Sumaniųjų tiltų taikymo perspektyvos Lietuvoje

Abstract

Straipsnyje pateikiama sumaniųjų įrenginių ir su jais susiejamų technologijų, taikomų išsivysčiusių šalių tiltų konstrukcijose, mokslinė analizė. Išnagrinėti Lietuvos poreikiai ir reikalavimai sumaniųjų tiltų konstrukcijų taikymui bei vystymui, atsižvelgiant į turimus šalies resursus bei sukauptą mokslinį potencialą. Atlikta sumaniųjų konstrukcijų ir jų sudėtinių dalių, taikomų tiek statybos, tiek ir eksploatacijos metu, analizė apima: nuolatinius tiltų konstrukcijų būklės stebėjimo bei pasyviosios parametrų kontrolės įrenginius, geoterminį tiltų perdangų šildymą, kombinuotą plaušo ir kompozitinių strypų armavimą, konceptualųjį projektavimą ir įrąžų reguliavimo metodiką. Aptartos sumaniųjų įrenginių, skirtų tiltų konstrukcijų svyravimų slopinimui, bei biologinio betono pritaikymo galimybės transporto statiniuose. Atlikta apžvalga parodė, kad Lietuvos strateginis siekis, atsižvelgiant į šalies vidinės rinkos dydį bei nacionalinės statybos pramonės poreikius Europos bendruomenės kontekste, yra tiltų konstrukcijų būklės nuolatinio stebėjimo sistemų taikymas. Šių sistemų diegimas egzistuojančiuose ir naujai projektuojamuose transporto statiniuose yra viena efektyviausių priemonių, gebančių nustatyti temperatūros, deformacijų (įtempių) ar konstrukcijos formos pokyčius, įvertinti jų tendencijas bei su tuo susijusios grėsmės lygį ir pagal tai imtis atitinkamų veiksmų, siekiant užtikrinti konstrukcijos eksploatacines savybes. Pritaikius šalies turimą technologijų potencialą šioje srityje, Lietuvoje būtų galima įkurti tarptautinį nuolatinės konstrukcijų būklės stebėjimo centrą, kuris leistų ženkliai sumažinti visos Europos statinių priežiūrai skiriamas lėšas.

Research on smart structures (systems) and technologies used in built environment of developed countries and Lithuania was performed. Regarding to available resources and scientific potential of Lithuania needs and demands for application and development of smart bridge systems are presented. Strategic directions of smart structures and technologies in Lithuania were pointed, presenting few development alternatives. Present study covers analysis of smart bridge structures and technologies, applied both in construction and exploitation phases: structural health monitoring systems; passive structural control systems; geothermal heating of bridge decks; combined fibre reinforced polymer and fibre reinforcement; conceptual design. Review on smart building constructions successful application examples to the bridge structures is done, regarding the perspective development (and application) of such technologies in Lithuania. Application possibilities of smart vibration damping devices and smart materials, such as self-healing concrete are presented. Regarding to local built environment demands and economic resources, Lithuania’s strategic directions were pointed out indicating that application of permanent structural health monitoring systems should be used. Application of systems, which are able to determine change in temperature, deformations (stresses) or structural shape, evaluate the risk of failure and take appropriate measures can ensure reliable and rational long-term exploitation for existing as well as newly designed bridges and viaducts. Special attention should be paid for development of new design guidelines of smart constructions, materials and innovative structures. It was shown that application of smart bridge structures and technologies is unavailable without development of information technologies. Employing Lithuania’s potential in hi-tech technologies, an international structural health-monitoring centre could be established in Lithuania that will reduce expenses for the maintenance of bridge structures in Europe.