本桥梁年报公布 关注轻质材料
来源:日本国土交通省官网
▲ 日本73万座桥梁管理分布,2023
根据日本国土交通省发布的2023年报,全日本现存桥梁73万座,43%的桥梁服役超50年,其中47.7万座归地方管辖,约占日本桥梁总数的2/3。
村镇小型桥梁中,至少有46%的社区既没有专业的土木工程师进行定期维护,也没有民间自发的结构检测队伍完成例行检测。鉴于日本的人口老化问题,政府不可能继续依赖民间力量完成社区层级的结构物检测工作。
▲ 日本地方管理的小型桥梁,上部结构普遍出现损坏
▲ 小型桥梁周边环境复杂,施工难度大
因此,当务之急是官方安排一次全面针对全日本村镇小型桥梁的结构加固更换维修。在有限资源下,选择优先解决桥梁上部结构的老化问题。但是,日本村镇内的小型桥梁,往往坐落于人口稠密、空间狭窄的社区,大型机械无法展开,导致维修重建工作困难。
为此,日本国土交通省正鼓励开发轻质的上部结构,方便小型机械施工更换。日本多家科研单位正在对“新型碳纤维增强聚合物预应力混凝土预制桥面板”展开研究与荷载试验。
人工智能如何协助隧道建设和维护
来源:Jacob, Akins 等公司
Jacobs欧洲隧道部连续发文,详解AI对隧道建设及维护的作用。
AI在隧道设计、施工、监测维护、安全管理方面已展现出巨大潜力。这种解决复杂任务和处理工程中海量数据的能力,意味着它可以跨越生命周期得到应用。比如AI能够自己整合历史数据,获取钻孔日志,识别管片接缝,而且能识别处理图文、表格、视频文件,然后进行置信度很高的工程评估。
过去5年,针对历史数据,人们还在使用“人工与AI相结合”的分析方式,但现在,所有基础数据分析和基础评估都可以交给AI完成,分析师们只需要对评估结果做出审核即可,大大增加了工作效率,也让更多工程师参与到终审流程,不必忙于基础数据的梳理。
该公司正考虑将“全自动隧道掘进”与“管养计划”相结合,通过风险管理和有序投入,设置隧道掘进的自动化,AI相互独立叠加检测整个隧道掘进过程,并自定义监测频率,进而完成整个流程的溯源、评估、监测、预警。
这样,现场所需人数会减少,但人类仍将始终存在并掌握整个掘进过程,不会被AI“踢出流程”。此外,数字孪生和机器人技术,也都将随着人工智能的发展而得到进一步改善。
比利时弗兰德斯地区展开新一轮桥梁更换
来源:桥梁设计与工程杂志
本周,比利时政府已拨出5亿美元,用于佛兰德斯地区的63座桥梁。对其中17座开合桥的投资达到1.8亿,46座其他桥梁投资3.2亿。该地区天然与人工河道纵横,人口稠密,环境宜人,也是低地国家重要的海陆物流周转地带。
项目采用PPP模式。主管运营法兰佛兰德斯地区水路的DVW(De Vlaamse Waterweg)公司希望各合作单位能协助他们优先完成过去积压的旧桥加固维修工作,并在重建加固过程中,尽可能增加自行车道和宽敞的景观步道,提高通行效率的同时,改善社区出行环境。
英国古董铁桥开始电气化改造
来源:桥梁设计与工程杂志
5月28日,英国铁路网(Network Rail)公布了一项耗资1亿英镑的电气化项目。
计划改造位于英格兰西北部维冈与博尔顿铁路线上的深坑桥(Deep Pit Bridge),用以实现铁路线两侧2.5万伏光缆的贯通,以及桥下铁路电气化部件的悬挂。
深坑桥是一座建于1887的人行天桥(官方公布为1887年,当地人亦有证据说桥梁建成于1882年),由锻铁和铸铁拼接而成,收录于《英国国家遗产二级保护名录》,是英国19世纪末铁制桁架桥的代表作。
在保留主体结构的情况下,桥梁将其被抬升6米,两侧阶梯改装两个自动坡道,使该桥在 建成150 年后首次实现无台阶通行。
