31 
 
Next we had to select the steel beam for composite action. One of the first steps of this 
was to calculate the live and dead loads acting on the bridge. We also had to determine exactly 
where in the composite beam it goes from compression to tension. Once this was done, we 
looked at the AISC Steel Construction Manual to determine which beam would work. After this 
we calculated the number of studs required by looking at the shear strength of each stud and the 
total longitudinal force to be transferred between the concrete slab and steel girders.  
Once we chose our steel beam, we checked to make sure it was strong enough to hold before 
the concrete hardened. This was done by seeing the force applied to the beam by the wet 
concrete, and service live load. Along with making sure the beam could hold the weight, we 
looked to make sure the deflection would not be too great. The deflection was compared to the 
beam’s length to check this (the limit was L/360). We also checked to make sure that the service 
LL deflection wouldn’t be too high once the concrete had hardened (again the limit was L/360).  
The last thing we did was check the shear in the beam. The capacity had to be larger than the 
shear load applied to it. All hand calculations can be seen in Appendix C.  
3.1.3  Pre-Stressed Concrete 
When we focused on pre-stressed concrete, we first had to determine what type of 
structure to use. There are many different types, I beams (types I-VI), solid beams, t-beams, and 
boxes. We chose to use a cast-in-place (CIP) box beam. This was because box beams have 
relatively large moments of inertia compared to height and offer the best chance in meeting the 
clearance goals. For our CIP box, we used standard property values, outlined in Table 1.  
Pdf compress - Compress reduce PDF size in C#.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
C# Code & .NET API to Compress & Decompress PDF Document
acrobat compress pdf; pdf compress
Pdf compress - VB.NET PDF File Compress Library: Compress reduce PDF size in vb.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
VB.NET PDF Document Compression and Decompression Control SDK
adjust size of pdf file; change font size in pdf form
32 
 
Table 1: Section properties 
Material
Initial Concrete 
f ′ ci= 24 MPa Eci = 24,768 MPa 
Final concrete 
f ′c= 28 MPa 
Ec = 26,752 MPa 
Pre-stressing steel 
fpu = 1860 
MPa 
Ep = 197,000 
MPa 
Mild steel 
fy = 400 MPa Es = 200,000 MPa
Pre-stressing steel
Anchorage set 
thickness 
10 mm 
Pre-stressing 
@jacking 
fpj = 1488 MPa   
The first step was to determine the cross sectional properties. First, we decided that the 
bridge’s cross section should be about 35 inches deep from the top of the roadway surface to the 
bottom of the supporting girders. This is because the current bridge is 41” deep and an additional 
6” inches of clearance was desired. So, we made the bridge .889 m (35 inches) deep including 
the road surface. Next, we determined the distance between each girder. We decided that the 
distance between each exterior girder would be 20.5m, this accounts for 1.2m on each side as an 
overhang. Then, knowing that the distance in between each girder should be less than 2 times 
their depth, we decided to have 1.7 meters in between each one. This would mean that there are 
13 girders. All other dimensions are shown below in Figure 8.  
C# TIFF: How to Use C#.NET Code to Compress TIFF Image File
Compress Tiff. C# TIFF - Compress TIFF Files in C#.NET. C# .NET APIs and Sample Codes for How to Compress TIFF Document. C#.NET: Compress TIFF Files Overview.
pdf page size; change font size pdf comment box
VB.NET PDF Library SDK to view, edit, convert, process PDF file
Generally speaking, you can use this .NET document imaging SDK to load, create, edit, convert, protect, compress, extract, and navigate PDF document (page).
change pdf page size; compress pdf
33 
 
Figure 8: Cross-Sectional Diagram 
Once we had the bridge properties determined, we started to follow the AASHTO design 
guide in creating the bridge. The hand calculations can be seen in Appendix D. The first step was 
to calculate the loads. This was the same as the composite girder system. We used HL-93 live 
loading with 3.66m lanes. After the loads were calculated, we computed the live load distribution 
factors. Next, we determined the moment and shear forces. The loadings we used can be seen in 
Figure 9 below.  
C# WPF PDF Viewer SDK to view, annotate, convert and print PDF in
Split PDF Document. File: Compress PDF. Page: Create Thumbnails. Page: Insert PDF Pages. Page: Delete Existing PDF Pages. Page: Replace
can a pdf file be compressed; change font size in fillable pdf form
VB.NET Create PDF from PowerPoint Library to convert pptx, ppt to
Split PDF Document. File: Compress PDF. Page: Create Thumbnails. Page: Insert PDF Pages. Page: Delete Existing PDF Pages. Page: Replace
advanced pdf compressor online; reduce pdf file size
34 
 
