Als de meeste mensen denken aan klimaatverandering, ze denken aan stijgende zeespiegels en intensere hittegolven. Ingenieurs zoals Hussam Mahmoud van de Colorado State University denken aan bruggen.

De universitair hoofddocent bij de afdeling Civiele en Milieutechniek bestudeert de tol die klimaatverandering kan eisen van de verouderde Amerikaanse infrastructuur, waaronder meer dan 600, 000 bruggen. Nutsvoorzieningen, hij is co-auteur van een nieuwe studie die de mogelijke gevolgen van klimaatverandering koppelt aan de structurele integriteit van duizenden bruggen die de Amerikaanse snelwegen en steden doorkruisen. Mahmoud's analyse toont aan dat het nodig is om de prioriteitsvolgorde van de natie voor het repareren van bruggen te heroverwegen, nu klimaatverandering opdoemt en de financiering van infrastructuur beperkt blijft.

Het onderzoek is op 23 oktober gepubliceerd in PLOS EEN , en de hoofdauteur is Susan Palu, die onlangs is afgestudeerd aan CSU met een master in civiele techniek.

Mahmoud en Palu richtten hun analyse op ongeveer 80, 000 "eenvoudig ondersteunde stalen liggerbruggen, " een ontwerp dat gebruikelijk is sinds de Tweede Wereldoorlog en dat bestaat uit langsliggers die twee pijlers overspannen. Deze bruggen hebben vaak last van uitzettingsvoegen die verstopt raken met puin en vereisen regelmatig onderhoud om de voegen te reinigen. Uitzettingsvoegen verbinden brugoverspanningen en laten de constructie uitzetten en krimpen als de lucht verwarmt of koelt af.

Wanneer gewrichten verstopt raken, ze voorkomen dat de brug normaal uitzet als reactie op hogere temperaturen. De onderzoekers redeneerden dat hogere gemiddelde temperaturen in de toekomst, niet meegerekend toen dergelijke bruggen voor het eerst werden gebouwd, kan leiden tot onvoorspelbare thermische stress. Hittestress kan knikken en barsten veroorzaken, die worden verergerd door zowel buigen door het gewicht van vrachtwagens en auto's, en axiale belasting van de expansiebeperking. De studie van de onderzoekers is de eerste die de impact kwantificeert van mogelijke temperatuurveranderingen in combinatie met normaal verwachte verstopping van uitzettingsvoegen.

De onderzoekers overwogen vier verschillende seizoensscenario's voor temperatuur op het moment van de bouw van elke brug, samen met de verwachte gemiddelde temperaturen voor de jaren 2040, 2060, 2080 en 2100. De verwachte temperatuurstijgingen zijn de scenario's voor de opwarming van de broeikasgassen met een "stralingsconcentratiepad", aangenomen door het International Panel on Climate Change in 2014.

De resultaten geven aan dat bruggen in het noordelijke deel van de Verenigde Staten, inclusief de noordelijke Rockies en Plains, Noordwesten en Boven-Midwesten, zijn het meest kwetsbaar voor meer uitgesproken temperatuurstijgingen. Minder gevoelige regio's waren het zuidoosten en noordoosten.

Het doel van de ingenieurs was om bruggen te rangschikken in volgorde van noodzakelijk onderhoud, rekening houdend met de nieuwe norm van klimaatverandering.

"Wij als ingenieurs moeten verder kijken dan wat ons in eerste instantie is geleerd over het analyseren van systemen en beginnen na te denken over wat klimaatverandering gaat doen met ons begrip van gedrag op componentniveau en prestaties op systeemniveau, ' zei Mahmoed.