本次改造计划得到当地社区欢迎。当地民众对这座铁桥的情感很深,也非常期待它增加新功能、融入新的基建环境。更多的电气化铁路,也将为当地带来更清洁、更安静的交通服务。
每周一桥
乔治华盛顿大桥
来源:Mageba Group
概况
乔治华盛顿大桥是一座双层悬索桥,横跨哈德逊河,连接新泽西州卑尔根县的李堡和纽约市曼哈顿的华盛顿高地社区。乔治华盛顿大桥是全世界第一座千米级的悬索桥,世界最繁忙的机动车桥,也是唯一一座拥有14条车道的悬索桥。2019年的车流量超过1.04亿辆,每天使用大桥的车辆有28万辆之多,
乔治华盛顿大桥全长1450米,主桥跨度1100米,开通时为世界主跨最长的悬索桥,由著名的瑞士裔美国土木工程师Othmar Ammann设计、他还设计了纽约的另外两座标志性桥梁——Verrazano Narrows bridge和Bayonne bridge,设计工程师Allston Dana和助理总工程师Edward W. Stearns和顾问建筑师Cass Gilbert也参与了大桥的设计工作。1937年,被旧金山金门大桥超越。大桥的主跨是世界上同类桥梁中最长的,直到1937年被金门大桥超越。
乔治华盛顿大桥是纽约大都市区的重要交通走廊,总共有14条车道,上层桥面在1946年从6车道加宽到8车道。由于交通日益繁忙,于1959年至1962年完成了下层桥面的建造,并设置了六个机动车道,承载了95号州际公路、美国1号和9号公路的交通。上层桥面还设置了步行和骑行车道。
建造乔治华盛顿大桥的想法最早是在1906年提出的,1927年9月才正式动工,1931年10月24日竣工,并于第次日通车。乔治华盛顿大桥的开通促进了新泽西州卑尔根县的发展。
技术突破
在规划过程中,安曼根据“挠度理论”设计了桥面,这个理论在当时还是一个尚未得到证实的假设。为了节省资金,大桥没有使用加固桁架,而是在上层桥面底部安装了一套板梁系统。板梁和桥侧连接桥面的开桁架设计,是跨度更坚固,有效抵抗扭转力,增强的桥面的稳定性。
钢塔是乔治华盛顿大桥的最具识别性的特征之一。大桥最初的设计计划采用复兴主义风格,桥塔要包裹在混凝土和花岗岩中,但是在深入审查时发现,仅使用钢铁材料足以支撑桥塔,计划只保留一个石材墙面。大桥的建造正值经济大萧条时期,材料成本上涨,最终唯一的石墙也取消了,仅保留了钢塔,这丝毫没有影响大桥的美观,公众对大桥裸露的钢塔也表示赞同和接受。
瑞士裔法国建筑师勒·柯布西耶(Le Corbusier)认为:“结构如此纯净、如此坚定、如此规则,钢结构似乎在对人们微笑。” 米尔顿·麦凯在《纽约客》中写道,乔治·华盛顿大桥使安曼成为“桥梁工程和设计领域天才和不朽人物”。安曼本人在之后的桥梁设计中再也没有采用过砖石桥塔,他认为 “桥塔中均匀分布的钢材赋予了桥塔良好、整洁、坚固的外观”。
乔治华盛顿大桥的建成证明,更长的悬索桥在经济上和物理上都是可行的,在此之前,工程师们认为在当前经济和力学发展水平,千米级悬索桥是不可能的。
1981年10月24日,乔治华盛顿大桥落成50周年纪念日,美国土木工程师协会将其指定为国家历史性土木工程地标,驶过这座大桥的车辆在此时总计已达18亿辆次。
从1990年到2024年,华盛顿大桥进行了多次翻新修复,涉及上层桥面支撑钢结构更换和裂缝修复、重修坡道、重新铺设下层桥面、两次更换垂直吊索、更换主缆、提高引桥抗震能力和附近高速公路的整修等工作,总费用已超32亿美元。现在大桥的维修工作还在继续,预计到2026年全部完工。