del binario in direzione ovest era a posto.L'impostazione della pista in direzione est è stata un po' complicata perché includeva l'installazione del guardrail.Poiché il binario in direzione est era adiacente al lago, era necessario il guardrail per prevenire l'improbabile possibilità che i treni entrassero in acqua.Lo spazio di lavoro era la sfida quando si lavorava sulla pista in direzione ovest.Con la campata in direzione est completata, la larghezza della zona di costruzione era solo di circa 25 piedi e dovevano essere lasciati 10 piedi di spazio affinché WSDOT potesse eseguire operazioni e manutenzione."A questo punto eravamo limitati all'accesso alle golf car", ha detto Sobhani.C'erano punti di accesso su entrambi i lati del ponte e le corsie potevano essere temporaneamente chiuse se necessario, ma l'intero processo richiedeva molto coordinamento, programmazione e comunicazione efficaci."Se non ti metti in sequenza correttamente, ti tagli e essenzialmente ti dipingi in un angolo", ha spiegato Sobhani.La manutenzione a lungo termine doveva essere affrontata anche durante le fasi di progettazione e costruzione del ponte galleggiante.I treni che attraversano la struttura dipendono dall'elettricità e la corrente vagante può essere problematica perché può causare una corrosione avanzata.La protezione catodica è lì per combattere questo problema.La malta elastomerica, gli attacchi dei binari, le stecche, ecc. sono stati tutti trattati ed è stata spruzzata una poliurea sull'impalcato del ponte per evitare che eventuali correnti vaganti entrassero nell'armatura del ponte galleggiante.È stato anche installato un cavo elettrico attuale per fungere da ulteriore livello di sicurezza contro la corrosione.La corrente vagante viene catturata in questo cavo collettore e portata alle estremità del ponte e messa a terra.Anche i raddrizzatori all'interno dei pontoni fanno parte della protezione catodica.I raddrizzatori sono automatizzati e imprimono effettivamente corrente nell'acciaio perché la corrosione si verifica quando la corrente vagante lascia l'acciaio di rinforzo, quindi imprimere una corrente costante può impedire che ciò accada.I raddrizzatori misurano e calibrano costantemente per assicurarsi che venga raggiunto il giusto equilibrio, perché se viene impresso troppo nell'acciaio si ha quello che chiami infragilimento da idrogeno.Prove, pianificazione preliminare, riunioni: tutto e altro ha aiutato la costruzione a superare le sfide previste, ma che dire dell'unica grande sfida che ha dettato i propri tempi: COVID-19?È stato seguito il consueto protocollo, distanziamento sociale, screening della temperatura, ecc., ma nessuno poteva diventare completamente immune dal virus.Mettere in quarantena un equipaggio per 10-14 giorni metterebbe seriamente in crisi un programma di costruzione che era già stato ridotto a sei mesi all'anno.Il lavoro all'interno del pontone è stato per lo più completato prima che la pandemia si diffondesse negli Stati Uniti e una pianificazione efficace ha contribuito a impedire ai lavoratori di stare uno sopra l'altro.Durante la nostra intervista alla fine dell'estate, Sobhani ha affermato che gli equipaggi dei binari del ponte galleggiante erano privi di casi di COVID-19, ma se si verificava uno c'erano gruppi di lavoratori sparsi per l'intero progetto di 7 miglia, non solo sul ponte galleggiante.Se necessario, i lavoratori potrebbero essere ritirati da altre aree per completare i compiti lasciati da un gruppo in quarantena.Leggi altre storie sui ponti ferroviari.