玻璃纖維復合材料使橋梁擁有更長壽命？

作者：創(chuàng)始人時間：2022-01-07 17:43:06 點擊：1

信息摘要：高速公路對我們來說肯定不陌生，我們平常出去旅游、出差、走親訪友都會經過高速公路。公路上來來往往的車輛，穿梭過無數的人群，是城市忙碌的象征。而連接各個岸公路的橋梁亦是負重了整個城市的壓力。

加拿大的“TransCanada公路”（一個貫穿加拿大全國10個省的高速公路系統(tǒng)）也亦是如此。成千上萬的乘客依賴著這個高速公路系統(tǒng)出行。與許多高速公路一樣，TransCanada也有許多鋼筋混凝土結構的橋梁連接在各個公路之間。但經過長久的日曬雨淋，其中的鋼結構被腐蝕，橋梁會留下嚴重的耐久性問題，導致結構退化，且產生昂貴的維修費用。

在2013年，安大略省交通部（MTO）啟動了一項耗資1.06億美元的項目，將尼皮貢河大橋(NipigonRiverbridge)替換為兩個平跨四車道的橋梁，它證明了復合材料玻璃纖維筋可以替代螺紋鋼筋。

尼皮貢河大橋是安大略省高速公路系統(tǒng)的斜拉橋，更是世界上采用玻璃纖維增強聚合物加筋混凝土(GFRP-RC)橋面板的斜拉橋。該種GFRP是由乙烯基酯樹脂和無硼E玻璃纖維復合而成。

然而，從工程角度來看，斜拉橋比傳統(tǒng)橋梁的設計要困難得多，因為它們要承受高達9000psi（磅/平方英寸）的壓力。Benmokrane說，當混凝土開始劣化的情況下，從邏輯上說不可能修復斜拉橋的橋面。

對于MTO來說批準一種具有GFRP這樣的結構部件的設計是非常重要的，它會被證明是非常耐用的，因為將在超過100年的時間內不需要任何重大維修?！凹词笹FRP沒有任何問題，傾斜也可能來自混凝土本身?！盉enmokrane說。

“所以你真的必須選擇復合材料！”

去年，Benmokrane和他的團隊研究建造了8塊面板——6塊GFRP-RC面板和2塊鋼筋面板——并測試了它們的裂縫。220毫米寬的超高性能纖維增強混凝土(UHPFRC)連接的GFRP筋具有很高的抗拉強度和彈性模量，沒有出現明顯的裂縫。

Benmokrane與MTO、MMMGroup(現在稱為WSP)和Buckland&Taylor合作，設計了480塊3×7米的GFRP-RC面板，以及15和20毫米粗的GFRP-RC鋼筋人行道。在橋面上總共使用了大約35萬米的GFRP筋。

BotConstruction和FerrovialAgroman這兩家建筑公司通過在索塔內預澆板件并用UHPFRC把它們連接起來，加速了施工進程。在建造橋面后，Bot和Ferrovial共打了182根深50至70米的鋼樁用于現澆下部結構，從橋的基礎底座測量，它高達75米。然后他們將預制的多梁中心墩置于甲板上方約51米的地方。梁由66根鋼纜連接到橋上。

這座橋分兩部分建造。

他相信這座橋梁對于復合材料工業(yè)來說是一個里程碑式的成就，因為它有望將復合材料進一步擴展到基礎設施市場中。在馬里蘭州國家港舉行的國際橋梁會議上，Benmokrane介紹了這座橋梁的設計以及FRP的優(yōu)勢作用。他表示他很高興，“根據我得到的反饋，我真的希望將來我們能看到世界各地更多的橋梁在使用這種加筋方式，”Benmokrane說。“這些橋梁非常經濟、典雅，而且具有很高的美學價值?！?，并且樂觀地認為像尼皮貢河大橋這樣的應用可以為許多復合材料企業(yè)打開大門。

他說，用GFRP筋增強的混凝土橋梁的初始成本幾乎與用環(huán)氧涂層或鍍鋅鋼筋增強的混凝土橋梁相同。不銹鋼鋼筋的價格也是GFRP鋼筋的2至4倍。

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