Cầu đường sắt hiện có được gia cố bằng sợi carbon

Giới thiệu

Trong những năm gần đây, do công suất tàu hỏa ngày càng tăng và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố môi trường, cầu đường sắt sẽ phát sinh hàng loạt các vấn đề trong quá trình sử dụng, chẳng hạn như hư hỏng vật liệu bê tông, ăn mòn cốt thép và các vấn đề khác. Đồng thời, theo thời gian, một lượng lớn cầu bê tông đường sắt sẽ bước vào giai đoạn lão hóa.

Những yếu tố này có tác động lớn hơn đến tính an toàn, khả năng ứng dụng và độ bền của kết cấu cầu. Ở nhiều mức độ khác nhau, khả năng chịu lực của cầu bị suy giảm, thậm chí đe dọa đến sự an toàn vận hành của cầu. Đối với những cây cầu này, cần phải gia cố.

Mô tả dự án

Cầu Melodian Xida là cầu dầm hình chữ T bằng bê tông cốt thép trên Tuyến đường sắt vận tải than Huangling-Li Zhanghe, có nhịp cầu dài 16m và tổng cộng 8 nhịp.

Số lượng vết nứt trên dầm cầu này là 201 vết nứt, tổng chiều dài 214,5m, bề rộng vết nứt tối đa là 0,2mm. Chúng phân bố ở vùng chịu cắt bản bụng và vùng uốn đáy dầm. Khả năng chịu lực của cầu khó đáp ứng được yêu cầu về khả năng chịu lực tăng lên, cần phải gia cố dầm.

Kế hoạch tăng cường

Giải pháp gia cố được áp dụng cho dầm là gia cố dầm chính bằng sợi carbon (CFRP), và các sợi carbon theo chiều ngang và chiều dọc được dán vào vùng cắt của nhịp 3/4 dưới cùng của dầm và nhịp 1/4 của giá đỡ.

1) Vùng chịu lực ở đáy dầm. Hai lớp vải sợi carbon được dán vào đáy dầm chính dài 16m. Phạm vi liên kết là từ giữa nhịp đến một phần ba mỗi cạnh. Chiều rộng bằng toàn bộ chiều rộng đáy dầm chính.

2) Vùng cắt 1/4L của thân dầm. Dán băng dính sợi carbon tại vị trí 1/4L. Chiều rộng của băng dính sợi carbon là 0,25m. Từ điểm giao nhau giữa mặt bích dầm và dầm, dán thẳng đứng băng dính sợi carbon xuống dầm, sau đó dán xuống đáy dầm, rồi dán lên phía bên kia của dầm. Thân dầm 1/4L được trải dài mỗi bên của dầm bằng 3 tấm sợi carbon, mỗi dầm có 12 tấm.

Tóm lại

Thông qua phân tích lý thuyết về cấu trúc dầm trục trước và sau gia cố và phân tích kết quả thử nghiệm thực địa, có thể rút ra những kết luận sau:

1)Cầu được gia cố bằng sợi carbon, quy trình đơn giản, thời gian thi công ngắn. Sau khi hoàn thành dự án, qua quá trình kiểm tra và thử nghiệm, sợi carbon và bê tông đã được liên kết tốt, đạt hiệu quả mong đợi, đảm bảo xe tải hạng nặng qua cầu an toàn.

2) Sau khi gia cố, khả năng chịu lực và độ cứng động của từng kết cấu cầu đều đáp ứng yêu cầu, có một mức dự trữ nhất định. Hiệu suất chịu lực của cầu đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, và kết quả tính toán độ võng động cho thấy cầu vẫn có khả năng chịu tải nhất định. Sau khi gia cố và bảo trì, khả năng làm việc của cầu có thể được cải thiện hiệu quả, đáp ứng yêu cầu về năng lực.

3) Vật liệu sợi carbon có khả năng chống ăn mòn cao và có thể được sử dụng để gia cố các công trình trong môi trường đặc biệt.