Figure 9: Loading 
For the design of the bridge, we used fixed ends that prevented rotation. Because of the 
fixed ends, we used RISA for pre-stressed concrete. We also looked at loading cases of strength 
limit state I and service limit state I. Once this was done, we followed the standard AASHTO 
design method. This is outlined below. 
 Calculate pre-stress losses 
o Frictional losses 
o Anchorage set losses 
o Elastic shortening losses 
o Time-dependent losses 
o Total loss 
VB.NET Create PDF from Word Library to convert docx, doc to PDF in
Split PDF Document. File: Compress PDF. Page: Create Thumbnails. Page: Insert PDF Pages. Page: Delete Existing PDF Pages. Page: Replace
pdf files optimized; change font size in pdf fillable form
VB.NET PDF- HTML5 PDF Viewer for VB.NET Project
Split PDF Document. File: Compress PDF. Page: Create Thumbnails. Page: Insert PDF Pages. Page: Delete Existing PDF Pages. Page: Replace
pdf change page size; best way to compress pdf file
35 
 
 Determine pre-stressing force for interior girder 
o Force coefficients 
o Moment coefficients 
o Stresses in bottom and top fiber 
o Determines required area of pre-stressing steel 
 Check concrete strength  for interior girder, service limit state 1 
o Concrete stresses after instantaneous losses 
 Flexural strength design for interior girder, strength limit state 1 
o Concrete strength after total losses 
o Factored moments for an interior girder 
 Shear strength design for interior girder, strength limit state 1 
o Flexural strength design  
o Factored shear 
o Shear strength design 
o Steel required for shear 
Using a fixed end cast-in-place girder system will cause us to perform an extra task of 
redesigning the abutments in order to resist the moments caused by the girders. But, using 
fixed ends would lessen the mid-span moments and deflections. This would then allow us to 
use a shallower girder. The design of the abutments would include adequate rebar which 
would resist the rotational forces. However, we found that the force generated by the pre-
stressing steel was too high (124 Mpa) for the concrete to resist, thus eliminating this design 
as an option. Therefore, there was no need to redesign the abutments for this system.  
The design phase was a crucial section of our project. This is because meeting Mass 
Highway’s goals such as increasing sight distance and clearance was our main priority. Other 
factors such as cost and constructability were addressed to make the final decision on the 
design to be used. 
C# HTML5 PDF Viewer SDK to view PDF document online in C#.NET
Split PDF Document. File: Compress PDF. Page: Create Thumbnails. Page: Insert PDF Pages. Page: Delete Existing PDF Pages. Page: Replace
pdf font size change; best pdf compression
C# PDF Image Extract Library: Select, copy, paste PDF images in C#
PDF ›› C# PDF: Extract PDF Image. How to C#: Extract Image from PDF Document. Support PDF Image Extraction from a Page, a Region on a Page, and PDF Document.
pdf change font size in textbox; reader shrink pdf
36 
 
3.2 Cost Analysis 
In determining the cost of any large building project there are two things which have to 
be considered, the initial cost and the life-cycle cost. The initial cost is the cost of the 
construction of the bridge. This includes demolition of the current bridge, materials and 
components for the new bridge, and construction fees. This is something that gets bid on by 
different contractors who all submit different proposals. Along with initial cost, it is 
important to look at life-cycle cost. Large structures have a high amount of maintenance. We 
estimated how much the maintenance on the bridge would be in its expected service life.  
3.2.1 Initial Cost 
Our group estimated the original cost of the bridge. To obtain initial cost prices, we first 
gathered unit prices from a number of sources. Our main source was the 2009 R.S. Means Index
We also looked at the Florida DOT website and contacted subcontractors in Massachusetts. Our 
group adjusted all prices based on average inflation rates. Also, for the unit prices obtained from 
the Florida DOT website, we used a location factor to determine the price for Massachusetts.  
After gathering unit prices for all the materials, we measured the quantities for each material. 
In order to do this, we had to refer to our designs for various dimensions. After this, we 
multiplied our quantities with the unit prices to determine the final result. All calculations for 
take-off were done using an Excel spreadsheet. 
Finally, our group analyzed ways to lessen the initial environmental impact of the bridge 
through the use of recycled materials. We researched the salvage value for both concrete and 
steel. We also researched the cost of using recycled materials in the construction of the new 
bridge and whether or not there were any structural benefits of using recycled materials. From 
37 
 
our research, we were able to make recommendations according to the cost benefits of using 
recycled building materials. 
3.2.2 Life -Cycle Cost 
In determining the life-cycle cost of the new bridge to be built, there were 3 main steps. The 
first step was to determine the expected life of the bridge. The second step was to determine what 
has to be done to the bridge in its lifetime to keep it operational, and the third step was to 
calculate how much each one of those things would cost. The first step was very straight 
forward. In order to complete this, we looked at standard bridge expectations from Mass 
Highway and found out how long they expect each bridge to be operational. We also spoke with 
a Mass Highway designer to get a better insight on the life-span of a bridge in New England. 
Once this was done, we researched the maintenance operations that had to be done during the 
life-span of the bridge. This also included the affects of implementing sustainable practices such 
as solar powered bridge lights and water control. We looked at the frequency of these 
maintenance operations and how much they cost.  
From there, our group developed a spreadsheet that calculated the present worth of future 
required maintenance. The costs spreadsheet took inflation into account, along with an assumed 
discount rate of 6% annually. In this spreadsheet we determined how much money would need to 
be invested now, at the 6% discount rate, for all future maintenance to be accounted for. We then 
compared the invested amount to the total cost of the maintenance procedures during the life-
span of the bridge.  
38 
 
