Sửa chữa vết nứt cầu

Công nghệ gia cố sợi carbon

Sau khi một tuyến đường cao tốc nào đó được đưa vào khai thác một thời gian, do lưu lượng giao thông địa phương tăng nhanh và tải trọng xe lớn, trong quá trình sử dụng cầu đã xuất hiện nhiều vết nứt trên mặt cầu và đáy bản mặt cầu. Cầu được thiết kế với hai bên trái và phải thông xe, mỗi bên có 19 nhịp. Hai cầu trái và phải là cầu mới xây, kết cấu trên sử dụng kết cấu bản rỗng bê tông cốt thép, kết cấu dưới sử dụng trụ cọc. Bố trí cầu trái và phải được trình bày chi tiết trong hình. Tải trọng thiết kế của cầu là hơi nước-20 và treo-100; góc nghiêng cầu trái là 12°, góc nghiêng cầu phải là 0°; tổ hợp nhịp cầu là 19×15,4m; tổng chiều rộng mặt cầu là 21m.

Điều tra bệnh tật

Trong quá trình khai thác và sử dụng đường cao tốc, do ảnh hưởng của tải trọng xe và các yếu tố khí hậu đến kết cấu cầu, các cuộc điều tra hàng ngày cho thấy cầu có nhiều hư hỏng. Trong đó, các vết nứt là nghiêm trọng nhất.

Qua kiểm tra chi tiết tại hiện trường, mặt cầu, đáy bản, dầm mũ và các bộ phận khác xuất hiện nhiều hư hỏng, thấm nước và hư hỏng bê tông ở đầu dầm, mối nối bản lề và nhịp cầu. Qua kiểm tra chi tiết, các vấn đề chủ yếu được phát hiện như sau:

(1) Phát hiện nhiều vết nứt ở lớp mặt đường và đáy bản cầu, chủ yếu là nứt dọc theo mối nối bản lề, có xu hướng tiếp tục giãn nở, cần xử lý gia cố.

(2) Bê tông bị hư hỏng, thép bị gỉ sét, và nhiều vết nứt ở giữa cầu và đầu dầm, ảnh hưởng lớn đến độ ổn định của kết cấu cầu.

(3) Tại các mối nối bản lề của bản rỗng bê tông cốt thép cầu có hiện tượng thấm nước, dẫn đến hiện tượng giãn nở ăn mòn và thanh thép lộ ra ở dầm đỡ, ảnh hưởng nhất định đến khả năng chịu lực của cầu.

Nguyên lý cơ bản của gia cố sợi carbon

Sử dụng công nghệ gia cường sợi carbon, vật liệu nhựa epoxy đầu tiên được áp dụng lên bề mặt kết cấu bê tông để dán vải sợi carbon. Nhựa và vật liệu bên trong bê tông kết hợp với nhau tạo thành chất liên kết, kết hợp vải sợi carbon và bê tông thành một tổng thể, giúp gia cố kết cấu cầu. Vải sợi carbon có độ bền và mô đun đàn hồi cao, có thể bù đắp hiệu quả cho cường độ kéo không đủ của kết cấu bê tông cốt thép. Ngoài ra, khi vải sợi carbon chịu ứng suất nhiệt, ứng suất nhiệt sinh ra nhỏ hơn nhiều so với cường độ cực đại của nó (3400MPa), và tác động là nhỏ. Vải sợi carbon được dán trên bề mặt chịu kéo của kết cấu bản rỗng bê tông cốt thép của cầu để tạo thành một tổng thể với kết cấu cầu và cùng chịu lực bên ngoài, có thể giảm hiệu quả ứng suất của thanh thép, ngăn chặn hiệu quả các vết nứt và gia cố kết cấu cầu.

Những điểm chính của công nghệ xây dựng cốt sợi carbon

Xây dựng kế hoạch gia cố sợi carbon

Các bộ phận cầu bị nứt trong dự án này chủ yếu tập trung ở mặt đường mặt cầu, đáy dầm và mối nối bản lề. Kết hợp với hư hỏng của các cấu kiện cầu, nhựa epoxy và vải sợi carbon được lựa chọn theo yêu cầu thi công và được kiểm tra chất lượng. Tất cả các chỉ số chỉ có thể được sử dụng nếu chúng đáp ứng các yêu cầu. . Nó được thiết kế để dán vải sợi carbon vào đáy tấm rỗng và dán hạt vải sợi carbon vào hai mối nối vải sợi carbon. Theo kết quả điều tra hư hỏng của cầu, trọng tâm là gia cố vị trí giữa nhịp cầu. Sơ đồ gia cố cụ thể được thể hiện trong Hình 1.

Xử lý bề mặt các cấu kiện bê tông cốt thép

Nếu bề mặt cấu kiện bê tông cốt thép của cầu có khuyết tật, cần xử lý sạch các vết nứt giòn và các bộ phận rời rạc. Các thanh thép lộ ra được xử lý chống gỉ, và các vết nứt trên bề mặt bê tông được sửa chữa. Các vết nứt có chiều rộng từ 0,20mm trở lên được sửa chữa bằng nhựa epoxy. Các vết nứt dưới 0,20mm được xử lý bằng nhựa epoxy.

Điều trị cơ sở

Sử dụng vữa có cường độ cao hơn bê tông kết cấu cầu để sửa chữa các bộ phận bị hư hỏng và đảm bảo bề mặt kết cấu phẳng và sạch. Bề mặt của phần cốt thép phải được đánh bóng, sau khi đánh bóng phải vệ sinh kỹ bề mặt bê tông để đảm bảo hiệu quả của hồ dán.

Áp dụng tác nhân giao diện dưới cùng

Bôi nhựa epoxy TP lên bề mặt kết cấu bê tông đã xử lý, nhựa sẽ thẩm thấu vào kết cấu bê tông và kết hợp với toàn bộ bê tông, cùng nhau chịu lực.

Sửa chữa các khuyết tật bề mặt của các cấu kiện bê tông

Nếu bề mặt bê tông vẫn còn một số khuyết tật cục bộ sau khi đã thi công lớp lót đáy, hãy sử dụng bột trét epoxy để sửa chữa khuyết tật. Sau khi sửa chữa xong, hãy dùng giấy nhám để đánh bóng các đường gồ ghề và các hạt mịn trên bề mặt bê tông, đảm bảo bề mặt bê tông được nhẵn mịn.

Dán vải sợi carbon

Quét một lớp nhựa epoxy lên bề mặt bê tông, dán vải sợi carbon lên bề mặt bê tông, sau đó quét một lớp nhựa lên vải sợi carbon để đảm bảo độ bám dính chắc chắn.

Bảo trì và phủ bề mặt

Sau khi dán vải sợi carbon, cần để vải lưu hóa trong điều kiện tự nhiên khoảng 10 ngày để đảm bảo hiệu quả liên kết. Để nâng cao hơn nữa hiệu quả gia cố sợi carbon, sau khi hoàn thành bảo trì, bề mặt được sơn phủ, có tác dụng gia cố và nâng cao hơn nữa hiệu quả gia cố của cầu.

Tóm lại

Bằng cách sử dụng công nghệ gia cố sợi carbon để gia cố bản rỗng bê tông cốt thép của cầu, cho thấy sau khi gia cố, hiệu suất động của cầu được cải thiện hiệu quả và các vết nứt của cầu được sửa chữa hiệu quả.