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高速公路对我们来说肯定不陌生，我们平常出去旅游、出差、走亲访友都会经过高速公路。公路上来来往往的车辆，穿梭过无数的人群，是城市忙碌的象征。而连接各个岸公路的桥梁亦是负重了整个城市的压力。
加拿大的“TransCanada公路”（一个贯穿加拿大全国10个省的高速公路系统）也亦是如此。成千上万的乘客依赖着这个高速公路系统出行。与许多高速公路一样，TransCanada也有许多钢筋混凝土结构的桥梁连接在各个公路之间。但经过长久的日晒雨淋，其中的钢结构被腐蚀，桥梁会留下严重的耐久性问题，导致结构退化，且产生昂贵的维修费用。
在2013年，安大略省交通部（MTO）启动了一项耗资1.06亿美元的项目，将尼皮贡河大桥(Nipigon River bridge)替换为两个平跨四车道的桥梁，它最终证明了复合材料可以替代钢铁。
尼皮贡河大桥是安大略省高速公路系统的第一座斜拉桥，更是世界上第一座采用玻璃纤维增强聚合物加筋混凝土(GFRP-RC)桥面板的斜拉桥。该种GFRP是由乙烯基酯树脂和无硼E玻璃纤维复合而成。
谢尔布鲁克大学的土木工程学教授Bra.Benmokrane博士帮助该项目取得成果，他认为，使用GFRP-RC建造252米的桥面既是创新的，也是必要的。由于大桥是唯一从加拿大东部到西部乘车的交通载体，停运维修将迫使汽车绕道南行，穿行美国。因此，工程师们没有使用支墩来加固桥梁，而是选择了斜拉桥的设计。
尼皮贡河大桥是世界上第一座采用玻璃纤维增强聚合物加筋混凝土(GFRP-RC)桥面板的斜拉桥
然而，从工程角度来看，斜拉桥比传统桥梁的设计要困难得多，因为它们要承受高达9000 psi（磅/平方英寸）的压力。Benmokrane说，当混凝土开始劣化的情况下，从逻辑上说不可能修复斜拉桥的桥面。
对于MTO来说批准一种具有GFRP这样的结构部件的设计是非常重要的，它会被证明是非常耐用的，因为将在超过100年的时间内不需要任何重大维修。“即使GFRP没有任何问题，倾斜也可能来自混凝土本身。”Benmokrane说。
“所以你真的必须选择复合材料！”
去年，Benmokrane和他的团队研究建造了8块面板——6块GFRP-RC面板和2块钢筋面板——并测试了它们的裂缝。最终220毫米宽的超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)连接的GFRP筋具有很高的抗拉强度和弹性模量，没有出现明显的裂缝。
他相信这座桥梁对于复合材料工业来说是一个里程碑式的成就，因为它有望将复合材料进一步扩展到基础设施市场中。在马里兰州国家港举行的国际桥梁会议上，Benmokrane介绍了这座桥梁的设计以及FRP的优势作用。他表示他很高兴， “根据我得到的反馈，我真的希望将来我们能看到世界各地更多的桥梁在使用这种加筋方式，”Benmokrane说。“这些桥梁非常经济、典雅，而且具有很高的美学价值。”，并且乐观地认为像尼皮贡河大桥这样的应用可以为许多复合材料企业打开大门。
他说，用GFRP筋增强的混凝土桥梁的初始成本几乎与用环氧涂层或镀锌钢筋增强的混凝土桥梁相同。不锈钢钢筋的价格也是GFRP钢筋的2至4倍。
Benmokrane说：“这真的是通过一座桥梁给这个行业带来数百万美元的收入。”“你能想象一下，如果这个行业每年制造100座这样的桥梁吗？”（来源：思瑞安复材）
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发表于 2018-12-21 09:19:42