تقوية الشعاع

مسح هندسي لتسليح صفائح CFRP مسبقة الإجهاد

يقع المشروع في الطريق الدائري بتاييوان. يبلغ عرض الجسر العلوي 726 مترًا، ويبلغ العرض الصافي لسطح الجسر 16.2 مترًا، والهيكل العلوي مصنوع من عارضة صندوقية مسبقة الإجهاد. بُني الجسر وافتتح أمام حركة المرور في تسعينيات القرن الماضي. بعد الاختبارات الأخيرة للجسر، تبيّن أن احتياطي قدرة تحمل الجسر قد انخفض بشكل كبير، مما بدأ يُهدد الخدمة الاعتيادية للجسر. يجب التعامل مع مشروع الإنقاذ الطارئ الذي حددته الحكومة على الفور، ويجب ألا يتأثر سطح الجسر خلال فترة التسليح. لذلك، تم اعتماد تقنية تسليح صفائح CFRP مسبقة الإجهاد لإكمال التسليح الهيكلي.

مبدأ عملية تسليح صفائح CFRP مسبقة الإجهاد

(1) من خلال إجهاد صفائح ألياف الكربون مسبقًا، يمكن زيادة قوة الشد العالية لصفائح ألياف الكربون إلى أقصى حد. يشبه مبدأ هذه التقنية مبدأ هيكل العارضة مسبقة الإجهاد، حيث أن الإجهاد المسبق يُطبق مسبقًا، مما يُعطي المادة إجهادًا ابتدائيًا معينًا. بعد الإجهاد الثانوي، يمكن تحسين قدرة ألياف الكربون والخرسانة على التشوه، مما يُحسّن جودة وكفاءة التسليح.

(2) بتطبيق الإجهاد المسبق، يُمكن توليد عزم الانحناء. يُمكن لعزم تخفيف الضغط أن يُعوّض جزءًا كبيرًا من الحمل في المرحلة المبكرة، ويُعزز قدرة تحمل الهيكل في المرحلة اللاحقة، ويُحسّن بشكل كبير من مقاومة الهيكل للتشققات، ويُحدّ من ظهور تشققات جديدة، ويُحسّن الصلابة الكلية ومتانة المكونات، ويُقلّل من انحرافها عند تحمل الأحمال.

(3) ينشأ تشوه صفائح ألياف الكربون من جانبين: الأول هو التشوه الناتج عن الإجهاد المسبق، والثاني هو التشوه الناتج عن الحمل الخارجي. يتم توزيع تشوه القص للمواد اللاصقة التي تشترك في جزأين من التشوه على طرفي المكون وفي منتصف الامتداد، بحيث يُمكن توزيع تشوه القص للمواد اللاصقة بشكل موحد، ويُمنع تلفها.

(4) لتعزيز الهيكل، يجب ترتيب موضع التعزيزات بشكل مناسب بما يتناسب مع الأداء الميكانيكي ومساحة التركيب للهيكل الهندسي. يتم شد صفائح ألياف الكربون المغلفة بمادة لاصقة إيبوكسي خاصة مسبقًا لإصلاح التشوهات وسد الشقوق. ثم تُلصق صفائح ألياف الكربون بموضع صفيحة الإجهاد للعنصر لزيادة قدرة تحمل الهيكل إلى أقصى حد.

النقاط الرئيسية لتكنولوجيا بناء تسليح صفائح ألياف الكربون مسبقة الإجهاد

الموقع والسداد

التلميع

حفر الثقوب

الحفر

الإصلاح والتسوية

مثبت الغرس

تركيب صندوق الإحاطة

تركيب كتلة التثبيت

تثبيت صفائح ألياف الكربون

تثبيت الرافعة ومسمار التثبيت عالي القوة

التمدد المسبق

وضع راتنج الإيبوكسي

التمدد المسبق

إزالة قضيب الخيط

تثبيت القرص

حماية المنتج النهائي

أو يمكنك مشاهدة الفيديو:

https://www.horseen.com/Horse-Construction-video/Prestressed-Fiber-Reinforced-Polymer-FRP-Laminate-Strengthening

تُستخدم تقنية تسليح صفائح ألياف الكربون المقواة مسبقًا (CFRP) على نطاق واسع في العديد من الحالات، مثل تلف الهياكل الخرسانية، وتآكل الفولاذ، ورفع الأحمال، وتحسين المعايير، والتصميم والبناء غير المناسبين، واستخدام التغييرات الوظيفية، مما قد يؤدي تدريجيًا إلى تدهور الجسور وتعرضها للخطر. ولإطالة عمر خدمة الجسر وقدرته الاستيعابية قدر الإمكان، وزيادة قدرته على التحمل، بما يسمح له بتلبية متطلبات الخدمة العالية، من الضروري تسليحه وتقويته. ونظرًا لمزايا تقنية تسليح صفائح ألياف الكربون المقواة مسبقًا، مثل بساطة البناء وانخفاض المتطلبات التقنية، فإن عمال البناء وحدهم هم من يحتاجون إلى درجة معينة من تقنية التسليح المسبق. بالإضافة إلى ذلك، لا تتطلب عملية البناء دعمًا ميكانيكيًا واسع النطاق، بل يمكن إكمالها باستخدام معدات صغيرة متنوعة، مثل المثقاب الكهربائي، ومثقاب الماء، والرافعة. خلال فترة بناء تسليح الجسر، ونظرًا لعدم الحاجة إلى حركة مرور مغلقة، فلن يؤثر ذلك على حركة المرور الاعتيادية على سطح الجسر، ولن يُسبب ضغطًا ازدحامًا على حركة المرور المحلية. في هذه الورقة، يُعد تحليل الحالة الطريقة الرئيسية لتلخيص التكنولوجيا ذات الصلة بتعزيز صفائح ألياف الكربون المُجهدة مسبقًا. تُظهر التجربة أن استخدام طريقة التعزيز بصفائح ألياف الكربون المُجهدة مسبقًا في أسفل العارضة يُمكن أن يُحسّن بشكل كبير من قدرة تحمل الجسر، ولأن تكلفة تقنية البناء مرتفعة نسبيًا، فهي تستحق المزيد من الترويج والاستخدام.