該橋是全州乃至全美數(shù)千座小體積鄉(xiāng)村橋梁之一，已服役數(shù)十年，被評(píng)定為存在結(jié)構(gòu)缺陷的老舊橋梁。此次改造，采用內(nèi)嵌光纖傳感器的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料橋板替代年久破損的混凝土橋面。該項(xiàng)目由先進(jìn)復(fù)合材料制造創(chuàng)新研究所（IACMI）主導(dǎo)實(shí)施， 田納西復(fù)合材料應(yīng)用集團(tuán)（CAG）帶領(lǐng)約12家私營(yíng)公司與業(yè)界組織、大學(xué)研究人員共同完成。

    根據(jù)美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，全美61.7萬(wàn)座橋梁中大概有8%存在結(jié)構(gòu)缺陷，急需維修。復(fù)合材料成本低、維護(hù)費(fèi)用少，是適合鄉(xiāng)村橋梁建設(shè)、改造的新材料。

 

    “復(fù)合材料橋梁已經(jīng)在Morgan縣產(chǎn)生了積極影響，”Morgan縣道路主管Joe Miller表示，縣政府正在尋找一種安裝速度快、建設(shè)費(fèi)用低、維護(hù)費(fèi)用少的新式橋梁。

    整個(gè)橋面由兩塊8英尺 x 25英尺的FRP橋板組成，總面積為16 x 25平方英尺，具有較高強(qiáng)度，且比傳統(tǒng)混凝土橋板輕90%，在工廠內(nèi)完成生產(chǎn)。由于橋板很輕，工人們將其運(yùn)至橋梁所在地，僅用叉車一天就可以完成安裝，大大縮短了安裝時(shí)間和能量消耗。

 

    IACMI技術(shù)經(jīng)理、CAG項(xiàng)目管理副總裁John Unser表示，復(fù)合材料橋板已經(jīng)問世了超過20年，其性能和安全性全面超越了美國(guó)國(guó)家高速公路和交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但是一到實(shí)際應(yīng)用，許多交通管理部門，特別是一些小地方的管理部門，就會(huì)對(duì)復(fù)合材料橋梁產(chǎn)生質(zhì)疑。

 

    IACMI及其合作者正在對(duì)Morgan縣的橋梁工程進(jìn)行全面研究，并對(duì)傳統(tǒng)混凝土橋梁和全復(fù)合材料橋梁的造價(jià)進(jìn)行對(duì)比。Unser稱，報(bào)告成果將向全美各級(jí)政府、交通管理部門和土木工程界公開，希望加強(qiáng)各界對(duì)FRP的了解。

 

    田納西大學(xué)纖維復(fù)合材料制造中心的部分師生也是該項(xiàng)目的參與者，他們?cè)跇虬逯谱鬟^程中將光纖傳感器預(yù)埋入其中。這些高密度傳感器被用于監(jiān)測(cè)復(fù)合材料橋面系統(tǒng)，提供關(guān)鍵性能和安全數(shù)據(jù)，從而為橋梁等老化基礎(chǔ)設(shè)施提供可持續(xù)的解決方案。 此外，由該大學(xué)開發(fā)的無(wú)線技術(shù)也通過云計(jì)算實(shí)現(xiàn)了對(duì)橋梁響應(yīng)和交通量的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

 

    “缺乏耐久性測(cè)試數(shù)據(jù)是無(wú)法將碳纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維復(fù)合材料應(yīng)用到土木工程的主要原因之一，”田納西大學(xué)教授、IACMI材料與工藝研究員Dayakar Penumadu表示，“這對(duì)新材料和新技術(shù)的應(yīng)用造成了阻礙，因此迫切需要通過IACMI項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行應(yīng)用示范。橋板是橋梁上最容易受損的部件，我們讓傳感器遍布整塊面板，從而能夠在未來(lái)數(shù)年里為我們提供寶貴的性能數(shù)據(jù)。”