غلاف CFRP

في الوقت الحاضر، لا تلبي العديد من الجسور القائمة في الصين متطلبات الاستخدام لأسباب مختلفة، وتحتاج إلى تقوية. أصبحت صيانة وإصلاح وتدعيم الهياكل والمنشآت الخرسانية قضية ملحة. تُستخدم المواد التقليدية غالبًا لتعزيز كفاءة منخفضة نسبيًا ودرجة أعلى من الميكنة، وعادةً ما تظهر هذه المشكلة بعد ضعف المتانة. يُوضع الراتنج الخاص وقماش ألياف الكربون على سطح الخرسانة وفقًا لمتطلبات التصميم، وذلك لتحقيق تأثير تقوية الهيكل. وقد تحسنت الخصائص الميكانيكية للعوارض والقنوات وغيرها من العوارض بشكل ملحوظ قبل وبعد التسليح. ووفقًا للدراسة التجريبية، يمكن تحسين خصائص انحناء العوارض والألواح والقنوات باستخدام طبقة من قماش ألياف الكربون أحادي الاتجاه بنسبة 5-8%. وبالمقارنة مع تقنيات التسليح الأخرى مثل الفولاذ اللاصق والخرسانة المرشوشة، تتميز هذه التقنية بانخفاض الوزن الساكن، وسهولة البناء، وقصر فترة البناء، والمتانة العالية. وبفضل مزايا القوة العالية، والكفاءة العالية، ومقاومة التآكل، وخفة الوزن الساكن، يُستخدم البلاستيك المقوى بألياف الكربون على نطاق واسع في تعزيز الهياكل الخرسانية المسلحة. نظرة عامة على الهندسة

يُعد مقطع الطريق السريع الممتد من نانتشانغ إلى جيوجيانغ (مقطع) الخط الرئيسي في مقاطعة جيانغشي، ويبلغ طوله الإجمالي 133 كيلومترًا. وقد شهد بناؤه العديد من التغييرات، مثل إعادة بناء الطرق السريعة الثانوية، وتوسيع الطرق السريعة الخاصة بالسيارات، وغيرها. بعد أكثر من عشر سنوات من التشغيل والاستخدام، أصبح الرصيف ظاهرة أضرار متأخرة أكثر خطورة وتنوعًا، مع مخاطر محتملة على السلامة. في ضوء ذلك، قرر مالكو طريق تشانغ ناين السريع إجراء تحويل تقني شامل وواسع النطاق لطريق تشانغ ناين السريع. يتمثل المحتوى الرئيسي لهذا التحويل التقني في زيادة سمك طبقة هيكل الرصيف بمقدار 16-25 سم عن طريق تقوية طبقة هيكل الرصيف الحالية. وفي الوقت نفسه، تم تغيير منحدر الرصيف أحادي الجانب الموجود في بعض المقاطع إلى منحدر أحادي الجانب، وذلك بهدف حل جذري لمشكلة الصرف العرضي لطريق تشانغ جيو السريع. لتحقيق أهداف التحول التقني المذكورة أعلاه، ينبغي معالجة جميع هياكل الجسور والقنوات على طول الخط وإصلاحها وفقًا للمتطلبات المذكورة أعلاه، مع إزالة العيوب الموجودة في مختلف الهياكل في آنٍ واحد.

