Доцент кафедры гражданской и экологической инженерии изучает негативные последствия изменения климата для старения U.S. инфраструктура, включающая более 600000 мостов. Теперь он является соавтором нового исследования, связывающего потенциальные воздействия изменения климата со структурной целостностью тысяч мостов, пересекающих шоссе и города Америки. Анализ Махмуда демонстрирует необходимость переосмыслить приоритетный порядок ремонта мостов в стране, поскольку ткацкие станки по изменению климата и финансирование инфраструктуры остается ограниченным.
Исследование опубликовано окт.
23 года в PLOS ONE, а его ведущим автором является Сьюзан Палу, недавно окончившая CSU со степенью магистра гражданского строительства.
Махмуд и Палу сосредоточили свой анализ на примерно 80 000 «мостов из стальных балок с простой опорой» – конструкции, распространенной со времен Второй мировой войны, которая состоит из продольных балок, перекрывающих два опора.
Эти мосты часто страдают от засорения компенсационных швов мусором и требуют регулярного технического обслуживания для очистки швов. Деформационные швы соединяют пролеты моста и позволяют конструкции расширяться и сжиматься при нагревании или охлаждении воздуха.
Когда стыки забиваются, они препятствуют нормальному расширению моста в ответ на более высокие температуры. Исследователи пришли к выводу, что более высокие средние температуры в будущем, не учитываемые при строительстве таких мостов, могут привести к непредсказуемому термическому напряжению.
Тепловое напряжение может вызвать коробление и растрескивание, которые усугубляются как изгибом из-за веса грузовиков и легковых автомобилей, так и осевой нагрузкой из-за ограничения расширения. Исследование исследователей – первое, в котором количественно оценено влияние возможных изменений температуры в сочетании с ожидаемым нормальным засорением компенсаторов.
Исследователи рассмотрели четыре различных сезонных сценария температуры во время строительства каждого моста, а также прогнозируемые средние температуры на 2040, 2060, 2080 и 2100 годы. Прогнозируемое повышение температуры является сценарием потепления парниковых газов "путем концентрации излучения", принятым Международной группой экспертов по изменению климата в 2014 году.
Результаты показывают, что мосты, расположенные в северной части Соединенных Штатов, включая Северные Скалистые горы и равнины, Северо-Запад и Верхний Средний Запад, наиболее уязвимы для более выраженного повышения температуры. Менее уязвимыми регионами были юго-восток и северо-восток.
Целью инженеров было расположить мосты в порядке необходимого обслуживания с учетом новой нормы изменения климата.
«Мы, как инженеры, должны начать смотреть дальше того, что нас изначально учили анализу систем, и начать думать о том, что изменение климата повлияет на наше понимание поведения на уровне компонентов и производительности на уровне системы», – сказал Махмуд.