«Вместо того, чтобы рассматривать мост как монолитную структуру, коактивная модель моста оценивает мост как систему, в которой изменение состояния каждого коактивного элемента не только напрямую влияет на общую производительность моста, но и косвенно влияет на производительность других зависимых элементов, "сказал Брайан Ойегбиле, один из авторов исследования.
Оегбиле получил докторскую степень.D. в инженерии из UGA в 2020 году и в настоящее время работает с Министерством транспорта Калифорнии.
В качестве примера Оегбиле говорит, что замена поврежденного компенсатора моста обходится недорого и оказывает незначительное влияние на общую производительность моста в краткосрочной перспективе. Однако соль от обледенения или загрязненная вода со временем может просачиваться через поврежденный компенсатор, ускоряя износ более важных элементов ниже, таких как колонна.
Точно так же настил моста может разрушаться быстрее, когда мусор накапливается в компенсаторе и ограничивает нормальное расширение и сжатие настила.
По мнению исследователей UGA, своевременная профилактическая замена элементов, даже таких маленьких, как компенсатор, может иметь большое влияние на долговременное состояние моста.
Они говорят, что их модель может предоставить более точные данные и более точные прогнозы амортизации для государственных транспортных агентств, поскольку они планируют техническое обслуживание, ремонт и замену мостов. В среднем по стране мосты служат 75 лет. По словам исследователей, при своевременном и эффективном использовании имеющихся ресурсов эти мосты могут служить более 100 лет.
«На мой взгляд, совместная деятельность очевидна в данных осмотра мостов, и мы можем с научной точки зрения использовать аналитику данных для прогнозирования срока службы мостов, экономя деньги на обслуживании и строительстве инфраструктуры страны», – сказал Оегбиле.
Регулярное обслуживание сэкономит деньги
Стефан Дарем, профессор инженерного колледжа и один из соавторов исследования, говорит, что система отопления и охлаждения вашего дома служит хорошей аналогией.
«Как по маслу, я заменяю свои воздушные фильтры каждые два месяца, независимо от того, интенсивно использовалась система или нет, потому что она поддерживает эффективную работу системы», – сказал он. "То же самое и с мостом. Если вы регулярно заменяете компенсатор, независимо от того, полностью он изношен или нет, ваш мост будет работать лучше, чем если бы вы позволили ему разложиться до такой степени, что компонент абсолютно необходимо заменить."
Исследователи проанализировали данные Национального реестра мостов Федерального управления шоссейных дорог для Алабамы, Флориды и Джорджии, чтобы построить и протестировать свою модель.
Только в Грузии более 15 000 мостов. База данных NBI включает отчеты о проверках отдельных элементов мостов, что доказывает обширную информацию для исследователей.
«До нашей работы мы не видели математической модели, которая учитывала бы взаимодействие между элементами моста», – сказал Ми Гым Чорзепа, доцент и главный исследователь исследования. «Нам нужен более реалистичный способ оценки состояния моста и определения приоритетов профилактического обслуживания, особенно в такой сложной бюджетной среде."
По оценкам исследователей, инвестиции в своевременное и надлежащее профилактическое обслуживание мостов страны в размере 10 миллиардов долларов в течение трех лет принесут 20 миллиардов долларов постоянной экономии к 2024 году.
По словам команды, эти сбережения можно было бы направить на другие цели, например на строительство новой инфраструктуры, и помочь стимулировать экономический рост.
Министерство транспорта Джорджии, финансировавшее исследование, недавно утвердило грант для исследователей на расширение их работы. На втором этапе проекта команда будет работать с отделами транспортных данных, исследований и обслуживания мостов GDOT, чтобы разработать инструмент оценки жизненного цикла моста для использования GDOT и правительствами округов по всему штату.
В исследовательскую группу также входят S. Сонни Ким, доцент инженерного колледжа.