Le pont du ruisseau Saratoga le long de la State Route 9 (Figure 1) a été construit en 1902 et permet une connectivité sûre et stable entre la ville de Saratoga et la communauté de Felton en Californie. Le pont a une arche en béton à deux travées, remplie de terre, avec un tympan de maçonnerie en moellons1 des murs. Les enquêtes précédentes n'ont trouvé aucune preuve de barres d'armature en acier au niveau des culées du pont2 ou à l'embarcadère3. Ces déficiences structurelles, associées à la détérioration des joints de mortier, rendent le pont susceptible d'être endommagé lors d'un événement sismique, en particulier compte tenu de sa proximité avec le système de failles de San Andreas, situé à environ XNUMX mètres.
En raison de ces problèmes, le pont doit être remplacé ou rénové en profondeur. La voie choisie est d'avoir une conception de pont «hybride», où un nouveau pont à poutres d'acier sera construit dans le corps du pont existant avec les murs de maçonnerie existants et les arches en pierre servant de façade dissimulant les nouvelles colonnes de support. La conception conserve l'aspect et la sensation du pont de pierre existant (qui bénéficie d'un fort soutien local) tout en garantissant que la structure survivra à un événement sismique et constitue la méthode la plus rapide pour terminer la construction.
Pour aider à la conception du pont hybride, la Direction de la géophysique et de la géologie (GGB) de Caltrans (Département des transports de Californie) a été chargée d'identifier les détails de construction de l'arche en béton et des murs de tympan en maçonnerie en moellons de la structure du pont en janvier 2020. Le pont La structure avait été étudiée avec succès avec un GPR en 2010, de sorte que GPR a été choisi pour ce projet d'évaluation non destructive.
Les objectifs étaient de trouver l'épaisseur de l'arche en béton au sommet et à la base, l'épaisseur du mur de tympan en moellons de maçonnerie et la profondeur du pilier en béton.
Résultats du sondage
Pour l'étude des murs, des profils unidirectionnels, en partant du haut, ont été acquis verticalement avec des transducteurs de fréquence centrale pulseEKKO® PRO 500 MHz, montés sur un châssis personnalisé avec accès depuis le tablier du pont (Figure 2, à gauche). Pour accéder aux parties les plus difficiles d'accès des arches et des murs, un camion snooper a été utilisé (Figure 2, à droite). Plusieurs lignes ont également été recueillies sur la base et la couronne de l'arc en béton du pont.
Figure 3 montre toutes les lignes GPR collectées le long des arcs en béton non armé du pont, de la colonne centrale et des murs en tympan du pilier 2 et de la culée 3.
Le travail GPR étant limité à deux jours pour cette enquête, toutes les données ont été collectées et sauvegardées dans différents projets sur le système GPR et traitées dans EKKO_ProjectTM Logiciel GPR pour obtenir des mesures d'épaisseur estimée. Pour obtenir une estimation précise de la vitesse de l'onde GPR, un trou carotté a été foré à la base de l'arche en béton au pilier 3 (Figure 3, à droite) pour mesurer l'épaisseur de la paroi du pont. La vitesse de l'onde GPR a été calculée en corrélant l'épaisseur de la paroi du noyau au moment de la réflexion GPR à l'arrière de la paroi. On a supposé que cette vitesse était représentative du reste du mur en béton.
L'interprétation et la recherche de l'épaisseur de paroi à partir des données GPR étaient simples, étant donné qu'il existait un bon contraste diélectrique entre le mur de blocs de grès et la terre compactée entre les murs du pont. Les coupes transversales GPR montrent la transition de réflexions radar uniformes à dispersées qui a été interprétée comme la transition du mur au remblai de gravats (Figure 4).
En plus de mesurer avec succès l'épaisseur de la paroi de l'arc en béton à la base et à la couronne à partir des données GPR, ils ont également pu confirmer l'existence d'une pâte (une pente inclinée) sur le mur à la partie secondaire 3, car l'épaisseur de paroi estimée semblait augmenter vers la base du mur (Figure 4, à droite). Les résultats de la jetée 2 ont fourni plus d'informations, les données GPR indiquant une épaisseur relativement constante au niveau de la colonne centrale et de la paroi de l'allège (Figure 4, à gauche), ce qui implique l'absence de pâte murale. Il a également mis en évidence les parois de tympan nettement plus minces par rapport à la partie secondaire 3 (Figure 3, à gauche).
Conclusions
GGB a reçu des commentaires positifs de l'équipe de conception du pont selon lesquels les interprétations du GPR ont fourni des détails précieux pour rédiger leur conception finale pour la préservation du pont existant. La conception hybride «pont dans un pont» a été acceptée et la construction devrait débuter en septembre 2022.
Données gracieuseté de Bill Owen de Caltrans.
Notes de bas de page
1 Un tympan est l'espace triangulaire formé par une arche, le haut ou le tablier du pont et tout élément structurel vertical.
2 Une culée de pont est la partie de la fondation du pont qui repose sur le sol à chaque extrémité du pont.
3 Un pilier est la principale colonne de support de la travée du tablier de pont qui traverse les culées.
