复合材料在当今基础设施项目中的作用

复合桥梁护舷系统可以充当“水中护栏”，以保护桥梁和船只，并帮助船舶通过通航水道。来源（所有图像）|Creative Composites 集团

近年来，美国的基础设施，特别是关于全国多座桥梁的恶化，一直是讨论的一大话题，随着《两党基础设施法》指定近4000亿美元的基础设施投资，更是如此。最近，马里兰州巴尔的摩的弗朗西斯·斯科特·基大桥（Francis Scott Key Bridge）因集装箱船事故而坍塌，引发了新一轮关于桥梁维修的讨论。

在本期 CW Talks 中，我们采访了纤维增强聚合物 （FRP） 复合材料制造商 Creative Composites Group（美国宾夕法尼亚州明矾银行）业务开发经理 Scott Reeve 和滨水解决方案销售经理 Corey Sechler，了解该公司在基础设施修复项目（包括桥梁和滨水结构）中使用复合材料的情况。

CompositesWorld（CW）：弗朗西斯·斯科特·基桥（Francis Scott Key Bridge）最近倒塌，使该国桥梁衰落的问题再次成为人们关注的焦点。您能否在基础设施维修计划的背景下谈谈这一点？ 斯科特·里夫 （SR）： 这座桥本身不是一个因素。它已经有 50 多年的历史了。坍塌是由于集装箱船的撞击。在美国的 600,000 座高速公路（或车辆桥）中，有许多桥梁存在缺陷，并且有相当高的比例存在缺陷。 当我们说“结构缺陷”时，我们的意思是它们不符合现在存在的许多代码。《两党基础设施法案》在获得更多资金方面有所帮助，因此正在进行更多的桥梁修复，通常在这种情况下，他们正在经历并经常更换一些作为上层建筑一部分的钢梁，然后更换驾驶甲板。其中一些应用是适用复合材料的应用。

CW：您能谈谈复合材料在当今桥梁修复、加固和保护中发挥的作用吗？

锶：玻璃钢复合材料在车辆桥上最适用的一些地方实际上是可移动桥[允许船只或驳船通过的吊桥或升降桥]。由于其中许多是多年前建造的，因此您可以做的事情是有限的，即使是从上部结构钢侧来加固它。因此，随着车辆交通的一些负载和重量的增加，已经做了一些工作来减轻[桥梁]桥面的重量，以便桥梁本身可以从交通中承受更高的负载。在这些地方，复合材料在不腐蚀方面也具有天然的长期优势。

CW：关于使用玻璃钢保护滨水结构，您能描述一下其中的一些解决方案吗？

科里·塞克勒 （CS）：让我们首先阐述这一点。公平地说，我们目前生产的任何产品都无法阻止这种尺寸的船只撞击基桥。

话虽如此，我们正在与国家机构和交通部合作，为通航水道提供解决方案，但规模要小得多。我们提供护舷系统和海豚桩（类似的组件）来帮助船舶交通（或一般交通）。

CW：您能谈谈这些结构是如何创建的以及它们是如何工作的吗？

CS：我们许多机构面临的挑战之一是他们习惯于使用木材、混凝土或钢材等传统材料。然而，虽然这些材料有很多优点，但也有一些缺点，包括在盐水或微咸环境中的使用寿命缩短。

幸运的是，像FRP这样的产品可以为其中一些机构提供更长的使用寿命。我们采用各种组件——它可以是圆形的空心管桩，也可以是玻璃纤维板桩——并用它们形成一个完整的系统。

挡泥板系统将由一个圆形的空心管桩构成，直径可能为 12-24 英寸或更大——无论我们需要处理什么尺寸的负载。然后，这通常与玻璃纤维鲸鱼系统或增强塑料木材系统相结合。在某些情况下，我们正在与美国陆军等机构合作，为他们提供更大直径的海豚或单桩，以帮助保护桥梁结构，甚至可能是渡轮系统的一部分。

锶： 这些护舷系统，你也可以把它们看作是水中的栅栏——护栏。基本上，我们制作了 100 英尺长的栅栏柱，这些栅栏柱在泥线以下提供支撑，向上穿过 30 英尺的水，然后粘在水线上方约 13-15 英尺处。然后是水平塑料木材或复合横梁——这就是影响的原因。

与钢相比，复合材料的一大优点是高强度（类似于钢）和中等模量刚度的组合。复合挡泥板系统可以弯曲，但不会断裂。它们可以承受冲击、偏转或耗散能量而不会破裂，也不会破坏船只或船只。然后它们又恢复了原状。

因此，用这些护舷系统衬砌桥墩之间的通道提供了一个很好的解决方案。当然，一切都有它的位置——这些系统在某些水道配置和特定尺寸的船只上工作。