Optima Projects咨询公司的董事总经理David Kendall认为,纤维增强塑料在铁路桥梁领域拥有良好的应用前景。他说,复合材料桥梁相比于传统金属桥梁具有以下优点:
◆大大地减少重量;
◆非常地耐用——很少需要维护,不易受到损坏,生命周期成本更低;
◆可以实现复杂造型,满足美学要求;
◆非现场建造,可减少施工时间;
◆净跨度更大——对桥下空间影响更小;
◆总体上节约成本,特别是生命周期成本。
Bradkirk复合材料桥采用英国Gurit公司的材料和生产工艺,它展示了复合材料桥梁的发展潜能。2009年,这座桥在英国Blackpool安装时所花费的时间还不到6个小时。
这座桥梁替换了原有的金属桥梁。原金属桥梁需要很多的维护工作,并需要在未来电气化线路建设时进行桥面的提升。复合材料桥由AM Structures公司为Network Rail制造生产,由WYG公司负责工程施工。桥梁由两个12m长的桥跨单元和两段楼梯组成。桥跨单元是一个成型完全的复合材料单体结构,采用的是Gurit 的SPRINT?(环氧)材料。这座桥采用两层蒙皮和一层闭孔泡沫夹芯层。蒙皮采用树脂膜渗透工艺,由玻纤增强环氧树脂(SPRINT)制成;夹芯层则采用Gurit的 Corecell? SAN泡沫。桥梁结构在阴模上层压成型,并在真空70°C下固化。
连接系统采用Gurit的Spabond 340LV和Ampreg 22产品为结构胶,实现全无钢结构,令每个桥跨单元的重量仅仅只有1.6吨。而依照当前规范所制造的钢制桥梁,其每个桥跨单元的重量则约有16吨。
Network Rail结构的方案总成本为66.5万英镑,由Birse Rail公司在一次例行的线路封闭期完成安装。该桥的预期寿命大于60年,除了例行检查,以及防滑饰面与楼梯扣的更换外,几乎无需维护。
Network Rail还在南部的一个项目中采用了复合材料。后又开始了英国南德文郡Dawlish火车站人行天桥的建造。这是一个价值100万英镑的改造项目的一部分。该项目已于去年年末时完成。
Network Rail的建筑类线路资产经理Simon Gyde说:“Dawlish车站的人行天桥改造是出于对资产情况和安全性的考虑。现有的人行桥重建于1937年,所用的钢质桁架来自皇家公园车站。尽管进行了大量维修,但桥梁依旧遭受着苛刻海洋环境的影响。现在,带有糟糕的防护油漆和腐烂的木质桥面板的主梁和桥顶板结构都受到了大面积腐蚀。”
这是第二座安装在西部线路上的纤维增强复合材料人行桥。第一座于2007年10月安装在康沃尔的St. Austell。
现有人行天桥的钢制结构受到苛刻海洋环境的影响而发生严重腐蚀。桥面板已经腐烂,防护油漆层也发生了剥落。
塑料部件由位于英国德文郡Plymouth的结构复合材料生产商,Pipex px®公司提供。Dawlish火车站属于英国二级受保护建筑,因此,Pipex px®公司保留了其原有钢制桥的风格。这座人行天桥的主结构采用了纤维增强塑料标准拉挤型材,栏杆的夹芯结构采用了树脂膜渗透工艺成型而成。桥两端的楼梯也是纤维增强塑料成型部件。
Network Rail的工程师们在决定采用纤维增强塑料之前,尝试了很多替代方案,包括采用传统材料进行彻底翻修和加固。现在,不仅所有的成型件都保留了现有钢制桥梁的风格(甚至小到塑料铆钉头),而且,也更经得起当地恶劣的海洋性环境的考验。
比起原先的钢制桥梁,新桥的重量更轻,更容易安装,所需的维护工作也大大减少。
这些工程说明,复合材料在铁路行业有着非常光明的前景。由于对减少施工时间的要求不断增加,新型复合材料解决方案也将不断涌现。