桥梁建造革命:美国“FRP桥梁”
摘要:美国俄亥俄州Dayton的CompositeAdvantage公司是美国少数几家出产桥梁用零部件的大年夜型制造商,从20英尺的小桥到往年在美国马萨诸塞州安装终了的全球最大年夜的一座行车桥的FRP桥面。8英寸厚的FRP桥面每平方英尺可承重25磅,而尺度9.5英寸厚混凝土板每平方英尺可承重119磅。
当美国华盛顿特区的交通部决定重建三座老旧的桥梁时,束手无策的工程人员想到了采取塑料作为解决编制。此中一座具有110年汗青的古老桥梁必需换用薄型主桥面,但需要承重4000辆车,包含半挂卡车。
解决方案是:用五英寸厚的纤维加强聚合物(FRP)桥面代替混凝土板及其钢梁。与通俗的加强型桥面比,该桥厚度更薄。这是FRP桥面的长处。这有助于削减桥梁上部布局的总深度。
位于美国俄亥俄州Dayton的CompositeAdvantage公司供给了注模跨度玻璃纤维,用AshlandInc.公司供给的名为Derakane610的根本树脂制成的乙烯基酯连在一路。在手艺方面,该桥需要极低的深度,低厚度。桥梁有时仍有不雅光游船经由过程,当然还要考虑水的波动。
该公司是美国少数几家出产桥梁用零部件的大年夜型制造商,从20英尺的小桥到往年在美国马萨诸塞州安装终了的全球最大年夜的一座行车桥的FRP桥面。
人们不希看裁撤这些汗青悠长的古桥,但它们已没法承受现代货车的重量了。拆掉落厚重的混凝土桥面,用轻型的玻纤桥面取而代之,货车便可以正常经由过程桥梁了,并且还保留了原有面孔,大年夜家都很兴奋。这恰是我们的产品可以或许阐扬感化的处所。我们可以或许带来很大年夜的价值,帮忙解决坚苦。
FRP桥面是核心肠点,因为它既足够健壮可以消弭桥梁用户的载重限制,又足够轻盈。
8英寸厚的FRP桥面每平方英尺可承重25磅,而尺度9.5英寸厚混凝土板每平方英尺可承重119磅。
但FRP桥面造价昂贵,所以成本仍是良多桥主需要降服的障碍。
但保护上能节流一大年夜笔费用,并且桥梁可利用更长时候。这些桥梁可以保持75年以上。不会遭到任何身分的侵蚀。当然最初支出可能多了一倍,但其寿命也耽误了一倍。
FRP桥梁削减乃至消弭保护需求的特点正在进步复合材料的吸引力,并在美国各地和美国联邦公路治理局(FHWA)愈来愈多的项目中获得利用。
美国现有大年夜约604000座桥梁,此中11.7%在布局上出缺点,承载元件过于老旧,别的14.2%的桥梁在功能上过分时,达不到当前对车道、路肩宽和护栏的设计尺度。
当然美国有25.9%的桥梁存在各类标题问题,但比拟2000年的30.7%的数字已有所改良。
布法罗大年夜学桥梁工程研究所称,今朝有超越125座行车桥利用复合材料作为桥面或上部布局。FRP桥梁的首要优势在于该材料的不容易受侵蚀性。快速建造预先设计且预制的FRP桥面板,并经由过程简单的机械运至工地可当场安装。无需等候混凝土凝固,从而削减了交通成本和人力成本。
FRP桥梁投进利用的汗青还不长。美国第一座用于公共交通的复合材料桥梁于1996年11月建于堪萨斯州。这一行业在树脂和涂层方面颠末端漫长的成长。2011年上市的Derakane610乙烯基酯专为新兴的FRP基扶植施市场而开辟。它不但具有很好的成型特点、强度、耐用性和耐湿性,还进步了防火性,并添加了一种颜料来按捺紫外线降解。这类树脂的感化之一是为纤维供给紫外光防护,并且加进了按捺剂,这也能起到帮忙,别的还在外部再加了一层聚氨酯。所以,有两道防护樊篱(树脂和聚氨酯涂层)阻隔紫外光晖映纤维。
Reeve在谈到FRP桥梁造价时说,要从原材猜中获得这些机能,需要花钱,而这一范畴仍远未达到钢材和混凝土所具有的范围经济。桥面是在划定的设置下出产出来的工程产品,具有很高的质量节轨制。CompositeAdvantage公司约有50名员工,采取夹心布局出产其FiberSpan品牌的桥面板。
玻纤的外部面层表皮在用45度角纤维加强的闭孔泡沫芯中模塑而成。这些纤维和树脂一路被注进,在闭合空间后构成健壮的网状。防滑概况为人行天桥专用。
要考虑到公家安然,所以行业必需保守。别的,花了差不多30年–从1880年代到1910年–钢材才在美国的桥梁中完全代替木材,所以FRP也需要时候。美国利用FRP复合材料手艺的桥梁大年夜多位于西弗吉尼亚州、俄亥俄州和纽约州,这些处所利用除冰盐会导致桥梁过早老化。虽然行车桥采取FRP桥面的造价比传统材料要超出超越一倍,但人行天桥和精练桥的造价仅超出超越15-20%,并且往后的开支反而节流了。
CompositeAdvantage公司本年将供给新系列的灰色和米色精练桥,既具有FRP的强度和经久性,又具有防滑概况,并且可以定制色彩。跟着公园预算的缩短,美国城市和郡县在设法避免产生后期保护费用。位于美国俄亥俄州Germantown的FiveRivers公园建造了一座20英尺的精练桥,超越溪流。安装工程花了一小时,华氏个位数温度其实不产生影响。公园在建造更多的精练桥和自行车道,木桥的保护工作破钞时力,过几年就需加以改换。当然木材比较便宜,但其成本会跟着时候的流逝而增加。