新奇的碳纖維管吹氣大橋!
在美國緬因州南部,,去年新建成一座“尼爾”橋,有兩車道寬,,10.4米長,橫跨在一條溪流上。目前正在使用偏轉傳感器和其他儀器對它進行嚴格的監(jiān)測,。
“尼爾”橋乍看并沒有什么特別之處,,那又為什么要對它進行嚴格的監(jiān)測呢?原因在于,,這是一座完全用新思路新材料建造起來的橋。它獨辟蹊徑,,不用或少用鋼鐵等材料去制作橋梁構件,而是靠吹氣和涂抹塑料樹脂完成,。
所 謂吹氣,,是在碳纖維管中,用空氣泵吹入空氣,,然后將已吹氣后的碳纖維管固定在特制的框架上彎曲成拱形,再在碳纖維管的表面涂上塑料樹脂,,4小時后,碳纖維 管被完全碳化,。經測定,,這時的碳纖維管強度兩倍于用鋼鐵制成的拱梁,。“尼爾”橋是用23條這樣的碳纖維管作為拱梁,,其每條長9.75米,,管直徑30厘米,。 在作為橋拱梁時,還需在管內澆灌混凝土,。
根據這樣的工藝制成的橋梁,原材料使用量大幅下降而且不需要使用大型起重機械和 其他重型輔助設備,,可節(jié)約20%的建橋成本,,并且造橋的周期幾乎可縮短6倍的時間。用這種方法建成的橋壽命能達到100年,,是普通橋的兩倍!因為碳纖維管 能夠使混凝土與周圍的自然環(huán)境隔絕開!保護混凝土不被“風化”從而提高使用壽命,。退一步說,即使混凝土出現(xiàn)斷裂,,碳纖維管可以防止橋梁立刻垮塌,也等于給 途經橋上的人流,、車輛較多的逃生時間,。如果只是其中的一根或幾根碳纖維管出了問題,,橋梁也不會立刻垮塌,,而是緩慢地下垂,,同樣會給人,、車帶來更多的逃生時 間,正如緬因州大學工程師哈比·達蓋所說,,這樣等于提前發(fā)出警告!
在實際使用中,,建橋時不一定都采用管狀拱梁形式,也可以做成其他形狀,,如伊利諾伊州威爾米特的慧聰橋公司總裁約翰·希爾曼,,他采用長方形碳纖維增強塑料管,。該橋梁已在科羅拉多州的鐵路橋、伊利諾伊州和新澤西州的一些道路橋梁中進行測試使用,。
綜 上所述,,吹氣建橋梁主要可以分為四步:第一步展開碳纖維管(它們可以像襪子一樣被卷成一團放在包里,,極大地節(jié)省占地,,使用時把它們展開、抖開即可),,向管 內充氣,,然后將充氣后的碳纖維管固定在框架上使其彎曲成形(拱形)或其他形狀,。再用塑料樹脂進行處理,,形成兩倍于鋼鐵的拱梁,。第二步,將碳纖維管安裝到 位,,并在其頂端用纖維增強樹脂板制成的波浪形板固定,,起到傳遞重量的目的。第三步,,向碳纖維管中澆灌混凝土,起到加固作用,。第四步,,用瀝青鋪設路面,。經過 這四步,一座橋梁就建造完成了,,它的施工周期比傳統(tǒng)施工用期可減少83%。
根據報道,,用吹氣法造橋的新方法將用在改建英格蘭地區(qū)的8座跨河橋。先進基礎結構技術公司希望今年能將這項技術擴大到21米公路高架橋上去應用,。甚至還在研究用這項新技術來建造高樓大廈,!