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MarkClabaugh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CompositeAdvantage公司提供了注?？缍?a href="http:///sell/list.php?catid=2947" target="_blank">玻璃纖維，用AshlandInc.公司供應(yīng)的名為Derakane610的基礎(chǔ)樹脂制成的乙烯基酯連在一起。
公司所有者ScottReeve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，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，承載元件過于老舊，另外14.2%的橋梁在功能上太過時(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NancySinger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，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。
大步前進(jìn)
Reeve說(shuō)，這一行業(yè)在樹脂和涂層方面經(jīng)過了漫長(zhǎng)的發(fā)展。2011年上市的Derakane610乙烯基酯專為新興的FRP基建設(shè)施市場(chǎng)而開發(fā)。它不僅具備很好的成型特性、強(qiáng)度、耐用性和耐濕性，還提高了防火性，并添加了一種顏料來(lái)抑制紫外線降解。
Reeve說(shuō)，這種樹脂的作用之一是為纖維提供紫外光防護(hù)，并且加入了抑制劑，這也能起到幫助，此外還在外部再加了一層聚氨酯。所以，有兩道防護(hù)屏障(樹脂和聚氨酯涂層)阻隔紫外光照射纖維。
Reeve在談到FRP橋梁造價(jià)時(shí)說(shuō)，要從原材料中獲得這些性能，需要花錢，而這一領(lǐng)域仍遠(yuǎn)未達(dá)到鋼材和混凝土所具備的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
他補(bǔ)充說(shuō)，橋面是在規(guī)定的設(shè)置下生產(chǎn)出來(lái)的工程產(chǎn)品，具有很高的質(zhì)量控制度。CompositeAdvantage公司約有50名員工，采用夾心結(jié)構(gòu)生產(chǎn)其FiberSpan品牌的橋面板。
玻纖的外部面層表皮在用45度角纖維增強(qiáng)的閉孔泡沫芯中模塑而成。這些纖維和樹脂一起被注入，在閉合空間后形成結(jié)實(shí)的網(wǎng)狀。防滑表面為人行天橋?qū)Ｓ谩?br /> Reeve原先供職于航空業(yè)，后在2005年創(chuàng)辦了CompositeAdvantage公司。他說(shuō)，F(xiàn)RP在橋梁中的應(yīng)用在日益增加，盡管增速比較緩慢。
他說(shuō)：“要考慮到公眾安全，所以行業(yè)必須保守。另外，花了差不多30年–從1880年代到1910年–鋼材才在美國(guó)的橋梁中完全取代木材，所以FRP也需要時(shí)間。我們正在發(fā)展中。"
美國(guó)使用FRP復(fù)合材料技術(shù)的橋梁大多位于西弗吉尼亞州、俄亥俄州和紐約州，這些地方使用除冰鹽會(huì)導(dǎo)致橋梁過早老化。
Reeve說(shuō)，盡管行車橋采用FRP橋面的造價(jià)比傳統(tǒng)材料要高出一倍，但人行天橋和簡(jiǎn)便橋的造價(jià)僅高出15-20%，而且日后的開支反而節(jié)省了。
CompositeAdvantage公司今年將提供新系列的灰色和米色簡(jiǎn)便橋，既具備FRP的強(qiáng)度和耐久性，又擁有防滑表面，而且可以定制顏色。隨著公園預(yù)算的緊縮，美國(guó)城市和郡縣在設(shè)法避免產(chǎn)生后期維護(hù)費(fèi)用。
位于美國(guó)俄亥俄州Germantown的FiveRivers公園建造了一座20英尺的簡(jiǎn)便橋，跨越溪流。安裝工程花了一小時(shí)，華氏個(gè)位數(shù)溫度并不產(chǎn)生影響。
Reeve說(shuō)，公園在建造更多的簡(jiǎn)便橋和自行車道，木橋的維護(hù)工作耗費(fèi)時(shí)力，過幾年就需加以更換。雖然木材比較便宜，但其成本會(huì)隨著時(shí)間的流逝而增長(zhǎng)。
Reeve預(yù)期該公司的橋梁業(yè)務(wù)將繼續(xù)增長(zhǎng)，因?yàn)橛性絹?lái)越多的簡(jiǎn)便橋有待建造，還有越來(lái)越多的現(xiàn)有橋梁需要現(xiàn)代化的更新解決方案。
他說(shuō)：“我認(rèn)為這是一個(gè)很有潛力的增長(zhǎng)領(lǐng)域。對(duì)于橋梁和應(yīng)用，我們將會(huì)樹立起新的標(biāo)準(zhǔn)。”
他估計(jì)該公司約有三分之一的業(yè)務(wù)來(lái)自FRP橋梁，三分之一來(lái)自油田應(yīng)用，另外三分之一來(lái)自濱江基礎(chǔ)設(shè)施。
