Documento tecnico: Costruzione di pali utilizzando fluido di supporto polimerico presso il Gull Wing Bridge, Lowestoft

Oct 30, 2023

Di Alex Wallis-Evans e Duncan Nicholson, Arup; Henry Spinks-Essam, KB Internazionale; e Steven Heaney, Quinn Piling

La Gull Wing è una nuova traversata del Lago Lothing a Lowestoft, lunga 350 m, con un ponte mobile mobile lungo 39,5 m, che viene aperto e chiuso mediante cilindri idraulici (vedere Figura 1). L'impalcato del ponte è largo fino a 22 metri e supporta un'unica carreggiata con percorsi pedonali e ciclabili combinati su entrambi i lati. L'attraversamento del ponte e gli argini di avvicinamento su entrambi i lati si collegheranno alla rete stradale esistente e allevieranno la congestione del traffico nella città associata ai brevi periodi di apertura del ponte esistente per consentire il passaggio delle navi.

Il basculante mobile sarà il più grande ponte mobile di questo tipo al mondo, azionato da cilindri idraulici. Il cliente del progetto è il Consiglio della contea di Suffolk e l'appaltatore principale è Farrans Construction. Arup è il capo progettista.

Le strutture Gull Wing comprendono un viadotto di accesso sud, un viadotto di accesso nord e un ponte mobile mobile (Kanaris, 2022). Due dei pilastri del ponte, il pilastro 4 (P4) e il pilastro 5 (P5), sono situati sull'acqua e sono sostenuti da pali trivellati rotanti in cemento armato del diametro di 1,08 m. Quinn Piling era l'appaltatore specializzato in palificazioni e a sua volta ha incaricato KB International di fornire la sua innovativa tecnologia per i liquami polimerici sintetici in questo progetto.

La disposizione della diga temporanea a palancole combinate del Molo 4 è mostrata nella Figura 2. La diga è formata utilizzando tubi di acciaio con diametro esterno di 1.220 mm che fungono anche da involucri temporanei per la costruzione di pali trivellati e palancole. I tubi a parete combinata rimangono in posizione per far parte dei pilastri del ponte delle opere permanenti e sostenere la protezione del parafango.

Le condizioni del terreno nelle posizioni del Molo 4 sono state interpretate dalle informazioni del pozzo ottenute dall'indagine del sito del 2019. Il pozzo, BH02A, è stato completato nella posizione del molo 4 ed è stato utilizzato per stabilire le condizioni del terreno per la progettazione della palificazione rotante. La Figura 3 mostra la stratigrafia interpretata da BH02A.

La Figura 3 mostra anche il profilo del test di penetrazione standard (SPT) per BH02A. Alcuni dei bassi risultati SPT in BH02A potrebbero essere associati alla "sabbia espulsa" incontrata durante lo scavo del pozzo. Il fluido di supporto è stato successivamente utilizzato per bilanciare le pressioni delle falde acquifere e stabilizzare il pozzo.

Le proprietà del terreno adottate per la progettazione sono riassunte nella Tabella 1.

Tabella 1: Profilo e proprietà del suolo

La Figura 4 presenta le curve di classificazione per il Crag Group, mostrando sabbia media di classificazione uniforme con tipicamente meno del 15% di limo e argilla e meno del 5% di ghiaia. A scopo di confronto, vengono anche tracciate le valutazioni pubblicate per i test condotti su Thanet Sand come parte del progetto Crossrail a Londra (Menkiti, et al, 2015). I pali sono stati precedentemente costruiti a Thanet Sand utilizzando il fluido di supporto di KB Polymers e sono stati eseguiti test di carico come riportato da Lam, Troughton, Jeffries e Suckling, 2010.

Il lago Lothing si trova all'interno del porto interno di Lowestoft. Il livello dell'acqua è influenzato dalla marea e la fluttuazione normale è di circa 2 metri. Si presuppone che il Gruppo della Falesia sia collegato idraulicamente al livello dell'acqua di mare.

L'intervallo di marea può essere significativamente più ampio durante le maree primaverili e durante gli eventi di marea (inondazioni). A Lowestoft, il livello dell'alta marea astronomica (HAT) è registrato come +1,48 mOD, mentre la sorgente media dell'acqua alta (MHWS) è +1,08 mOD (National Oceanography Center (NOC), 2022). Anche le maree possono aumentare il livello dell’acqua. Per tenere conto di questi effetti, il livello HAT è stato utilizzato per valutare il livello del fluido nel cumulo.

I pali che sostengono il pilastro 4 dell'attraversamento sono soggetti a grandi carichi statici quando il basculante mobile è in posizione "chiusa" e a grandi carichi ciclici quando l'impalcato del ponte rotola avanti e indietro per consentire il passaggio delle navi marittime. Il ponte è progettato per una media di 10 aperture al giorno durante i suoi 120 anni di vita progettuale. Pertanto la progettazione del palo per il pilastro 4 ha considerato la capacità assiale sia per condizioni di carico statiche che cicliche.