ニュース

Jul 17, 2023

ミシガン州、代替橋材料として炭素繊維の使用を拡大

炭素繊維は鋼鉄筋コンクリート橋の代替品として人気が高まっており、最近の報告では、この材料が長年の厳しい天候にも耐えられることが示されています。 ローレンス

炭素繊維は鋼鉄筋コンクリート橋の代替品として人気が高まっており、最近の報告では、この材料が長年の厳しい天候にも耐えられることが示されています。

ローレンス工科大学は、炭素繊維強化ポリマー部品がミシガン州の厳しい天候やその他の条件にどれだけ耐えられるかを判断するために、4 年間にわたってテストしました。 ミシガン州運輸省の次の報告書は、米国州道路交通職員協会の研究諮問委員会によって、2020年のトップ16の研究プロジェクトの1つに選ばれました。

「研究者らは、CFRP ストランドがミシガン州の厳しい天候を模倣した条件によく耐えることを発見しました」と MDOT のニュースリリースは述べています。 「湿気、雨、氷雨、極端な温度変化は、時間が経っても材料の強度や機械的特性に大きな影響を与えることはありませんでした。 さらに、テスト結果では、CFRP に対して現在受け入れられているパラメーターの一部は保守的であり、更新できることが示されました。」

このレポートは、メーカーが推奨する CFRP の保証引張強度は、設計目的で大幅に増加できることを示しています。

研究者らは、CFRP ストランドに 300 回の凍結融解サイクル、火災イベント、その他の試験を実施しました。 「現在、橋梁設計者は、現実世界のさまざまな条件下で CFRP がどのように機能するかを予測するために必要な情報と仕様を入手できるほか、将来の橋梁プロジェクトのための設計ツールも入手できます」と MDOT は述べています。

CFRP は、時間の経過とともに風雨によって腐食し、高額な修理につながる可能性がある鉄筋コンクリートの代替品と見なされています。 MDOT によれば、カーボンファイバーストランドは腐食に強く、長持ちし、メンテナンスの必要性が少なくなります。

「CFRP は非腐食性であるため、橋の耐用年数を短くする主な原因である鋼の腐食によるコンクリート劣化の可能性を排除しています」と MDOT 橋梁主任エンジニア兼 MDOT 橋梁構造局局長の Matthew Chynoweth 氏は述べています。 。 MDOT は橋の耐用年数 100 年を達成するという目標を掲げています。 MDOT とローレンステックは 1988 年から CFRP を研究してきました。

MDOT の報告によると、2001 年にサウスフィールドに建設された国内初の 3 径間 CFRP プレストレスト コンクリート橋に初めて使用されて以来、州内の十数の橋に CFRP プレストレストおよびポストテンションが施されています。 これらには、長さ 140 フィートの CFRP プレストレスト梁を備えたデトロイトの南行き I-75 橋と、改良された I-94 用の 2 つの橋が含まれます。

欠点の 1 つは、CFRP のコストが高いことであり、そのため MDOT は、この複合材料では年間数本の橋しか建設できないと述べています。 しかし、同庁の炭素繊維複合ケーブルのサプライヤーである東京製綱は、ミシガン州に製造施設を建設したことで、コストと納期が一部削減された、とチノウェス氏は言う。