1、结构工程领域前瞻性研究及运用在上次的采访中,您为我们介绍了美国在结构工程领域里的一些前瞻性研究方向,在过去的一年中它们是否有实质性的进展?Dr.Seible:首先是新材料的运用。现在桥梁工程界越来越多的关注新材料的研制和运用。这种新材料具有优良的物理力学性能,使用寿命长。美国的劳动力是非常昂贵的,所以使用性能好、耐腐蚀性强的材料从长期效益来讲更加经济。但经过很长一段时间的实践证明,由于高性能复合材料的价格比较昂贵,将其广泛地运用到桥梁建设中的进程还比较缓慢,其推广过程也有一定困难。以美国桥梁抗震加固领域为例,更多还是采用传统材料的新技术,但桥梁上部结构的耐久性加固已经开始采用新研制的碳纤维复合
2、材料。而且这种材料也推广到了世界其他国家。现在,美国桥梁正在进入大规模的维护、翻新阶段。我们更加注重桥梁的“结构再生工程”,这包含两个层面:一是对现有工程寿命的延长,二是对新建桥梁的结构设计和对桥梁整个新系统寿命的延长。由于能源危机的加剧,在过去的一段时间里,美国民众对于整个交通系统有了认识上的调整。这种调整带来的结果就是,现在美国车辆的减载率有 2025,也就是说,更多的人愿意搭乘公共交通系统。人们开始意识到,可以用轨道交通来解决当前能源紧缺的问题。所以,现在有很多轻轨和高速铁路的项目都在讨论当中。另外,在过去的几年里,信息工程在土木工程领域取得了长足的发展。原来价格昂贵的高性能传感器现在便
3、宜了许多,得到了广泛的运用,在有些结构中可以安装上千个这样的传感器。可随之而来的问题就是,如何给这些传感器提供能源和电力呢? 又如何将大量数据进行处理,并为政府基础设施管理提供真正有用的信息? 所以,现在工程师们将研究重点转到如何运用结构本身产生的能量,并将其传递到传感器上,形成一种自身能源运用,使其成为一种智能传感器。这已经成为一个重要的项目,我正是这个项目的主要研究负责人。在工作的过程中发现,虽然我们对这个研究已经投入了很大的财力和人力,但它与实际应用层面仍存在很大程度的脱节。我也为此正在和加州州长办公室联系,希望能将整个加州变成一个智能化的结构体系。这些问题的研究最后都会落实到如何在实际的建设中广泛运用。 把实验室里最新的研究成果真正转化成建设中的实际运用,整个过程需要相对长的一段时间,在美国这需要 1015 年。这个现象不仅仅出现在美国,这是世界各国土木工程界都需要解决的问题。