يبلغ إجمالي الجسور والقنوات على طول طريق تشانغ-جيو السريع 849 جسرًا وقناة، منها 79 جسرًا رئيسيًا و26 جسرًا فرعيًا. يتكون الهيكل العلوي بشكل رئيسي من ألواح مجوفة مسبقة الشد ذات دعامات بسيطة بأطوال 13 و16 و20 مترًا. كما يوجد عدد قليل من الألواح المجوفة الخرسانية المسلحة العادية ذات الدعامات البسيطة بأطوال 8 و10 أمتار، وجسور ذات عوارض صندوقية متصلة وجسور ذات عوارض مركبة على شكل حرف I. ويوجد 303 قنوات أنابيب دائرية، و441 قناة مقوسة وممرات مزودة بألواح تغطية، وحجارة صندوقية وملاط. من بينها، يوجد ما يقرب من 200 قناة مفتوحة ومغطاة بكمية قليلة من الحشو في الأعلى. بعد الفحص، لم يُعثر على أي عيوب هيكلية واضحة في الهيكل، ولا تزال قدرة التحمل الإجمالية لجميع الهياكل جيدة، إلا أن بعض الأجزاء مثل سطح الجسر المتواصل، ورصف سطح الجسر، والمحامل المطاطية، وغيرها من المواضع الضعيفة أظهرت المزيد من الضرر. لذلك، بالإضافة إلى القضاء على جميع أنواع العيوب الموجودة، ينصب التركيز في عملية إعادة البناء هذه على تقوية وتقوية جسور الخط الرئيسي والجسور العلوية، والقنوات، وألواح الأسقف، والقنوات، بكمية قليلة من الردم، والتي تتأثر بشكل كبير بإعادة بناء سطح الطريق، وذلك لتحقيق هدف ضمان السلامة المرورية.

في الوقت الحالي، يمكن تقسيم الوضع الفني لعمليات تقوية وإعادة بناء وإصلاح الهياكل بشكل عام إلى طريقة تكثيف الخرسانة المسلحة، وطريقة إضافة الحجم مسبقًا، وطريقة تقوية الألواح، وطريقة العزل، وطريقة امتصاص الزلازل. تتميز طريقة تقوية ألياف الكربون بخصائص انخفاض الكثافة النسبية، ومقاومة التعب العالية، والمتانة الجيدة، ومقاومة التآكل، وسهولة البناء، والتكلفة المنخفضة، وعدم تقيدها بظروف البناء، مما يجعلها لا تؤثر بشكل أساسي على شكل الهيكل الأصلي. أظهرت نتائج اختبارات العوارض الخرسانية المقواة بألياف الزجاج المقوى (FRP) أن صلابة الانحناء تزداد بنسبة 17% إلى 99%، وتزداد قوة الانحناء بنسبة 28% إلى 97% تحت حمل الخدمة العادي. وفي اختبار تقوية القص، تتحسن قدرة تحمل الانحناء للأجزاء المقواة بشكل كبير، بنسبة تتراوح بين 65% و95% تقريبًا، مما يلبي المتطلبات الزلزالية للانحناء القوي والقص الضعيف.

أثبتت الممارسة أن تقنية تقوية ألياف الكربون تتميز بالخصائص التالية:

(1) ألياف الزجاج المقوى بألياف الكربون خفيفة الوزن، ولا تتطلب أي معدات ثقيلة أثناء البناء، ورقيقة جدًا ولا تتطلب مساحة كبيرة. فهي لا تزيد من وزن الهيكل وحجم المقطع، وخاصةً...

خاصة في حالة ضيق مساحة تسليح المشروع، يُظهر هذا التفوق.

(2) قوة الشد أعلى بعشر مرات من قوة الفولاذ العادي. يمكن أن يحقق تسليح الهياكل الخرسانية المسلحة بألياف الكربون ذات قوة الترابط العالية ومعامل المرونة العالي نفس تأثير التسليح الذي تحققه ألواح الفولاذ، مع الحفاظ على وزن الهيكل، ومظهره خفيف وجميل.

(3) متانة ممتازة، لأن التسليح يستخدم ألياف الكربون والراتنج المطابق فقط، لذلك لا يوجد صدأ، ويتميز بخصائص مقاومة الأحماض والقلويات والأملاح والتآكل الجوي، كما يتميز قماش ألياف الكربون بمقاومة كيميائية ممتازة.

(4) بناء بسيط (بدون مؤسسات بناء كبيرة ومواد دوران)، لا يتطلب تشغيلًا رطبًا، سهل التشغيل، اقتصادي.

(5) مرونة جيدة، سهولة القطع، مناسب لأي شكل، نطاق تطبيق واسع وفترة بناء قصيرة.

لذلك، تتفوق ألياف الكربون المقواة بألياف الكربون في تقوية الهياكل الخرسانية بشكل واضح. لها آفاق تطبيق واسعة في تقوية وتقوية جسور الطرق السريعة.