Toàn cảnh

Sự lão hóa và hủy hoại những cây cầu là một vấn đề trên khắp thế giới. Yếu tố chính của lão hóa là: tuổi tác, giao thông và tác động môi trường (nước, muối nóng chảy, v.v... ), trong số đó, trọng lượng của xe tải nặng là yếu tố then chốt. Việc lắp đặt xe liên tục sẽ gây ra sự mệt mỏi cho boong tàu. Việc sử dụng sợi cacbon củng cố chất lỏng (CFR) để củng cố cầu già đã trở nên phổ biến.CFRP có nhiều lợi thế: nó có một lợi thế cao " sức mạnh để cân nặng " tỷ lệ, sự kháng cự ăn mòn và sự chống đỡ mệt mỏi, xây dựng đơn giản và chi phí thấp.

Trong mười năm qua, vì xe cộ lớn và xe cộ gia tăng, nên vấn đề về cầu xa lộ mệt mỏi bắt đầu trở nên nổi bật. Có vài nghiên cứu về vấn đề mệt mỏi của cầu cao tốc ở đất nước chúng ta, và thậm chí còn ít mệt mỏi hơn sau khi tăng cường CFCP. Trong quá khứ, sự củng cố CFCP chủ yếu là trong vùng nghiêng tích cực, và đã có rất ít sự củng cố trong thời điểm tiêu cực.Lấp lánh trong lớp bảo vệ bê tông của thời điểm tiêu cực, sau đó phủ lớp sợi cacbon, và liên kết với nhựa epoxy, sự củng cố của vùng không có đầu gối được hoàn tất. Ở đây, vật nặng và mệt mỏi được áp dụng cho các thành viên được gia cố trên cầu, và khả năng mang và làm việc mệt mỏi trước và sau khi tăng cường được so sánh và phân tích.

Sự chống đỡ mệt mỏi của các thành viên bê tông đã được tăng cường rất nhiều. Chính sức kháng cự mệt mỏi của CFRP liên quan đến thành phần của nó, được xác định bởi vật liệu ma trận và những sợi gia cố. Sợi carbon có khả năng kháng cự mệt mỏi tốt.Do đó, khi dùng để củng cố các thành viên cụ thể, nó sẽ không tự gây tổn thương về mệt mỏi. Tuy nhiên, khi gánh nặng mệt mỏi gia tăng, cấu trúc sẽ tích lũy những thiệt hại và cuối cùng gây ra sự mệt mỏi. Sự lão hóa của giao diện liên lạc giữa CFRP và bê tông cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất mệt mỏi của hệ thống củng cố. Độ lớn của sự thay đổi căng thẳng ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống mệt mỏi của thành phần. Các thành phần không được sử dụng sẽ làm giảm sự căng thẳng của các thanh thép, và chế độ thất bại là CFRP bóc vỏ. .

Thử

Phương pháp thử nghiệm để quan sát hiệu ứng củng cố được chia thành ba trường hợp:

(1) Bộ chỉ huy tàu bị phá hủy do tải tĩnh để kiểm tra khả năng mang của cấu trúc;

(2) Chiếc cầu có 350.000 bánh và thấy sự chống đỡ mệt mỏi của tòa nhà;

(3) Áp dụng tĩnh tải và tải chu kỳ trong hai vùng tiêu cực cong liên tiếp cho đến khi thất bại, và quan sát hiệu quả của việc củng cố với phương pháp nhúng.

Nguyên liệu

Bê tông 28 tuổi có sức mạnh 26MPa, một sức bền là 1.9MPa, và tính đàn hồi của 33GPPE. Sức mạnh sản xuất của thanh thép là 350MPa và độ đàn hồi của mô-đun là 206GPP. Nguyên liệu tổng hợp CFRP là sợi cacbon gia cố nhựa epoxy, chất bột trộn xong bởi nhà máy. Độ bền của CFRP là 2664MPa, độ đàn hồi là 188GP, và độ kéo dài cuối cùng là 1.42%. Sức mạnh nén của nhựa epoxy là 79MPa, độ bền là 37MPa, mốc co giãn là 5.8GP, và hệ số mở rộng tuyến tính là 38X10^-6 .