3.3 Construction Phase 
The construction phase was another major aspect of our project. We separated the 
construction phase into three sections. The first was traffic control. Our group had to devise a 
traffic control plan for both Rt. 122 and Rt. 20 that would be utilized during demolition and 
construction. The second section was site-design. Our group analyzed the site for storage space 
and access for construction operations. Storage space is vital for any construction site. Not only 
must we store the building materials, but also the heavy machinery that will be used. The final 
section was material selection, influencing this was ease of construction, weather conditions, 
along with other factors. Our group reviewed the different types of materials that were used in 
the new design. We focused on the most efficient way to dismantle the old structure and erect the 
new. 
3.3.1 Traffic Control 
From the start of this project, we knew that one of the largest issues in the site design for 
this bridge was going to be traffic control. This is because both roads are very busy. Rt. 20 is a 
major industrial road with heavy traffic. Together, with Rt. 122, they are pivotal in linking 
Worcester to the Mass Pike and surrounding areas.  In addition to this, where these two roads 
cross is an extremely urbanized area making site access and operations much more difficult.  
Health and safety was a main focus of this project. The area where this is most greatly 
affected is in traffic control. Last year, over 1,010 people died due to motor vehicle crashes in 
work zones in the United States (Mass Highway, 2008). This is something that could be 
prevented through a good Traffic Management Plan (TMP). In designing our Traffic 
Management Plan we considered (Washington State Department of Transportation, 2006): 
39 
 
 The safety of pedestrians, bicyclists, and motorists traveling 
through the work zone; 
 Protection of work crews from hazards associated with moving 
Traffic; 
 Capacity of facilities and delays to users; 
 Maintenance of access to adjoining properties; and 
 Issues that may result in project delay. 
Adding to this already difficult situation, we realized that there were going to be issues 
with both the roads. Initially we thought that just Rt. 122 was going to have to be closed or 
detoured. However, after talking to a Project Engineer at the Mass Highway District 3 Office, we 
learned that when dismantling a bridge, we also had to look at the bottom road and take 
necessary precautions (Nabulsi, 2009). 
3.3.1.1 Route 122 
The first part of traffic control that we looked at was what to do with Rt. 122. This is a 
very busy road with daily traffic of 24,400; and 15% of which are trucks (Massachusettes 
Highway Department , 2009). We felt like there were going to be the most issues with this road 
because it has the bridge which is going to be replaced. We found that there were three possible 
options for traffic control. These are re-routing traffic completely around the bridge, only closing 
part of the bridge at a time and allowing limited traffic, or installing a temporary bridge. Our first 
step was to determine which method to use to control traffic flow. Once we chose a design for 
40 
 
traffic flow, our group analyzed the feasibility of the design for the construction phase. Finally, 
we designed the traffic plan for Rt. 122 on CAD while taking into consideration the site layout. 
3.3.1.2 Rt. 20 
Our group also had to devise a traffic control plan for Rt. 20 which runs underneath the 
overpass. In order to do so, we researched different methods that are generally used in such 
construction projects. We limited our search to two methods. The first involved closing either Rt. 
20 eastbound or Rt. 20 westbound while the bridge was being demolished. Rt. 20 has two lanes 
running in each direction. Closing one side would still allow two-way traffic. The second method 
did not involve closing any roadways. Instead, a structure would be built underneath the bridge 
deck. The function of the structure was to collect any falling debris which results from 
demolition of the deck.  
We analyzed each method to see which would work best for our planned construction 
process and Rt. 122 traffic plan. We also met with the lead Project Manager at JH Lynch 
(General Contractor). After our meeting and collected research, our group was able to devise an 
efficient and effective traffic control plan for Rt. 20. 
3.3.2 Site Design 
Another factor in the construction phase was site design. Both Rt. 122 and Rt. 20 are 
highly congested roadways which made this process more complex. In our site layout, our group 
focused on available storage space for both materials and access requirements for storage and 
operating heavy machinery. This was done by visiting the site and mapping out areas with 
sufficient space for storage. We had to also consider the distance of these areas from the actual 
Documents you may be interested
Documents you may be interested