تقوية الجسور

إن تقنية تعزيز وإصلاح البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP wrap) هي نوع جديد من تقنيات تعزيز الهياكل. يشير هذا إلى استخدام مواد لاصقة عالية الأداء من الراتينج للصق قماش ألياف الكربون على سطح مكونات هيكل المبنى، بحيث يعمل كلاهما معًا لتحسين قدرة تحمل المكونات الهيكلية (الانحناء والقص) وذلك لتحقيق غرض تقوية وتعزيز المبنى.

1 المزايا الأكثر وضوحًا لتقنية تعزيز لف CFRP هي التالية:

(1) قوة عالية وكفاءة عالية وقابلية تطبيق واسعة وضمان جودة سهل. في الوقت الحاضر، فإن قوة الشد لمواد ألياف الكربون أعلى من قوة الفولاذ العادي بأكثر من عشرة أضعاف.

(2) البناء مريح وكفاءة العمل عالية ولا توجد عملية رطبة ولا حاجة إلى تركيبات في الموقع، ويشغل البناء مساحة أقل.

(3) تتمتع مواد ألياف الكربون بمقاومة جيدة للتآكل والمتانة. بعد التعزيز والإصلاح، لا يزداد وزن الهيكل الأصلي وحجم المكونات الأصلية، ولا يحتاج إلى صيانة. لا يتأثر الديكور الخارجي.

2 تكنولوجيا البناء

2.1 مبدأ التعزيز

يتلخص مبدأ التعزيز باستخدام ألياف الكربون المقواة بألياف الكربون في الاستفادة من مقاومة التآكل العالية التي تتمتع بها ألياف الكربون المقواة بألياف الكربون لإلصاق ألياف الكربون المقواة بألياف الكربون على سطح أعضاء الخرسانة الجسرية باستخدام راتنج لاصق خاص أو راتنج مشرب. بعد المعالجة، تشكل ألياف الكربون المقواة بألياف الكربون مركب إجهاد جديد وتعمل مع المكون الأصلي، وبالتالي تلعب دور التعزيز. (ألياف كربون مستمرة ذات قوة عالية أو معامل مرونة مرتفع، مرتبة في حزم في اتجاه واحد، مشربة براتنج إيبوكسي أو معالجة بدون راتنج)

2.2 إجراء البناء

معالجة سطح المكون - راتنج القاعدة بالفرشاة - صمغ التسوية بالفرشاة للتسوية، ولصق قماش ألياف الكربون وغراء الترابط لاختراق قماش ألياف الكربون بالكامل - معالجة طبقة التعزيز للطبقة الواقية الخارجية. خذ تعزيز عوارض الخرسانة كمثال:

1) معالجة سطح عوارض الخرسانة. نظف سطح العارضة حتى يتم الكشف عن طبقة الهيكل الخرساني الطازج، وأصلح الانخفاض باستخدام ملاط البوليمر.

2) وضع البرايمر والمستوى ومادة لاصقة من ألياف الكربون. الغرض هو تعزيز قوة الترابط بين CFRP وسطح الخرسانة.

3) لف ألياف الكربون الملتصقة. استخدم فرشاة الأسطوانة لنشر راتنج التشريب بالتساوي على سطح سطح العارضة ولصق قماش ألياف الكربون.

4) حماية السطح. يتم طلاء طبقة من الراتنج الأساسي على سطح قماش ألياف الكربون. بعد تجفيف الراتنج الأساسي، يتم وضع ملاط الأسمنت لحماية الطبقة السطحية. لا يقل سمك الطبقة السطحية عن 20 مم.

2.3 نقطة يجب الانتباه إليها في البناء

1) ثني ورقة ألياف الكربون على طول اتجاه أليافها سيؤدي إلى تركيز الإجهاد وكسر الألياف، مما يؤثر على قوة لعبها. التصاق زاوية ورقة ألياف الكربون، يجب تشطيب الزاوية وتلميعها على شكل قوس، يجب ألا يقل نصف قطر القوس عن 20 مم. يتم وصف طريقة تعزيز ألياف الكربون. وتعزيز قوة تطبيق هندسة التعزيز.

2) يجب ألا يقل طول التداخل لـ CFRP عن 100 مم على طول اتجاه إجهاد CFRP، ويجب أن يمتد CFRP الطولي إلى حافة الدعامة وأن يتم تثبيته بحلقة CFRP على شكل حرف U لتقليل تركيز إجهاد CFRP.

3) يجب ألا تكون الطبقة اللاصقة رقيقة للغاية، ويجب ألا يقل متوسط سمكها عن 2 مم؛ ويجب أن تكون الفقاعة الهوائية بين CFRP وسطح الخرسانة مبثوقة بالكامل.

4) يجب ألا يقل حجم المادة اللاصقة الفعلية لـ CFRP عن الكمية التصميمية، ويجب ألا يزيد انحراف موضعها عن 2 سم في الظروف العادية؛ ويجب ألا تقل مساحة المادة اللاصقة الفعالة الإجمالية عن 95%.

5) القماش الليفي مادة موصلة، ويجب إبعاد صفائح ألياف الكربون عن المعدات الكهربائية وإمدادات الطاقة أثناء البناء.

3 مشروع

3.1 نظرة عامة على المشروع

تم افتتاح جسر نهر بو أمام حركة المرور في ديسمبر 1989، وهو قيد التشغيل منذ ما يقرب من 20 عامًا. تم تصميم الجسر ليكون عبارة عن عارضة T مسبقة الصنع من الخرسانة المجهدة مسبقًا بقياس 12 × 20 مترًا، ويتكون كل امتداد من 5 عوارض T، بطول إجمالي 244.64 مترًا. المعلمات الرئيسية هي: ارتفاع عارضة T h = 1300 مم، العرض b = 180 مم، a = 15 مم، As = 5080 مم 2، FY = 300N / mm2، FC = 11.9N / mm2، FTK = 1.78N / mm2. من خلال الفحص في الموقع والحساب النظري، لم يستوف الجسر المتطلبات ويحتاج إلى تعزيز. بعد مناقشة الخبراء، تكون معلمات تسليح الخرسانة على النحو التالي: NCF = 2، TCF = 0.111 مم، Ecf = 250GPa، fcfk = 2000 MPa، WCF = 180 مم، SCF = 100 مم، HCF = 300 مم. وضع التسليح هو الالتصاق على شكل حرف U، ومعامل شكل تسليح القص CFRP هو 0.85، وشكل الحمل هو حمل موحد.

3.2 تظهر مقارنات نتائج حساب قدرة تحمل المقطع الطبيعي قبل وبعد التسليح في الجدول 1. تظهر مقارنات الترددات قبل وبعد التسليح في الشكل 1.

مقارنة قدرة تحمل المقطع الطبيعي قبل وبعد التسليح

4 الخاتمة

كما هو موضح في الجدول 1، تزداد قدرة الانحناء للقسم المعزز بنسبة 14.3%. إن تأثير البناء لهذا المشروع جيد، ولا توجد مشكلة في الجودة، وقد أثبتت الممارسة أن مزايا تكنولوجيا الهياكل المعززة بألياف الكربون واضحة، وآفاق التطبيق مشرقة.