热浪使这座桥膨胀得无法正常运转

热浪使这座桥膨胀得无法正常运转

芝加哥杜莎伯大桥钢材表面温度飙升至 100 华氏度以上,消防员不得不用水管冲洗。

上周天气非常炎热,甚至连钢桥都冒着汗。芝加哥的杜莎伯大桥因过热而无法通行。虽然对司机来说并不危险,但大桥无法通行船只,不得不关闭半小时,消防员用冷水冲洗大桥。

这座已有 98 年历史的双层大桥横跨芝加哥河,可容纳两层的交通,并且桥面可以敞开,让帆船通过。由于连续数日的烈日暴晒,钢桥的接头肿胀并卡在了原地。芝加哥交通部首席桥梁工程师 Luis Benitez 表示,那一周大桥的表面温度已超过 38°C。钢制指形接头(长长的手指状部件,可在汽车通过大桥时容纳膨胀)相互咬合,每个部件之间都留有一点间隙,但高温使它们膨胀到相互摩擦的程度。您可以将其想象成一座得了关节炎的桥梁;关节发炎严重,无法正常活动。

“温度变得太高,桥梁不只是纵向膨胀,还向侧面膨胀,”贝尼特斯说。“这两块金属开始相互摩擦,产生摩擦。一切都非常精细,如果你试图强行将它们分开,这些接头可能会松动,或者膨胀部分可能会受损。”

贝尼特斯说,为了让指关节接触,钢材必须膨胀约八分之一英寸。这看起来似乎不多,但在钢铁的世界里,这足以暂时关闭一座桥梁。

虽然最近席卷美国东部大部分地区的热浪不会导致桥梁突然倒塌,但炎热潮湿的天气会给基础设施带来很多问题。钢铁、水泥和沥青等材料——基本上是每个城市的基石——非常容易吸收热量,在炎热的日子里,表面温度可以达到 140 华氏度。

纽约大学罗伯特·F·瓦格纳公共服务研究生院土木基础设施系统研究所所长雷·齐默尔曼说:“问题在于,在高温下,如果钢材超过其耐受极限,就会膨胀。”

“膨胀时,它唯一的去向就是向侧面,这就是我们看到波浪形铁轨的原因。车轮也会在高温下变形,”她说。“当火车碾过铁轨时,它们也会升高铁轨本身的温度,使问题更加严重。”

里根国家机场的一架飞机因机轮陷入融化的停机坪而陷入困境。Phillip Dugaw/Reddit

2012 年,伊利诺伊州一列火车轨道发生“热弯”,导致一列货运列车脱轨。32 节满载煤炭的车厢从轨道上飞出,撞上一座立交桥,导致立交桥倒塌,造成两人死亡。高温也给航空公司带来麻烦。2012 年,华盛顿特区附近的里根国家机场的停机坪非常热,以至于一架飞机的轮子开始陷入地面。即使将所有乘客和行李都从飞机上卸下,飞机也无法脱轨,航班因此延误了三个小时。在气温长期超过 90 华氏度的情况下,重型卡车和商用车在交通中空转,会加速道路的损坏,而道路已经因长时间暴露在高温下而承受不住压力。

齐默尔曼表示,除了飞机、火车和汽车,极端高温对那些本来就容易过热的系统(如输电线)来说也是个大问题。高温会使输电线软化并下垂,这不仅对公众构成危险,还会影响依赖这些线路的其他系统,如波士顿、多伦多和旧金山等地的城市有轨电车。

“热扭结”的形成过程很慢,但弯曲却很快。

纽约市等混凝土丛林加剧了高温和基础设施问题,产生了所谓的城市热岛效应。密集的大都市被黑色的混凝土和沥青所覆盖,吸收和散发大量热量,形成难以忍受的高温表面,这也是时代广场在夏天总是热得发烫的原因。大城市的热浪还会间接导致停电,因为数百万台空调会启动,电网会竭尽全力满足需求。

“当设备发热时,它就不能这样运行了,”齐默尔曼说。“气候变化的问题在于,我们将继续面临持续的高温问题。但世界上确实有一些地区非常炎热,这些系统之所以能运行,是因为它们受到了更耐热材料的保护。”

如今,我们可以使用更耐高温的材料,比如反射更多光线的混凝土和熔点更高的改性沥青。但对于像杜莎伯大桥这样百年老建筑,工程师贝尼特斯表示,在高温天气下,老旧的基础设施几乎无能为力,除非手边备有一根大软管。

“你能做的事情非常有限,”他说,“你可以与自然合作,但自然不会与你合作。”

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