تتعرض المباني والمنشآت الصناعية والجسور وغيرها من الهياكل على طول خطوط النقل بالسكك الحديدية لأحمال متناوبة لفترات طويلة ، مما يجعلها عرضة للغاية لإجهاد الاهتزاز. هذا يظهر كانتشار الكراك الخرساني وفشل طبقة التبطين ، مما يؤثر بشدة على السلامة الهيكلية.لوحات من ألياف الكربون، مع قوة الشد العالية والاسترخاء المنخفض ، أصبحت الحل المفضل لتحسين مقاومة التعب للاهتزاز من الهياكل.

اختيار المواد

المواد هي أساس مقاومة التعب والاهتزاز ، وينبغي إيلاء اهتمام خاص لتوافق الأداء بين ألواح الكربون والمواد اللاصقة.

لوحات من ألياف الكربون

في بيئات الاهتزاز ، تحتاج صفائح ألياف الكربون إلى تحمل الإجهاد المتناوب المتكرر. يوصى باختيار صفائح كربون عالية المعامل بمعامل مرن ≥ 230 جيجابايت وقوة شد ≥ 3000 MPa. تتميز هذه الصفائح بتوحيد الألياف العالية ، وهي خالية من الألياف المكسورة وعيوب التضخيم ، ويمكن أن تقلل بشكل فعال من خطر تركيز الإجهاد. في وقت واحد ، يجب أن تفي حياة التعب في ورقة الكربون بمعايير الصناعة ؛ بعد 2 مليون اختبار تحميل متناوب ، يجب ألا يقل معدل الاحتفاظ بقوة الشد عن ٪.

مواد لاصقة:

الطبقة اللاصقة ضرورية للتعايش بين ألواح ألياف الكربون والخرسانة. يجب اختيار لاصق إيبوكسي قاسي مع استطالة عند كسر ≥ 3 ٪. هذا اللاصق لديه مقاومة التعب ، ومقاومة الرطوبة والحرارة ، ومقاومة الشيخوخة. قوة قص الرابطة مع ألواح ألياف الكربون والخرسانة هي ≥ 3.0MPa في درجة حرارة الغرفة ، وأدائها مستقر في نطاق درجة حرارة واسع من-20 ℃ إلى 60 ℃.

تصميم التعزيز

تصميم معقول يمكن أن يقلل من تلف أحمال الاهتزاز لنظام التعزيز. جوهر هو تحسين مسار القوة وطريقة التثبيت.

• يوصى بمخطط تعزيز مركب يجمع بين الترابط الكامل والتثبيت النهائي.

تعزيز الترابط النقي عرضة لإنهاء التبطين تحت أحمال الاهتزاز. لذلك ، تحتاج أجهزة التثبيت الميكانيكية ، مثل مسامير التثبيت أو شرائط الصفائح الفولاذية ، إلى إضافتها إلى نهايات اللوحة الفولاذية الكربونية. يجب ألا يقل طول التثبيت عن 5 أضعاف عرض الصفيحة الفولاذية الكربونية. بالنسبة للمكونات ذات الامتداد الكبير ، يجب تعيين نقاط التثبيت الوسيطة في أقسام ، مع التحكم في التباعد بين 1.5 و 2.0 متر ، لتقصير طول المقطع الحر للوحة الفولاذية الكربونية وتقليل سعة الاهتزاز.

• ترتيب لوحة ألياف الكربون المستهدفة:

للأعضاء الانثناء: يتم ترتيب ألواح ألياف الكربون على طول منطقة التوتر بالكامل. في حالة وجود منطقة سالبة ، يجب تمديد ألواح ألياف الكربون الانحناء 500 دقيقة على الأقل إلى حافة منطقة اللحظات السالبة لتجنب تغيرات الإجهاد المفاجئة في النهايات.

لتعزيز القص: يتم استخدام ألواح من ألياف الكربون على شكل حرف U أو على شكل حرف U لتغليف العضو. يتم ضبط التباعد المحيطي وفقًا لتردد الاهتزاز-كلما زاد التردد ، كلما كانت التباعد أصغر ، لا يتجاوز عمومًا 200 ، لتعزيز تأثير ضبط النفس على الخرسانة.

عملية البناء

تحدد جودة البناء بشكل مباشر تأثير مقاومة التعب ، ومن الضروري التركيز على التحكم في ثلاثة جوانب رئيسية: المعالجة الأساسية ، وبناء الطبقة اللاصقة ، والمعالجة النهائية.

المعالجة المسبقة للركيزة: تنظيف عالي المستوى لتعزيز الالتصاق

أحمال الاهتزاز تضخيم تأثير عيوب الركيزة. يتطلب السطح الخرساني معالجة متسلسلة: الطحن ← إزالة الغبار ← التجفيف. الطحن حتى يتعرض الركام الطازج ، مع خطأ في التسطيح السطحي ≤ 2 مم/م ؛ باستخدام مسدس هواء عالي الضغط لإزالة الغبار ، وضمان عدم وجود بقع الزيت أو الماء ؛ يتم التحكم في محتوى رطوبة الركيزة ≤ 6 ٪. في البيئات الرطبة ، يجب تطبيق مادة تمهيدية مقاومة للرطوبة لتعزيز الالتصاق بين الطبقة اللاصقة والركيزة.

تطبيق طبقة لاصقة: تطبيق حتى لمنع المناطق المجوفة

استخدم طريقة تطبيق "أكثر سمكًا في المنتصف ، وأرق عند الحواف" ، للتحكم في سمك الطبقة اللاصقة إلى 1.5 ~ 2.5. بعد إرفاق لوحة ألياف الكربون ، استخدم أسطوانة خاصة للف على طول اتجاه الألياف لإزالة فقاعات الهواء ، وضمان منطقة مجوفة ≤ 5 ٪ (منطقة مفردة مجوفة ≤ 100cm ²). يحظر بشدة تدخل الاهتزاز الهيكلي أثناء المعالجة. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من 5 درجة مئوية ، يجب اتخاذ تدابير العزل لتمديد وقت المعالجة إلى 72 ساعة على الأقل.