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FRP市場:市民インフラ

Dec 24, 2016

老朽化したインフラストラクチャは、複合材料の潜在的に巨大な市場を提供します。 米国移住協会(Washington、DC、米国)が数年前に発表した報告書によると、「 われわれの国の最も忙しい橋の国家 」と題された修正案には、69,223の構造的に不足している高速道路橋が米国だけでは、すべての米国の高速道路の橋の11.5%がリハビリまたは交換が必要でした。 これらの数字は、危機を緩和し、新しく建設された橋梁の耐用年数を延ばすことを目的とした複合材料対応技術の開発を促進した。

鉄筋補強の腐食や破損によるコンクリートの早期劣化が十分に文書化されています。 多くの地域で、腐食しやすい鉄筋補強コンクリートの耐用年数は、一度その擁護者によって約束された75〜100年ではなく、25年に制限されています。 従来の修理には数十億もの費用がかかる可能性があります。 したがって、安全性の利点はもちろんのこと、コンポジット鉄筋を使用するライフサイクルコストのメリットは、変化を回避する自治体間の抵抗を引き続き克服しています。 しかし、橋梁構造全体を交換しようとする複合材製造業者の重要な活動が一旦静止した後は、腐食しやすい腐食しやすいコンクリート橋のデッキをスチール・トラス・ブリッジに置き換えることに徹底的に重点を置きました。

過去数年間でそうであったように、進歩はまだ止まっています。 限られた年間予算に直面している州や地方の交通機関の役員は、特定の数の橋を30年〜40年続くコンクリートで置き換えるか、100年以上続くコンポジットを使用するかの半分を置き換えるかの選択肢があります。 どちらのケースでも、誰もがそれらを考慮に入れる前に、彼らのキャリアは長く終わっているので、簡単な答えは低コストのブリッジの2倍です。 しかし、プロジェクトはまだ歩行者の橋の中で、特にニュースを作ります。 ニュージーランドのオークランドにある1,020mのオークランド港橋の横にある歩行者専用のSkyPathは、見事な例です(写真は左を参照)。 Composites fabricator Core Builders Composites(ニュージーランドWarkworth)とオークランドに本社を置くGurit(アジアパシフィック)社のComposites Engineeringチームは、軽量コンポジットデザインを共同開発しました。ブリッジ構造耐荷重限界。 SkyPathの長さは約1.1m、幅は約4m、外壁の高さは約5mです。 (「SkyPath:景観のあるバイクウェイ/歩道にコンポジットを持つ勝者」のデザインの詳細については、「編集者のおすすめ」を参照してください。)しかし、このプロジェクトは公式の認可にもかかわらず、依然としてストールされています。民間インフラプロジェクトは、悲しいかな、 公的なものであり、したがって、公共の論争の対象となります。

最近完了したプロジェクトで、自動車の交通量を扱い、 浮動橋であることは珍しいが、同名の米国バーモント州のブルックフィールド橋である。 報告によると、世界初の浮遊式繊維強化ポリマー車の橋梁は、それが置き換えられる木材構造の特性を保ちますが、一世紀続くように設計された複合浮力システムによって覆われています。 サンセットレイク経由の国道65号線を運んでいた1978年版に取って代わりました。 TY Lin International(米国カリフォルニア州サンフランシスコ)が設計したのは、1820年に建設されたフローティングログブリッジの8番目のバージョンであり、コンポジットがブリッジビルディングでクリエイティブに使用され続ける様子を示しています。

実用的な建設、運搬および据付を行うために、ブリッジ構造のFRP部分は、5つの別個の同じ15.54m長さの7.01m幅のセクションのラフトと呼ばれるKenway Corp.(ME、Augusta)ガラス繊維/ビニルエステルポンツーン構造を有し、背中合わせに組み立てられている。 組み立てられたラフトはTY Linによって設計されたスチールスプライスプレートを使用してエンドツーエンドで一緒にボルト止めされ、モノリスを形成し、木製の橋の全長をアンギルドする。 ポンツーンは橋の敷地に一度に2つずつ納入され、ラフトに組み立てられ、次に筏が結合されて海岸に結びついた。 (「編集者のおすすめ」の下の「1820年代の浮遊橋のコンポジットポンツーンの地下鳥の更新」をお読みください)

ブリッジの世界では、コンポジットアドバンテージ(米国オハイオ州デイトン)の社長、スコット・リーブ(Scott Reeve)は、古典的ライフサイクルコストの議論だけではこの日を勝ち取ることはできないと述べています。 特に歩行者用橋梁の複合橋梁デッキの最も成功した製造業者の一人であるReeve氏は、「初期費用」の問題が依然として存在することを確認しています。 複合車両デッキは、コンクリートデッキの約2倍の価格です。 設置コストを低く抑えたとしても、おそらく従来のソリューションの1.8倍です。 その差が約15%になるまで、市場の浸透は遅いままです」

しかし、コンポジットはコンクリートと直接競争し始め、海上の民間インフラのアプリケーションでこのような価値を実証し始めています。 ケーススタディは、ジャクソンビル(FL、米国)の消防救助局(JFRD)駅40の全複合ドックシステムです。新しい駅構体のように、提案されたドック構造はカテゴリー3のハリケーンに耐えることができなければなりません - 205-241kphの風と2.74-3.66mの海面上昇。 早期入札は、鉄筋コンクリートに基づいて、連邦政府が資金を提供する国土安全保障基金によって決定された予算を50% 上回っていました。 Register Marine(米国フロリダ州ジャクソンビル)は、プルトルドされたガラス/ポリエステルコンポジット杭、梁、および板張りを使用して固定ドッキング構造とフローティングドック構造を再設計し、予算やタイムラインなどの技術的および助成金要件をすべて満たすことができました(「編集者の紹介」の「コンポジット海洋インフラストラクチャのアップグレード」を参照)。