工程师们开发出在几天内而不是几周内修复地震损坏的桥梁柱的过程

2019-12-17 15:15:26

在短短30秒内,一场毁灭性的地震,就像袭击日本和厄瓜多尔的地震一样,能使一个城市变得无助。随着道路的分割和桥梁的严重损坏,居民和应急人员可以被阻止四处走动以重建。

通常情况下,在地震中损坏的一座桥上,只需要几个星期就能修复柱子的开裂或剥落。但由犹他大学土木和环境工程教授克里斯·潘特利德斯(Chris Pantelides)领导的一个研究小组开发了一种新的修复柱子的方法,只需几天的时间。这一过程在2016年4月28日星期四发表的最新一期“美国混凝土研究所结构杂志”上发表的一篇新论文中作了概述。

"通过这种设计和过程,工程师和人员更容易和更快地重建被地震破坏的城市,从而关键道路对于应急车辆保持开放,"潘泰德斯说。

在地震中,桥梁被设计为承受垂直柱的顶部和底部的损坏,在那里它们与地基和水平梁相交。如果一座桥梁从倒塌中幸存下来,但柱子遭到破坏,那么就可能太不稳定了。如果柱中的几个钢筋折断,则桥很可能根本不能修复,并且必须被拆除。

但是,如果柱可以被修复,工程师通常会在混凝土上剥落,更换任何弯曲的钢筋和钢箍,然后将新的混凝土浇注到在柱周围建造的钢铸件中。这是个漫长的过程,让桥无法使用数周,直到修复完成。

PanteSlide“更快和更经济高效的过程包括创建称为"修理"的混凝土油炸圈,其衬有围绕每个塔的底部和顶部构建的复合纤维材料。该材料是由纤维和树脂制成的碳纤维增强聚合物,该聚合物比混凝土和钢更坚固。

首先,将具有头部的许多钢筋钻入柱周围的地基中并用环氧树脂固定。然后将由复合纤维(仅毫米厚)制成的圆形壳体的两半放置在柱和钢筋周围并拼接在一起。在柱周围和钢筋上浇筑混凝土,复合纤维用作模具。结果是修复的色谱柱,其结构完整性与原始色谱柱具有大致相同的结构完整性。

"圆形形状赋予了您所使用的材料量的最佳强度。应力均匀地分布在周边周围,"说."利用这种方法,如果存在未来的地震或余震,则桥将在与环形物相邻的情况下存活和损坏。这给桥带来了第二个生命。"

该过程还可用于改造桥梁,使其更安全,尽管它是专门为修复而设计的。并且它不限于仅仅修复桥。该过程还可用于建筑物周围的损坏的柱上。潘泰德斯和他的团队在这个过程中提出了专利,他说,建筑公司可以立即利用地震灾区的建筑公司。

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