尼爾橋位于美國緬因州南部,橋梁擁有兩個車道,長約34英尺(約合10.4米),橫越一條小溪。
讓人新奇的是這座橋有著它獨(dú)樹一幟的構(gòu)造。
橋梁不是由鋼或混凝土構(gòu)成,而是由23條碳和玻璃纖維織物的拱形結(jié)構(gòu)組成。這些直徑12英寸(約合30厘米)的管子,通過膨脹、彎曲成適當(dāng)?shù)男螤钤儆盟芰蠘渲M(jìn)行硬化,并排安裝以后用混凝土進(jìn)行填充,就像是意式通心粉一樣。最后鋪上橋板和壓實(shí)的土壤,拱形結(jié)構(gòu)就能支撐標(biāo)準(zhǔn)的砂和瀝青路面了。
這座橋是設(shè)計(jì)師的第一個作品,它位于緬因大學(xué)奧羅諾分校50英里(約合80公里)處,采用了復(fù)合材料和傳統(tǒng)的混凝土相結(jié)合的設(shè)計(jì)。美國的60萬座公路橋梁中大約有16萬座橋梁亟待修繕或更換,如果這種混合設(shè)計(jì)法能得以流行,那么纖維強(qiáng)化塑料應(yīng)用于公路將取得重大突破。
“這本來只是我們的一個實(shí)驗(yàn),但是現(xiàn)在是時(shí)候進(jìn)行實(shí)踐,看看它是否真的可行。”高級復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)中心(Advanced Structures and Composites Center)的董事哈比·達(dá)蓋(Habib Dagher)說。
尼爾橋從開始到建造成功,共花費(fèi)了約60萬美元,使用偏轉(zhuǎn)傳感器和其他儀器進(jìn)行監(jiān)測。目前,正承受著每日高強(qiáng)度的交通測試。“它工作的好極了,”達(dá)蓋博士說。“并且它比預(yù)澆鑄制的橋梁要便宜17萬美元。”
這引起了奧巴馬政府的重視,交通部長拉胡德曾前往該實(shí)驗(yàn)中心,參觀了這座橋梁的相關(guān)成果。
該纖維拱橋設(shè)計(jì)是七個投標(biāo)中標(biāo)價(jià)最低的。纖維強(qiáng)化塑料最初是用于沖浪板和游艇,最近在飛機(jī)機(jī)翼和其他組件中得到使用,在20世紀(jì)80年代,纖維強(qiáng)化塑料首次使用到橋梁的建設(shè)。土木工程師被它們得良好特性所吸引——強(qiáng)度高、重量輕,耐腐蝕。
專家說纖維增強(qiáng)塑料沒有得到普遍利用的原因之一是工程師和承包商對該原材料沒有太多的認(rèn)知,纖維增強(qiáng)塑料在公路建設(shè)中如何使用的標(biāo)準(zhǔn)體系尚未確立。美國復(fù)合材料制造商協(xié)會(American Composites Manufacturers Association)倡導(dǎo)使用復(fù)合材料的主任約翰·布塞爾(John Busel)表示:“工程師非常注重安全問題。他們希望完全了解該原材料如何研制和如何持久使用。”