Новый композитный мост демонстрирует устойчивое решение

На первый взгляд он похож на любой из тысяч маленьких узких двухполосных мостов, встречающихся по всей Америке.

Но новый высокотехнологичный мост на севере центрального Теннесси оснащен настилом моста из композитного материала, армированного волокном (FRP), со встроенными оптоволоконными датчиками. Он заменил поврежденный бетонный переход, построенный несколько десятилетий назад, который, как и тысячи маломощных сельских мостов по всему штату и стране, был признан структурно несовершенным и устаревшим.

Исследователи и студенты инженерных специальностей Университета Теннесси, предприятия по производству волокон и композитов в Ноксвилле, являются частью мостового партнерства. Во время производства они встроили в поверхность моста интеллектуальные оптоволоконные датчики, разработанные Luna Innovations.

Эти датчики высокой плотности используются для мониторинга системы композитного настила с течением времени, чтобы получать критически важные данные о производительности и безопасности, обеспечивая устойчивое решение для стареющей инфраструктуры, такой как мосты. Кроме того, беспроводная технология, разработанная в UT, отслеживает подсчет трафика и реакцию мостовой системы удаленно с помощью облачных вычислений.

По данным Американского общества инженеров-строителей, около 8 процентов из более чем 617 000 мостов в США имеют структурные дефекты и нуждаются в ремонте. Композиты FRP предлагают недорогой вариант с низкими эксплуатационными расходами, а новая конструкция в сельской местности штата Теннесси призвана продемонстрировать преимущества композитных материалов для строительства сельских мостов.

«Этот композитный мост уже оказал положительное влияние на округ Морган», — сказал суперинтендант шоссе округа Морган Джо Миллер, добавив, что власти округа искали мост, не требующий особого ухода, который можно было бы установить быстро и с меньшими затратами, чем традиционные методы. «У нас есть множество мостов в округе и сотни по всему штату, которые нуждаются в ремонте и могут извлечь выгоду из этой технологии».

Для округа Морган легкий и простой в установке мост предоставляется бесплатно благодаря индустрии композитов. Работая вместе под эгидой IACMI — Института композитов, почти дюжина частных компаний во главе с базирующейся в Теннесси Composite Applications Group сотрудничали с отраслевыми организациями и университетскими исследователями, чтобы сделать композитный мост реальностью.

Настил моста размером 16 на 25 футов, разработанный Structural Composites Inc., рассчитан на высокую прочность и на 90 процентов легче бетона. Он имеет две устойчивые к коррозии панели из стеклопластика размером 8 на 25 футов, которые были изготовлены за пределами площадки в контролируемой среде.

Поскольку готовые секции моста очень легкие, их можно доставить на площадку моста и установить за один день с помощью вилочного погрузчика, что сокращает время монтажа и затраты на электроэнергию, поскольку для подготовки на месте требуется меньше строительной техники.

Менеджер по технологиям IACMI Джон Унсер, который также является вице-президентом по управлению программами и проектами CAG, сказал, что композиты используются для изготовления настилов мостов более 20 лет и превосходят все стандарты производительности и безопасности, установленные Американской ассоциацией государственных автомобильных дорог и автомобильных дорог. Транспортные чиновники.

Но когда дело доходит до композитного настила моста, говорит он, многие транспортные департаменты по всей стране, особенно в небольших юрисдикциях, не знакомы с этой технологией.

IACMI и ее отраслевые партнеры разрабатывают комплексное тематическое исследование на основе проекта моста в округе Морган, включая сравнение общей стоимости типичного бетонного моста и моста с использованием мостового настила из стеклопластика. Унсер сказал, что результаты будут переданы федеральным, государственным и местным чиновникам, транспортным департаментам и сообществу гражданского строительства, чтобы композиты из стеклопластика стали им более известны.

«Недостаток данных о долговечности является одним из основных препятствий для внедрения новых и передовых материалов, включая полимерные композиты, армированные углеродом, базальтом или стекловолокном, в гражданской инфраструктуре», — сказал Даякар Пенумаду, профессор Фреда Н. Пиблза в Сотрудник инженерного колледжа Тикл UT и специалиста по характеристикам материалов и обработки IACMI. «Это серьезное препятствие для быстрой интеграции новых материалов и конструкций, и поэтому требуется успешная демонстрация, как это делается в рамках этого проекта IACMI. Настилы моста являются наиболее подверженными повреждениям элементами, и мы интегрируем интеллектуальные датчики, распределенные по всему настилу моста, которые будут предоставлять нам ценные данные о производительности на долгие годы вперед».