211service.com
Højteknologiske broinspektioner
Det tragiske totale og øjeblikkelige sammenbrud af motorvejsbroen Interstate 35 i Minneapolis burde tvinge os som nation til at foretage en omhyggelig revurdering af de metoder, vi bruger til at inspicere og reparere vores infrastruktur.
Materialeforringelse, træthed, vibrationer, virkningerne af vedvarende belastninger og overbelastninger, problemer relateret til fundamentets integritet, designsvagheder – alle kan være blandt de faktorer, der bidrog til Minneapolis-kollapset. Desværre nok kan denne bro være blevet inspiceret i de senere år, men de konventionelle teknologier, der almindeligvis anvendes til sådanne inspektioner, er generelt ikke op til opgaven. Mange inspektioner udføres blot med det blotte øje eller ved meget simple metoder, såsom at pinge broens overflade med en hammer.
Vi kan opnå en mere definitiv vurdering af bromateriales og -konstruktioners adfærd og sikkerhed ved at bruge systematiske og effektive ikke-destruktive testmetoder, der allerede eksisterer.
De fleste af landets motorveje og motorvejsbroer blev bygget i 1950'erne; vores jernbanebroer er næsten et århundrede gamle. Faktisk kan mange af disse strukturer være i en kritisk tilstand, fordi vi udsætter dem for trafikbelastninger og vibrationer, der er større end deres oprindelige designkapacitet og levetid. Nutidens køretøjer er ofte meget tungere end deres modstykker fra midten af århundredet.
Beton og stål, de mest almindeligt anvendte materialer i vores infrastruktur, forringes naturligvis med alderen. Fryse-og-tø-mekanismer, der bruges i hårde vintre, er især skadelige for beton, ligesom varme og fugtige forhold og påføring af salt til at smelte vinteris. Sidstnævnte forhold kan føre til korrosion af stålet, der bruges til at armere beton, hvilket udvider stålets volumen. Det udvidede volumen resulterer i indre belastninger på strukturen og kan føre til svigt af materialet eller hele det strukturelle system. Søjlerne (molerne), dæksystemet og samlingerne i en brokonstruktion er alle berørt.
Der er blevet forsket i avancerede koncepter og laboratorieteknikker til ikke-destruktiv afprøvning ved hjælp af f.eks. radar, infrarød termografi og akustiske metoder, men sædvanligvis er sådanne udviklinger ikke blevet ført til implementeringsfasen for at producere bærbare enheder, der er anvendelige under feltforhold. De højteknologiske, ikke-destruktive værktøjer, der i øjeblikket er tilgængelige til infrastrukturinspektion, er ikke blevet omfavnet af byggebranchen til udbredt og systematisk brug.
Vi er nødt til omhyggeligt at evaluere og implementere de allerede eksisterende højteknologiske metoder til overvågning og afprøvning af broer og andre strukturer i vores ingeniør- og ledelsespraksis, og vi skal fremme udviklingen af nye teknologier efter behov.
Vi bør udvikle feltspecifikationer for ikke-destruktive test- og overvågningsteknologier og kræve, at byggeindustrien anvender disse teknologier. De offentlige myndigheder, der er ansvarlige for vores infrastruktur, bør planlægge systematiske inspektioner, kræve forudbestemte niveauer af strukturel pålidelighed og kræve hurtig screening og detaljerede undersøgelser. En systematisk højteknologisk inspektionsproces af denne art ville give os mulighed for at vurdere tilstanden af broer og andre strukturer og prioritere dem til reparation, eftermontering og opgradering. Beslutninger om mulighederne for at reparere, opgradere, implementere en midlertidig løsning eller bygge en ny struktur bør træffes af dygtige ingeniører og baseret på videnskabelige fakta og sunde tekniske vurderinger, under hensyntagen til de tilgængelige monetære ressourcer.
Endelig bør vi indarbejde videnskaben om materialeforringelse i vores ingeniørlæreplan, metoder til udvikling af avancerede teknologier til vurdering og reparation af infrastruktur og design af nye og innovative materialer til infrastrukturapplikationer. Og vi bør insistere på, at efteruddannelse for praktiserende ingeniører og ledelsespersonale på dette område er afgørende.
Det er muligt at undgå endnu en tragedie som den i Minneapolis, men kun hvis vi handler hurtigt for at foretage hurtige og grundige inspektioner, der bruger højteknologiske enheder udviklet til opgaven.
Mundtlig Buyukozturk er professor i civil- og miljøteknik ved Massachusetts Institute of Technology.