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3 ways today'研究将改善未来的桥梁

这几乎没有质疑,该国的基础设施需要更多的投资,它的桥梁也不例外。但成功实施必要的监控,维修和其他升级需要超过金钱。

新材料的战略应用,有效的施工技术和综合数据捕获只是今天的一些策略工程师正在使用来增加桥梁的寿命。

“基础设施的投资必须是重要的,但它不是为期四年的投资,这是一个世代投资,因为,对于一代人来说,我们没有过分关注它,”Andrew Whittaker,Director 多学科地震工程研究中心 (MEDER)在布法罗大学,在纽约。 “[那个投资]将利用现在正在进行的研究,刚刚完成或刚刚开始。”

建立更强大的桥梁

耐用性与安全问题一样多的成本问题,也许更多的是。 “我不认为这个国家的桥梁并不安全,至少由理解桥梁的工作以及应对他们应该如何预期的人,”罗格尔德的教授说大学。 “所以我们一直试图弄清楚如何保护[现有]桥梁以及如何建立更好的新桥梁,以减少生命周期成本并延长他们的生活。”

现有的桥梁构成了耐用性所关注的最大挑战。根据美国土木工程师的社会,美国有超过60,000个桥梁,其中四分之一在50岁以上50岁以上 最新的基础架构报告卡。许多较旧的桥梁具有扩展关节,以帮助管理振动和温度变化等因素,这使得桥梁甲板容易受到热膨胀和收缩,因此将其需要更频繁地维修。

新的桥梁旨在解决关节所带来的问题,无论是完全省略还是通过覆盖它们,在这两种情况下都可以保护它们连接的钢筋混凝土甲板组件。 

最大限度地减少腐蚀性长期以来一直是在建造更好的桥梁上弯曲的工程师的重点。除了无缝的桥梁外,缓慢腐蚀的努力促使耐腐蚀钢筋更大,以及超高性能混凝土(UHPC)的应用。该混凝土提供比典型的混凝土较低的渗透率,保护钢筋免受触发劣化的水分,导致寿命更长。

改善施工过程

近几十年来促进桥梁建设(ABC)的牵引力为其使用异地方法来加快组装现场桥梁所需的时间。结果通常是道路工作期较短,封闭较少。该方法还使工人通过减少沿着汽车的道路上的需要更安全。

然而,节省时间是ABC对建筑项目的最常用贡献。而且它已经存在 用于高调项目,喜欢修理 亚特兰大的一部分州际公路85 专家说,这是在今年早些时候的火灾摧毁的,但该方法不太可能从政策制定者和项目所有者提供一些帮助。


“对基础设施的投资必须是重要的,但它不是为期四年的投资,这是一个世代投资,因为我们没有给予太多关注它。”

安德鲁惠特克特

布法罗大学的金融主任


佛罗里达州国际大学(FIU)和佛罗里达州国际大学的民事和环境工程教授及奥罗德Azizinamini及 ABC集团在FIU的大学运输中心,这可能发生这种情况是通过时间限制项目持续时间。 “[那么] ......我们不能关闭道路,这么久以建一座桥梁,”他说。

然而,ABC并不豁免持续耐用性问题。 “我们发现与ABC保持持久的联系是非常困难的,”Adam Matteo,助理结构和桥梁工程师表示 弗吉尼亚州交通部。 “他们足够强大,但他们并不倾向于坚持,所以我们试图通过这个。”

锐化研发

项目团队希望了解桥接性能有充足的资源转向。一个是 联邦政府保留的数据 在过去几十年的过程中覆盖桥接性能。另一个是实时监测新的和现有的桥梁。与前者的一个挑战是三十年前建造的桥梁往往与今天建造的桥梁不同。看着今天建造的桥梁构成了自己的一系列问题,即他们经常在真实的条件下必须存在于十年或更长时间之前,结论可以从他们的表现中得出。

带上野兽。

野兽,它代表 桥梁评估和加速结构测试,是Rutgers的先进基础设施和交通(CAIT)的项目。野兽用于加速建筑材料和组件的老化,以满足的应用,以确定它们如何在现实世界中随时间进行。 “我们可以互相攻击那些[测试结果],然后说[一个系统是]为了给你比这些系统更长的生活,”这是该项目的技术总监。

野兽,哪个 今年早些时候委托然而,虽然月亮说,该团队正在准备与多国运输部门和联邦公路管理局的汇集基金研究,但他们希望被春天建立的汇集基金研究。

当Moon表示,当它准备好时,野兽可以探索用于混凝土甲板,ABC和UHPC的混凝土甲板,ABC和UHPC的钢涂层和覆盖系统。 CAIT将与私营部门合作,在野兽中测试产品和组件,尽管该集团不计划以核准特定的系统或技术。

在野兽里面。
Rutgers Cait
 

在明尼苏达州,工程师正在寻找现有结构的性能 I-35W圣安东尼瀑布桥替代桥。该结构于2008年9月完成,稍后一年以上 其前身的致命崩溃。一部分新的跨度目的 - 除了在双城区的密西西比河交叉口外 - 是为了采取“生活,呼吸”的研发工具,以提高桥梁建设和绩效,助理劳伦·莱切曼说明尼苏达大学教授科学与工程学院,侧重于网络物理工程系统。

张紧后的混凝土箱梁桥配有500多个传感器跟踪温度,应变,轴承运动和腐蚀等行为。然而,现在,该项目是规范的例外。 “从出生的监测是一种难以卖出的[给所有者],”兰德曼说。 “难以量化投资回报,因为你怎么说,”我们得到了比它更长的时间比它更长的时间更长“?这是一种难以证明的事情。”

I-35W St. Anthony瀑布弥补。
 

像I-35W的项目通过展示桥梁所有者如何利用在连续监控的结构上收集的大量数据来产生影响。 I-35W的研究人员正在探索这种潜力来看环境条件如何影响性能,以确定什么样的行为是正常的。

例如,删除温度变量 - 这可以在明尼苏达州体验到重要的秋千 - 让团队随着时间的推移而独立地看出性能。 “如果我对该行为的回应开始改变,那将告诉我一个结构在结构中发生了变化,”她说。 “所以,而不是试图删除它,你可以利用它。”

展望未来

工程师和政策制定者继续争论桥梁100年设计生活的目标的疗效。

实现这样的生命周期将具有挑战性,并且需要重新思考今天使用的材料和工程实践,其中许多已经到达了几十年。它还需要人们愿意帮助加快代码更新的速度,以便更快地结合新的研究结论。这必将面临较喜欢更长的代码周期的行业团体的推动力,以便跟上作业网站的变化。

需要容纳较重的卡车载荷,并将新技术融合,如机器人,用于监测和检查,甚至衡量新兴的材料类别,如UHPC和ABC等流程,特别是在西海岸,都设定为增加这些挑战。

“随着变化,总是有一个惯性,但我们有人民,智力马力和物理基础设施要做这项工作,”Whittaker说。 “现在是在桥梁工程的不同方面进行适当投资和投资的时候。”

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提交: 技术 基础设施