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53号干线堤道
53号公路干线(TH 53),位于弗吉尼亚州和明尼苏达州的南部,建于1960年的土地上拥有铁矿的利益。2010年,这些矿业利益集团通知MnDOT,弗吉尼亚的部分道路需要重新定位,以便获得宝贵的自然资源。新的路线将需要建造一座1100英尺的桥梁,横跨巨大的Rouchleau矿井,这是一个废弃的露天矿井。自2017年9月开放以来,这座桥是明尼苏达州最高的。
桥的高度要求很高,这给施工带来了挑战,需要一个堤道来提供桥梁底部的施工通道。manbet体育滚球被保留设计一个临时的岩石堤道,以支持来自建筑设备和支撑塔的不同的表面载荷,以及Terex CC 6800重型起重履带起重机,将桥梁提升到大约200英尺的空中,以建造横跨Rouchleau坑的TH 53桥。
堤道设计及建造
一般来说,堤道都是建在小溪和小溪上的,而且深度最小。然而,Rouchleau矿井是一个巨大的露天矿井,需要一个大约500英尺宽的临时堤道。完工的堤道深达110英尺,有5英尺露出水面。这条堤道的大小、规模和深度推动了堤道设计和建造的边界。

堤道的设计和建造需要一些创新措施,包括:
1.利用声纳监测水下坡度
在堤道施工中使用的爆破填土棱角较大,给堤道边坡几何形状的确定带来了困难。Kiewit是该项目的总承包商,该公司使用C4 Hydro Lite回声测深系统对岩坑进行了调查,并在25英尺的网格上将传感器设置在冰上钻孔中,并测量读数以验证深度和坡度几何形状。利用C4 Hydro Lite回声测深系统进行了地形测量。利用测量作为工具,在区域内放置额外的岩石以实现设计斜坡。

2.在地面使用土工格栅进行荷载传递
预计地面荷载范围从2600psf到7500psf不等,最大的荷载来自吊车进行桥梁施工。为了适应这种重要的表面重量,项目团队提出了一个由四个区域组成的堤道设计。由于Rouchleau矿坑的深度不同,设计中需要考虑到较低海拔处岩石被上面岩石的重量压碎而产生的强度变化。为了减少堤道表面岩石所需的厚度,该团队采用了Tensar BX1200聚丙烯双轴土工格栅,为施工提供了安全稳定的表面。

项目的挑战
堤道的位置、范围和规模给项目团队成员带来了许多挑战。项目团队面临的一个挑战是创建一个足够宽的堤道,为建筑活动提供安全和稳定的表面,同时满足预算要求。由于这些要求,堤道的设计需要解决许多复杂的问题,比如重型建筑设备和支撑塔的不同表面载荷,其中包括用于提升桥梁的巨大的Terex CC 6800重型履带式起重机。
堤道的深度本身就带来了许多复杂的挑战。开采的铁矿石用于建筑,致密,棱角分明,粗糙。由于Rouchleau坑的深度不同,堤道的设计需要考虑到低海拔岩石被上面岩石的重量压碎而产生的强度变化。堤道边坡采用Slope/W设计,这是一款能够模拟变强度特性的设计软件。manbet体育滚球Braun Intertec也使用Plaxis,一个有限元程序来模拟应力分布在不同的载荷条件下。

在为这条堤道设计的四个区域中,第四个水下区域的建设是由熟练的设备操作员完成的。施工过程包括越野卡车司机在堤道工地倾倒物料,然后用一台大型推土机将物料推入Rouchleau矿坑的水中。堤道的第3和第4段所用的材料是从附近的借方区开采的铁矿石。从借用区使用岩石的一个优点是,它离项目现场很近,卸载和装载的往返路程不到15分钟。这些越野车运输了大约32.5万立方码的岩石,也就是大约180,055辆卡车的重量。

由于MnDOT与矿业利益集团达成的协议,项目团队为完成堤道设定了严格的最后期限。尽管面临着规模、范围和严酷的冬季天气带来的复杂挑战,布劳恩Intertec还是能够在预算内按时完成堤道。manbet体育滚球随着堤道的完成,大桥的建设也在2017年底完成并开始通车。
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