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MarkClabaugh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CompositeAdvantage公司提供了注?？缍?a href="http:///sell/list.php?catid=2947" target="_blank">玻璃纖維，用AshlandInc.公司供應(yīng)的名為Derakane610的基礎(chǔ)樹脂制成的乙烯基酯連在一起。
公司所有者ScottReeve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，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，承載元件過于老舊，另外14.2%的橋梁在功能上太過時(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NancySinger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，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。
大步前進(jìn)
Reeve說(shuō)，這一行業(yè)在樹脂和涂層方面經(jīng)過了漫長(zhǎng)的發(fā)展。2011年上市的Derakane610乙烯基酯專為新興的FRP基建設(shè)施市場(chǎng)而開發(fā)。它不僅具備很好的成型特性、強(qiáng)度、耐用性和耐濕性，還提高了防火性，并添加了一種顏料來(lái)抑制紫外線降解。
Reeve說(shuō)，這種樹脂的作用之一是為纖維提供紫外光防護(hù)，并且加入了抑制劑，這也能起到幫助，此外還在外部再加了一層聚氨酯。所以，有兩道防護(hù)屏障(樹脂和聚氨酯涂層)阻隔紫外光照射纖維。
Reeve在談到FRP橋梁造價(jià)時(shí)說(shuō)，要從原材料中獲得這些性能，需要花錢，而這一領(lǐng)域仍遠(yuǎn)未達(dá)到鋼材和混凝土所具備的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
他補(bǔ)充說(shuō)，橋面是在規(guī)定的設(shè)置下生產(chǎn)出來(lái)的工程產(chǎn)品，具有很高的質(zhì)量控制度。CompositeAdvantage公司約有50名員工，采用夾心結(jié)構(gòu)生產(chǎn)其FiberSpan品牌的橋面板。
玻纖的外部面層表皮在用45度角纖維增強(qiáng)的閉孔泡沫芯中模塑而成。這些纖維和樹脂一起被注入，在閉合空間后形成結(jié)實(shí)的網(wǎng)狀。防滑表面為人行天橋?qū)Ｓ谩?br /> Reeve原先供職于航空業(yè)，后在2005年創(chuàng)辦了CompositeAdvantage公司。他說(shuō)，F(xiàn)RP在橋梁中的應(yīng)用在日益增加，盡管增速比較緩慢。
他說(shuō)：“要考慮到公眾安全，所以行業(yè)必須保守。另外，花了差不多30年–從1880年代到1910年–鋼材才在美國(guó)的橋梁中完全取代木材，所以FRP也需要時(shí)間。我們正在發(fā)展中。"
美國(guó)使用FRP復(fù)合材料技術(shù)的橋梁大多位于西弗吉尼亞州、俄亥俄州和紐約州，這些地方使用除冰鹽會(huì)導(dǎo)致橋梁過早老化。
Reeve說(shuō)，盡管行車橋采用FRP橋面的造價(jià)比傳統(tǒng)材料要高出一倍，但人行天橋和簡(jiǎn)便橋的造價(jià)僅高出15-20%，而且日后的開支反而節(jié)省了。
CompositeAdvantage公司今年將提供新系列的灰色和米色簡(jiǎn)便橋，既具備FRP的強(qiáng)度和耐久性，又擁有防滑表面，而且可以定制顏色。隨著公園預(yù)算的緊縮，美國(guó)城市和郡縣在設(shè)法避免產(chǎn)生后期維護(hù)費(fèi)用。
位于美國(guó)俄亥俄州Germantown的FiveRivers公園建造了一座20英尺的簡(jiǎn)便橋，跨越溪流。安裝工程花了一小時(shí)，華氏個(gè)位數(shù)溫度并不產(chǎn)生影響。
Reeve說(shuō)，公園在建造更多的簡(jiǎn)便橋和自行車道，木橋的維護(hù)工作耗費(fèi)時(shí)力，過幾年就需加以更換。雖然木材比較便宜，但其成本會(huì)隨著時(shí)間的流逝而增長(zhǎng)。
Reeve預(yù)期該公司的橋梁業(yè)務(wù)將繼續(xù)增長(zhǎng)，因?yàn)橛性絹?lái)越多的簡(jiǎn)便橋有待建造，還有越來(lái)越多的現(xiàn)有橋梁需要現(xiàn)代化的更新解決方案。
他說(shuō)：“我認(rèn)為這是一個(gè)很有潛力的增長(zhǎng)領(lǐng)域。對(duì)于橋梁和應(yīng)用，我們將會(huì)樹立起新的標(biāo)準(zhǔn)。”
他估計(jì)該公司約有三分之一的業(yè)務(wù)來(lái)自FRP橋梁，三分之一來(lái)自油田應(yīng)用，另外三分之一來(lái)自濱江基礎(chǔ)設(shè)施。
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