DSI USA verstärkt I-39/Kishwaukee River-Brücke in Illinois

Die Kishwaukee River-Brücke ist Teil der Schnellstrasse I-39, die von Nord nach Süd durch den US-amerikanischen Bundesstaat Illinois verläuft. Die I-39 ist vor allem am Wochenende stark frequentiert. Sie wird hauptsächlich von Bewohnern der Stadt Chicago genutzt, die ihre Wochenenden in Wisconsin verbringen.

Die Kishwaukee River-Brücke besteht aus zwei getrennten Brückenbauwerken für jede Fahrbahnrichtung und leitet den Verkehr bei Rockford über den Kishwaukee-Fluss.

Bei der Doppelbrücke handelt es sich um zwei Freivorbaubrücken, die seit 1980 in Betrieb sind. Jede der Brücken gliedert sich in fünf Felder mit Hauptspannweiten von 51,8 m + 3x76,2 m + 51,8 m (170 ft + 3x250 ft+170 ft). Da die Doppelbrücke zur ersten Generation von Brücken gehört, die in Freivorbauweise erstellt wurden, entschlossen sich die damaligen Ingenieure für je ein einfaches Schubverbindungssegment, das sich normalerweise nahe am Schwerpunkt des Querschnitts befindet.

Beide Brückendecks sind jeweils rund 332 m (1096 ft) lang. Jede Auskragung besteht aus 17 ca. 2,2 m (7'-3/5") langen Segmenten und einem Brückenpfeilersegment in einer Länge von rund 1 m (3'-6"). Die verbindende Schlusslamelle hat eine Länge von knapp 1 m (3'-2 3/4"). Bei dem Bau der Brücke verwendete die DSI USA Ende der 70er-Jahre statt dem ursprünglich vorgesehenen Vorspannsystem das spezielle DYWIDAG Stabspannsystem.

Zu Beginn des neuen Jahrhunderts entschloss sich der Betreiber der Brücke, die Verkehrsbehörde von Illinois (IDOT), die Brücken zu renovieren, um die Lebensdauer
der Doppelbrücke zu verlängern. Für das von der Parsons Transportation Group entwickelte Design waren zur Verstärkung jeder Brücke insgesamt 24 externe Spannglieder des Typs 12x0,6" in verschiedenen Längen notwendig.

Der Vertrag für die Instandsetzung der Brücken wurde mit demselben Team abgeschlossen wie vor 28 Jahren: der Generalunternehmer EKS beauftragte auch dieses Mal die DSI mit der Lieferung und Installation der Vorspannsysteme. Die besondere Herausforderung bei diesem Projekt bestand darin, dass die Arbeiten sehr schnell durchgeführt werden mussten, um den Verkehrsfluss möglichst wenig zu behindern.

In den 70er-Jahren hatte man, wie damals üblich, keinerlei Vorkehrungen für eine spätere Installation von zusätzlichen Spanngliedern getroffen. Aus diesem Grund mussten in beide Brücken neue Umlenkungsbalken und neue Verankerungszonen an den bestehenden Querträgern eingebaut werden. Die neuen Verankerungen und Umlenkungen wurden vor Ort innerhalb der Hohlkastensegmente betoniert und anschliessend vorgespannt.

An Stelle von vorgebogenen Stahlrohren wurden durchgängig gekrümmte Trompeten (diablos) in den Umlenkungsbalken betoniert, um grosse Abweichungen vom theoretischen Spanngliedprofil zu ermöglichen. Neuesten technischen Standards gemäss wurden die Litzen mit einem durchgängigen HDPE-Hüllrohr von Anker zu Anker mit hochleistungsfähigem Betonmörtel und modernem Equipment injiziert. Auf Grund der Verwendung der diablos und durchgängigen HDPE-Hüllrohre wurden an den vorhandenen Hohlkastenquerträgern speziell entwickelte Verankerungen installiert. Die Platzierung der Anker wurde durch die bereits vorhandene Bewehrung und Schubvorspannung in den Querträgern erschwert.

Alle Beteiligten arbeiteten während des gesamten Projekts aufgrund der komplizierten 3D Geometrie eng zusammen, um die schwierige Aufgabe, den geeigneten Verlauf der Spannglieder, bedingt durch den geänderten Verlauf der Bewehrungsstäbe und Schubnadeln, zu bestimmen.

Für die Positionsbestimmung der bestehenden Vorspannung und Bewehrung in den Brückenquerträgern wurde betondurchdringendes Radar (GPR) eingesetzt. So konnten direkt im Anschluss die Kernbohrungen für den Verlauf der Spannglieder durchgeführt werden. Nach dem Betoniervorgang wurden die neuen Verankerungen und die durchgängigen HDPE-Rohre erfolgreich installiert.

Die Arbeiten wurden durch den grösstenteils abgewichenen Verlauf der Stabspannglieder in den Querträgern und die langen Spannglieder von je rund 235 m (770 ft) Länge erschwert. Dazu kam noch, dass das Vorspannen der Litzen durch die Anordnung der Spannglieder in den oberen Ecken der Hohlkastenträger schwierig war und die neuen Spannglieder und Verankerungen sehr eng nebeneinander installiert werden mussten.

Die Brücke konnte im Mai 2008 für den Verkehr in Richtung Süden fertiggestellt werden. Auch die Arbeiten an der Brücke für den Verkehr in Richtung Norden wurden Anfang August 2008 innerhalb des vorgegebenen knappen Zeitrahmens erfolgreich abgeschlossen.