Den lever! Forskere skaber innovative levende bro

Ingeniører ved University of New Hampshire har designet et unikt levende laboratorium på en stærkt rejst ikonisk bro, der kan ændre den måde, man betragter infrastruktur på. Mindesbroen, der forbinder Portsmouth, New Hampshire til Kittery, Maine, er udstyret med datasensorer, der har forvandlet det til en selvdiagnosticering, selvrapporterende "smart" bro, der fanger en række oplysninger fra spændets sundhed til miljøet omkring det.

"Vi kalder det en" levende "bro, fordi den kan tale til os og give værdifuld information om dens helbred - den stress, den beskæftiger sig med, den lethed, hvormed den bevæger sig, hvad der sker omkring det og endda under det i Piscataqua -floden, "sagde Erin Bell, lektor i anlægsteknik og hovedforsker ved Living Bridge -projektet. "Denne bro er ikke kun til at bringe os over vandet, det kan lære os meget mere om verden omkring os. "

Broer er afgørende for hverdagen, så forskerne, der overvåger det mangefacetterede projekt, så dette som en enestående mulighed for at udvide strukturens rækkevidde.

"At bygge en ny bro kan koste samfund millioner af dollars, så der er interesse for at undersøge måder at få broer til at gøre mere end bare at transportere mennesker og varer, "sagde Bell.

I dette tilfælde, den skelsættende lodrette liftbro var udstyret med 40 selvdiagnosticerende sensorer, der giver forskere, ingeniører og offentligheden med oplysninger om strukturelle præstationer, som vægt på broen, tårnenes adfærd under en brolift, belastning og acceleration, samt trafikmønstre, vejrforhold, havniveau og tidevandsinformation. Det vil også give brodesigningeniører unikke og innovative oplysninger til at hjælpe med at skabe den næste generation af broer med maksimal sikkerhed, pålidelighed og effektivitet.

Udnytter placeringen, teamet udvidede projektet under broen og byggede en flydende platform, der er fastgjort til molen under broen. Den er designet til at stige og falde med skiftende tidevand og er udstyret med sin egen vejrstation og sensorer. Fordi floden betragtes som et hårdt havmiljø, platformen kan være med til at indsamle data som ebbe flow, oversvømmelse, og vejrforhold.

En tidevandsturbine installeret på platformen fungerer som et undervisningsværktøj til at teste levedygtigheden af ​​en vedvarende energikilde, der er forskellig fra de mere traditionelle solpaneler. Designet og implementeret af ingeniører og kandidatstuderende, forskere mener, at det er det første af sin art, der er placeret under en bro. Fordi Piscataqua -floden er en af ​​de hurtigste sejlbare vandveje på den østlige kyst, det gav mening at prøve at undersøge brugen af ​​flodens tidevandsvand.

"Det spændende ved dette er, at tidevandsenergi kan være meget forudsigelig, "sagde Martin Wosnik, lektor i maskinteknik. "I modsætning til solpaneler, som kan være upålidelige på grund af overskyede dage eller dårligt vejr, tidevandsenergi er mere stabil, fordi vi kan forudsige tidevandet langt ind i fremtiden. "

De data, der indsamles fra møllen og sensorerne, kan deles på tværs af UNH, med andre kolleger og forskere og endda inden for samfundet. Mens brosensorerne hjælper ingeniører og brodesignere med at teste strukturelle reaktioner for fremtidige broer, andre oplysninger, der er tilgængelige på projektets websted, bruges allerede som undervisningsværktøjer for K-12-pædagoger til at engagere eleverne i borgervidenskabelige projekter for bedre at forstå vandområdernes rolle. Der er også en telefon -app under udvikling, der ikke kun lader brugerne lære om broen, men også om de omkringliggende kvarterer.

"Dette har været en fantastisk mulighed for at skinne et lys over infrastrukturens større rolle, og hvordan det kan engagere samfundet, "sagde Bell." Vores mål var at tænke over, hvordan alle disse ting hænger sammen for at sikre, at vi lærer af broen, uddanne offentligheden og inspirere studerende, ikke kun til den næste brobygning, men til den næste generation. "