Cầu dầm bê tông cốt thép CFRP

Nguyên lý của kết cấu bê tông cốt thép CFRP: Khi sử dụng nhựa đặc biệt để liên kết vải sợi carbon với bề mặt chịu kéo của kết cấu bê tông, vải sợi carbon và kết cấu ban đầu sẽ tạo thành một tổng thể ứng suất mới. CFRP và thanh cốt thép cùng chịu tải, giảm ứng suất của thanh cốt thép, giúp kết cấu đạt được hiệu quả gia cường và gia cường.

Các tính năng chính của công nghệ gia cố sợi carbon liên kết là:

Trọng lượng và kích thước tiết diện của kết cấu hầu như không tăng.

Không làm thay đổi chiều cao thông thủy dưới cầu;

Dễ thi công;

Hầu như không gây hư hại cho kết cấu ban đầu.

Có khả năng chống ăn mòn, độ bền và khả năng chống mỏi tốt.

Tính chất cơ học tuyệt vời, có thể được sử dụng hiệu quả cho nhiều loại cốt thép kết cấu, bao gồm uốn, cắt, nén, mỏi, địa chấn, chống gió, kiểm soát vết nứt và giãn nở độ võng, tăng độ dẻo của kết cấu. Theo phân tích lực, có thể gia cố liên kết nhiều lớp, hướng của nó cũng có thể nắm bắt linh hoạt.

Ngoài ra, kết cấu sợi carbon mềm mại, không thể thay đổi hình dạng của kết cấu trong điều kiện gia cố nhiều loại kết cấu bê tông, sau khi gia cố có thể được phủ bằng vữa bê tông, hoặc yêu cầu sơn nhiều loại bột màu, sửa chữa và gia cố mà không để lại dấu vết.

Các phương pháp gia cường và gia cường bằng tấm CFRP:

Gia cường uốn, tấm sợi carbon gắn vào mặt chịu kéo;

Gia cường cắt có thể được thực hiện bằng cách dán thẳng đứng ở cả hai bên dầm hoặc bằng cách tạo vòng chữ U ở phía dưới, tương đương với việc tăng cường cốt thép đai chịu cắt.

Khả năng chống nứt được gia cường và dán dọc theo phương thẳng đứng của vết nứt.

Lõi cột được gia cường chịu nén và vòng trung tâm của cột được liên kết.

Tường chịu cắt được gia cường, và các tấm sợi carbon được dán dọc theo tường chịu cắt một hoặc cả hai mặt dọc theo cốt thép chịu cắt.

Hiệu quả của việc gia cường sợi carbon rất đáng chú ý, nhưng cần lưu ý những vấn đề sau trong quá trình gia cố cầu thực tế. Môi trường và điều kiện thi công sợi carbon rất khác so với phòng thí nghiệm, và bản thân hiệu suất thi công của vật liệu ảnh hưởng đến chất lượng công trình, do đó cường độ kéo thiết kế của sợi carbon cần được giảm đáng kể so với dữ liệu phòng thí nghiệm. Trình độ công nghệ của đội ngũ thi công cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của vật liệu composite, nhưng vẫn chưa được đánh giá định lượng. Hiện nay, việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ thiết kế của sợi carbon bằng phương pháp hệ số riêng phần là khoa học và hợp lý, nhưng giá trị cụ thể của các yếu tố này cần được xác định dựa trên số lượng lớn dữ liệu thực nghiệm và phân tích lý thuyết khoa học.

Phần kết luận

Thông qua việc nghiên cứu liên tục về vật liệu sợi carbon và cải tiến liên tục các phương pháp gia cố sợi carbon, người ta tin rằng gia cố sợi carbon sẽ trở thành xu hướng tất yếu trong gia cố cầu trong tương lai.