Infrastruktur Amerika yang semakin tua menghadapi cabaran kritikal, dengan lebih separuh daripada jambatan negara menunjukkan kemerosotan yang ketara. Jurutera di MIT dan University of Massachusetts at Amherst telah membangunkan penyelesaian yang menjanjikan yang boleh merevolusikan cara kita menyelenggara struktur penting ini menggunakan teknologi percetakan 3D yang canggih.
Statistik Infrastruktur Jambatan US
- Jumlah jambatan di US: 623,218
- Jambatan dalam keadaan rosak teruk: Lebih 50%
- Anggaran kos pembaikan: USD 191+ bilion
 |
|---|
| Pemandangan indah jambatan kekuda yang menyerlahkan keperluan penyelesaian inovatif untuk mengekalkan infrastruktur tua Amerika |
Teknologi Cold Spray Revolusioner Digunakan pada Infrastruktur Jambatan
Pasukan penyelidik berjaya menunjukkan teknik pembuatan aditif berasaskan laser yang dipanggil cold spray pada jambatan yang terhakis di Great Barrington , Massachusetts . Proses inovatif ini mempercepatkan zarah serbuk keluli menggunakan gas termampat yang dipanaskan, kemudian mengaplikasikan bahan tersebut dalam lapisan tepat pada bahagian rasuk jambatan yang rosak. Teknik ini mewakili kemajuan ketara dalam pembaikan struktur berasaskan lapangan, kerana ia boleh dilakukan di tapak tanpa memerlukan cabaran logistik yang besar untuk memindahkan komponen jambatan.
Butiran Proses Cold Spray
- Jenis teknologi: Pembuatan aditif berasaskan laser
- Bahan: Zarah serbuk keluli
- Kaedah aplikasi: Pecutan gas termampat yang dipanaskan
- Proses pembinaan: Pemendapan lapisan demi lapisan
- Aplikasi terdahulu: Kapal selam, kapal, pesawat
 |
|---|
| Jurutera menggunakan teknologi semburan sejuk semasa mereka bekerja dalam penyelenggaraan jambatan, mempamerkan kaedah pembaikan inovatif dalam tindakan |
Menangani Krisis Infrastruktur Amerika Bernilai 191 Bilion Dolar Amerika
Menurut American Society of Civil Engineers , Amerika Syarikat menghadapi cabaran infrastruktur yang mengejutkan dengan 623,218 jambatan memerlukan perhatian, pada anggaran kos melebihi 191 bilion dolar Amerika. Kaedah pembaikan tradisional sering melibatkan logistik yang kompleks, gangguan lalu lintas yang berpanjangan, dan kos yang besar. Teknik cold spray menawarkan alternatif yang lebih praktikal dengan membawa teknologi pembaikan terus ke struktur, meminimumkan kesan lalu lintas sambil berpotensi mengurangkan perbelanjaan penyelenggaraan keseluruhan.
Teknologi Terbukti Disesuaikan untuk Aplikasi Baharu
Walaupun teknologi cold spray sebelum ini telah menunjukkan kejayaan dalam membaiki struktur besar termasuk kapal selam, kapal, dan pesawat, ini menandakan aplikasi pertama yang didokumentasikan pada infrastruktur jambatan. Simos Gerasimidis , profesor bersekutu kejuruteraan awam dan alam sekitar di UMass Amherst , menekankan kepentingan pencapaian ini, dengan menyatakan bahawa kerja penyelidikan dan pembangunan yang besar masih diperlukan sebelum penggunaan meluas menjadi boleh dilaksanakan.
Ujian Dunia Sebenar dan Pengesahan Masa Depan
Jambatan Massachusetts yang dipilih untuk pembaikan perintis ini dijadualkan untuk dirobohkan dalam beberapa tahun akan datang, memberikan penyelidik peluang unik untuk menilai keberkesanan jangka panjang teknik ini. Sebaik sahaja struktur dibongkar, pasukan akan menjalankan ujian komprehensif untuk membandingkan hasil aplikasi lapangan dengan sampel makmal terkawal. Analisis ini akan mengkaji sejauh mana serbuk keluli yang didepositkan melekat pada struktur sedia ada, menilai sebarang hakisan tambahan yang mungkin berlaku selepas rawatan, dan menilai sifat mekanikal bahagian yang dibaiki.
Garis Masa Penyelidikan dan Ujian
- Lokasi ujian: Jambatan Great Barrington, Massachusetts
- Perobohan jambatan: Dijadualkan dalam beberapa tahun akan datang
- Fokus ujian: Kualiti lekatan, penilaian kakisan, sifat mekanikal
- Perbandingan: Aplikasi lapangan berbanding sampel makmal
Implikasi untuk Penyelenggaraan Infrastruktur
Demonstrasi yang berjaya mewakili langkah penting ke arah strategi penyelenggaraan infrastruktur yang lebih cekap. Dengan membolehkan pembaikan di tapak dengan gangguan lalu lintas yang minimum, teknologi cold spray boleh mengubah cara pihak berkuasa pengangkutan mendekati penyelenggaraan jambatan. Keupayaan teknik ini untuk membina bahagian yang terhakis lapisan demi lapisan menawarkan kawalan tepat ke atas ketebalan dan liputan pembaikan, berpotensi memanjangkan jangka hayat jambatan sambil mengurangkan kos penyelenggaraan jangka panjang.
Penyelidikan berterusan ketika jurutera bekerja untuk memperhalusi proses dan mewujudkan standard prestasi komprehensif untuk pelaksanaan meluas di seluruh rangkaian jambatan Amerika yang semakin tua.