當(dāng)美國(guó)華盛頓特區(qū)的交通部決定重建三座老舊的橋梁時(shí),一籌莫展的工程人員想到了采用塑料作為解決辦法。其中一座具有110年歷史的古老橋梁必須換用薄型主橋面,但需要承重4000輛車,包括半掛卡車。
解決方案是:用五英寸厚的纖維增強(qiáng)聚合物(FRP)橋面代替混凝土板及其鋼梁。
項(xiàng)目經(jīng)理Mark Clabaugh在電子郵件中說(shuō),與普通的增強(qiáng)型橋面比,該橋厚度更薄。這是FRP橋面的優(yōu)點(diǎn)。這有助于減少橋梁上部結(jié)構(gòu)的總深度。
位于美國(guó)俄亥俄州Dayton的Composite Advantage公司提供了注??缍?a href="http:///sell/list.php?catid=2947" target="_blank">玻璃纖維,用Ashland Inc.公司供應(yīng)的名為Derakane 610 的基礎(chǔ)樹(shù)脂制成的乙烯基酯連在一起。
公司所有者Scott Reeve在接受電話采訪時(shí)說(shuō),在技術(shù)方面,該橋需要極低的深度,低厚度。橋梁有時(shí)仍有觀光游船通過(guò),當(dāng)然還要考慮水的波動(dòng)。
該公司是美國(guó)少數(shù)幾家生產(chǎn)橋梁用零部件的大型制造商,從20英尺的小橋到去年在美國(guó)馬薩諸塞州安裝完畢的全球最大的一座行車橋的FRP橋面。
Reeve說(shuō):“人們不希望拆除這些歷史悠久的古橋,但它們已經(jīng)無(wú)法承受現(xiàn)代貨車的重量了。拆掉厚重的混凝土橋面,用輕型的玻纖橋面取而代之,貨車就可以正常通過(guò)橋梁了,而且還保留了原有面貌,大家都很高興。這正是我們的產(chǎn)品能夠發(fā)揮作用的地方。我們能夠帶來(lái)很大的價(jià)值,幫助解決難題。”
通行費(fèi)預(yù)算
FRP橋面是核心所在,因?yàn)樗茸銐蚪Y(jié)實(shí)可以消除橋梁用戶的載重限制,又足夠輕巧。
8英寸厚的FRP橋面每平方英尺可承重25磅,而標(biāo)準(zhǔn)9.5英寸厚混凝土板每平方英尺可承重119磅。
但FRP橋面造價(jià)昂貴,所以成本仍是許多橋主需要克服的障礙。
但維護(hù)上能節(jié)省一大筆費(fèi)用,而且橋梁可以使用更長(zhǎng)時(shí)間。這些橋梁可以維持75年以上。不會(huì)受到任何因素的侵蝕。雖然最初支出可能多了一倍,但其壽命也延長(zhǎng)了一倍。
FRP橋梁減少甚至消除維護(hù)需求的特點(diǎn)正在提高復(fù)合材料的吸引力,并在美國(guó)各地和美國(guó)聯(lián)邦公路管理局(FHWA)越來(lái)越多的項(xiàng)目中得到使用。
遍布全美
美國(guó)現(xiàn)有大約604000座橋梁,其中11.7%在結(jié)構(gòu)上有缺陷,承載元件過(guò)于老舊,另外14.2%的橋梁在功能上太過(guò)時(shí),達(dá)不到當(dāng)前對(duì)于車道、路肩寬和護(hù)欄的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
雖然美國(guó)有25.9%的橋梁存在各種問(wèn)題,但相比2000年的30.7%的數(shù)字已經(jīng)有所改善。
布法羅大學(xué)橋梁工程研究所稱,目前有超過(guò)125座行車橋使用復(fù)合材料作為橋面或上部結(jié)構(gòu)。
發(fā)言人Nancy Singer在電郵中說(shuō),F(xiàn)RP橋梁的主要優(yōu)勢(shì)在于該材料的不易受腐蝕性。
她還提到了快速建造預(yù)先設(shè)計(jì)且預(yù)制的FRP橋面板,并通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)至工地可當(dāng)場(chǎng)安裝。無(wú)需等待混凝土凝固,從而減少了交通成本和人力成本。
不過(guò),除成本外,還有另一個(gè)潛在的缺點(diǎn)。
Singer說(shuō),人們擔(dān)心纖維復(fù)合材料聚合物長(zhǎng)期暴露于紫外光后性能會(huì)受損。
FRP橋梁投入使用的歷史還不長(zhǎng)。美國(guó)第一座用于公共交通的復(fù)合材料橋梁于1996年11月建于堪薩斯州。