Các tòa nhà, nhà máy công nghiệp, cầu, và các cấu trúc khác dọc theo đường sắt quá cảnh phải chịu tải xen kẽ trong thời gian dài, khiến chúng dễ bị mỏi do rung. Điều này biểu hiện như lan truyền vết nứt bê tông và sự phân tách lớp gia cố, ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn kết cấu.Tấm sợi cacbon, Với độ bền kéo cao và độ thư giãn thấp, đã trở thành giải pháp ưu tiên để cải thiện khả năng chống mỏi rung của cấu trúc.

Lựa chọn vật liệu

Vật liệu là nền tảng của khả năng chống mỏi rung, và khả năng tương thích hiệu suất giữa các tấm carbon và chất kết dính nên được chú ý đặc biệt.

Tấm sợi cacbon

Trong môi trường rung động, các tấm sợi carbon cần phải chịu được áp suất xen kẽ lặp đi lặp lại. Nên chọn các tấm carbon mô đun cao với mô đun đàn hồi ≥ 230 gpa và độ bền kéo ≥ 3000 mpa. Những tấm này có độ đồng đều của sợi cao, không có sợi vỡ và khuyết tật mờ, và có hiệu quả có thể làm giảm nguy cơ tập trung căng thẳng. Đồng thời, tuổi thọ mệt mỏi của tấm carbon phải đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp; sau 2 triệu bài kiểm tra tải xen kẽ, tỷ lệ duy trì độ bền kéo không được nhỏ hơn 85%.

Chất kết dính:

Lớp dính rất quan trọng cho sự tồn tại của các tấm sợi carbon và bê tông. Nên lựa chọn một chất kết dính epoxy cứng với độ giãn dài khi phá vỡ ≥ 3%. Chất kết dính này có khả năng chống mỏi, chống ẩm và chịu nhiệt và chống lão hóa. Độ bền cắt của mối liên kết với các tấm sợi carbon và bê tông là ≥ 3.0mpa ở nhiệt độ phòng, và hiệu suất của nó ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng từ-20oc đến 60oc.

Thiết kế gia cố

Một thiết kế hợp lý có thể làm giảm thiệt hại của tải rung cho hệ thống gia cố. Lõi là tối ưu hóa đường dẫn lực và phương pháp neo.

• Nên sử dụng một hệ thống gia cố tổng hợp kết hợp toàn bộ liên kết và neo đầu cuối.

Gia cố liên kết tinh khiết dễ bị phân hủy dưới tải rung. Do đó, các thiết bị neo cơ học, chẳng hạn như bu lông neo hoặc dải thép tấm, cần phải được thêm vào các đầu của tấm thép cacbon. Chiều dài neo không nhỏ hơn 5 lần chiều rộng của tấm thép cacbon. Đối với các thành phần lớn, nên đặt các điểm neo trung gian trong các phần, với khoảng cách được kiểm soát giữa 1.5 và 2.0 mét, để rút ngắn chiều dài phần tự do của tấm thép cacbon và giảm biên độ rung.

• Sắp xếp tấm sợi carbon nhắm mục tiêu:

Đối với các thành phần uốn: các tấm sợi carbon được bố trí dọc theo toàn bộ chiều dài của vùng căng. Nếu tồn tại vùng uốn tiêu cực, các tấm sợi carbon phải được kéo dài ít nhất 500mm đến mép của vùng uốn tiêu cực để tránh sự thay đổi căng thẳng đột ngột ở hai đầu.

Để gia cố cắt: tấm sợi carbon hình tròn hoặc hình chữ u được sử dụng để bọc thành phần. Khoảng cách chu vi được điều chỉnh theo tần số rung động-tần số càng cao, khoảng cách càng nhỏ, thường không quá 200mm, để tăng cường hiệu ứng hạn chế trên bê tông.

Quy trình xây dựng

Chất lượng xây dựng trực tiếp xác định hiệu quả chống mỏi, và cần tập trung kiểm soát ba khía cạnh chính: xử lý cơ bản, xây dựng lớp dính và xử lý cuối.

Tiền xử lý chất nền: làm sạch tiêu chuẩn cao để tăng cường độ bám dính

Tải rung khuếch đại tác động của các khuyết tật bề mặt. Bề mặt bê tông yêu cầu xử lý tuần tự: mài → loại bỏ bụi → sấy khô. Mài cho đến khi tiếp xúc với cốt liệu tươi, với sai số độ phẳng bề mặt ≤ 2 mm/m; sử dụng súng hơi áp suất cao để loại bỏ bụi, đảm bảo không có vết dầu hoặc nước; kiểm soát độ ẩm chất nền ≤ 6%. Trong môi trường ẩm ướt, nên sử dụng lớp lót chống ẩm để tăng cường độ bám dính giữa lớp dính và chất nền.

Lớp dính ứng dụng: thậm chí ứng dụng để ngăn chặn các khu vực rỗng

Sử dụng phương pháp ứng dụng "dày hơn ở giữa, mỏng hơn ở các cạnh", kiểm soát độ dày lớp dính đến 1.5 ~ 2.5mm. Sau khi gắn tấm sợi carbon, sử dụng một con lăn đặc biệt để cuộn dọc theo hướng sợi để loại bỏ bọt khí, đảm bảo diện tích rỗng ≤ 5% (diện tích rỗng đơn ≤ 100cm ²). Nghiêm cấm nhiễu rung cấu trúc trong quá trình bảo dưỡng. Khi nhiệt độ môi trường dưới 5oc, phải thực hiện các biện pháp cách nhiệt để kéo dài thời gian bảo dưỡng đến ít nhất 72 giờ.