Specimen

Bộ điều khiển nhúng được dùng để tăng cường trong vùng cong tiêu cực. Một là một chiếc cầu thông, và cái còn lại là một chùm tia liên tục. Lớp bảo vệ bê tông là 30-40mm, và khu vực thời điểm tiêu cực được nhúng với một dải CFRP đơn để củng cố. Vị trí đầu tiên trong lớp bảo vệ bê tông với chiều rộng là 10cm và chiều sâu bằng 0.5cm. Điền vào rãnh bằng một phần nhựa epoxy, sau đó chèn vào dải CFRP, rồi đổ đầy nhựa epoxy vào để làm mịn. Kích thước của dải CFRP là 5cm×0.12cm.

Thủ tục thí nghiệm

Đối với các thành viên không bị ép buộc, khoảnh khắc tuyệt vời là 20.6 kN·m; giây phút cuối cùng của các thành viên không bị ép buộc là 66.8 kN·m, và thành viên được gia cố là 112.5 kN·m. Thêm vào đó, vì diện tích tiêu cực của thời điểm cúi đầu được nhúng với CFRP, giá trị cao nhất của thời điểm uốn cong được giảm, sự căng thẳng được phân giải lại, và các vết nứt được phân tán nhiều hơn và nhiều đồng nhất hơn. Khi các thành phần không được tăng cường, khi tải nặng mệt mỏi chỉ đạt đến 6000 chu kỳ, sự tổn hại tích lũy nhanh chóng và độ lệch tăng lên. Sau khi tăng cường CFCP, sự tích lũy thiệt hại trở nên chậm chạp, biết 250.000 chu kỳ. Điều này có nghĩa là thời điểm không thuận lợi củng cố thêm sức sống cho công việc.

Tóm tắt và kết luận

Hiện nay, hầu hết các cây cầu cũ được củng cố nhằm vào thời điểm thuận lợi và được dán bằng vải sợi cacbon. Phương pháp của chùm tia ở đáy rất phổ biến, nhưng thường không thể làm vững thêm giây phút tiêu cực. Đó là một phương pháp rất đơn giản và hiệu quả để sử dụng các-bon bọc để tăng cường trong thời điểm tiêu cực. Kết luận như sau qua các quan sát thí nghiệm:

(1) Sau khi khu vực cong âm của tấm trải giường được gia cố bằng hệ thống sợi cacbon nhúng, sức chịu đựng cuối cùng được gia tăng 68. 4%. Khoảnh khắc tiêu cực bị nứt trên đỉnh của đường kính là nhỏ và đồng nhất. Đây là tín dụng của bảng sợi cacbon.

(2) Khi không tăng cường được vùng cong âm trên mặt chai, dưới tác động của gánh mệt mỏi, sự tổn hại của thành phần tích lũy nhanh chóng, và nó nhanh chóng đi đến giới hạn mệt mỏi và thất bại. Sau khi được tăng cường nhờ phương pháp ướp xác, tỉ lệ thiệt hại tích lũy chậm lại rất nhiều. Bản thân hệ thống sợi cacbon nhúng không có những dấu hiệu rõ ràng của thiệt hại, nó đã kiểm soát hiệu quả sự phân bố và phát triển của vết nứt. Cuộc sống mệt mỏi của cấu trúc được củng cố có thể tăng 25%.

(3) Sau khi chùm tia liên tục được làm cho mạnh thêm bởi thời điểm tiêu cực uốn cong, sự tích lũy thiệt hại trở nên rất chậm dưới sự vận hành của gánh nặng mệt mỏi, và đời sống mệt mỏi của nó gấp hơn 10 lần so với những chùm tia không cưỡng lại được.

(4) Sự mệt mỏi của số lượng chưa được kiểm soát là các thanh thép bị gãy đầu tiên, và các xà được tăng cường trước tiên được mở ra bởi CFRP, một phương pháp giảm hiệu quả sự căng thẳng của các thanh thép.