Trong suốt quá trình phục vụ lâu dài của cầu bê tông cốt thép và dự ứng lực, các thành phần uốn Cấu Trúc-chẳng hạn như dầm chính, dầm chữ T và dầm hộp nhỏ-Dễ bị các bệnh lý cấu trúc khác nhau. Chúng bao gồm nứt, suy giảm độ cứng, tích tụ độ lệch còn lại, ăn mòn gia cố và giảm khả năng chịu tải, tất cả đều do ảnh hưởng của tải trọng xe cộ xen kẽ, chu kỳ nhiệt độ và độ ẩm, chu trình làm tan băng, cacbon hóa và ion clorua xâm nhập.

Gia cố sử dụngTấm polyme cốt sợi Cacbon (cfrp)Đại diện cho một kỹ thuật tăng cường mới lạ, xâm lấn tối thiểu, hiệu quả cao và bền bỉ. Nó cho phép khắc phục các khuyết tật cấu trúc và tăng cường dự trữ an toàn chịu tải mà không làm thay đổi Hệ thống kết cấu ban đầu của cầu.

Tính chất vật liệu và Cơ chế gia cố kết cấu của tấm sợi carbon

Các tấm sợi Carbon được sản xuất bằng cách đúc và đóng rắn các sợi carbon liên tục với nhựa Epoxy biến tính. So với vải sợi carbon, chúng mang lại những ưu điểm khác biệt như sợi liên tục, phân phối ứng suất đồng đều, mô đun đàn hồi ổn định và khả năng chống bong tróc vượt trội. Do đó, chúng phục vụ như một vật liệu chuyên dụng, hiệu suất cao được thiết kế đặc biệt để tăng cường uốn của cầu. Các tấm sợi carbon thường được sử dụng trong kỹ thuật gia cố cầu thường có độ bền kéo ≥ 2800 Mpa và mô đun đàn hồi ≥ 165 GPA; hơn nữa, với mật độ chỉ bằng một phần tư thép, chúng được đặc trưng bởi độ bền đặc biệt, khả năng chống mỏi, chống ăn mòn và không bị biến dạng nhựa.

Khi một thành phần uốn bê tông cốt thép chịu tải, lực kéo trong vùng căng chủ yếu do gia cố thép theo chiều dọc. Tuy nhiên, cầu đau khổ thường hoạt động ở trạng thái nứt, dẫn đến mức độ căng thẳng quá mức trong cốt thép và cấu trúc không đủ cứng. Gia cố bằng các tấm sợi carbon liên quan đến việc liên kết các tấm với các khu vực có sức căng tối đa trên thành phần cấu trúc-thường sử dụng một chất kết dính epoxy kết cấu chuyên dụng-do đó thiết lập một hệ thống chịu tải hiệp đồng bao gồm bê tông, cốt thép, và tấm sợi cacbon. Dưới Tải trọng được áp dụng, đạt được sự truyền tải căng thẳng qua giao diện thông qua sự kết hợp của liên kết dính và lồng vào nhau cơ học. Tấm sợi Carbon giả định một phần đáng kể của ứng suất kéo, do đó làm giảm hiệu quả mức độ ứng suất trong gia cố thép, hạn chế lan truyền vết nứt, và hạn chế độ lệch dọc của dầm hoặc phiến. Cuối cùng, Quá trình này phục hồi và tăng cường độ cứng uốn và khả năng chịu tải của thành viên cấu trúc, đồng thời cải thiện hiệu suất mệt mỏi tổng thể của cấu trúc.

Ưu điểm của tấm sợi carbon so với phương pháp gia cố cầu truyền thống

So với các kỹ thuật gia cố truyền thống, gia cố tấm sợi carbon phù hợp hoàn hảo với các yêu cầu hiện đại để tăng cường cầu-Đặc biệt là "xâm lấn tối thiểu, phá vỡ thấp, lâu dài và tiết kiệm chi phí". Ưu điểm cốt lõi của nó như sau:

1. sức mạnh tổng hợp kết cấu tuyệt vời và độ chính xác gia cố cao: Mô đun đàn hồi của các tấm carbon phù hợp chặt chẽ với cốt thép bê tông, loại bỏ các vấn đề như độ trễ căng thẳng hoặc thay đổi độ cứng đột ngột. Điều này cho phép bù chính xác các thiếu sót cấu trúc trong khả năng chịu tải và độ cứng, giải quyết hiệu quả các khuyết tật cấu trúc quan trọng như nứt và lệch quá mức. Do đó, cấu trúc gia cố thể hiện sự phân bố ứng suất đồng đều và ổn định.

2. không tải thêm; không thay đổi cấu trúc ban đầu: các tấm cacbon cực kỳ mỏng (thường là 1.2-3.0mm) với trọng lượng Tự Trọng không đáng kể; do đó, gia cố không thêm Tải trọng chết vào cầu. Hơn nữa, quá trình này không làm thay đổi hệ thống truyền lực của cấu trúc, kích thước giải phóng mặt bằng, hoặc liên kết boong, cũng không gây ra thêm căng thẳng cho các trụ, bệ, hoặc nền móng. Điều này làm cho nó phù hợp lý tưởng để gia cố trong môi trường hạn chế, chẳng hạn như khu đô thị và cầu cảnh quan.

3. chịu được thời tiết và bền bỉ; chi phí Vòng đời thấp: phương pháp này giải quyết hoàn toàn vấn đề chung về ăn mòn tấm thép liên quan đến gia cố thép ngoại quan truyền thống. Các tấm carbon có tính chất hóa học ổn định, mang lại khả năng chống axit, kiềm, chu kỳ tan băng và lão hóa do tia cực tím gây ra. Chúng đảm bảo hiệu suất lâu dài, ổn định ngay cả trong điều kiện ngoài trời phức tạp. Hệ thống gia cố tự hào có tuổi thọ trên 30 năm, giảm đáng kể chi phí bảo trì, sửa chữa và tân trang trong tương lai.

4. Hiệu quả xây dựng cao; phá vỡ giao thông tối thiểu: Quá Trình Chủ yếu sử dụng các kỹ thuật xâm lấn tối thiểu "khô" hoặc "Bán Khô", loại bỏ sự cần thiết của máy móc hạng nặng hoặc hoạt động bê tông đúc ướt. Với quy trình hợp lý và thời gian bảo dưỡng ngắn, nó tạo điều kiện cho việc xây dựng "nửa chiều rộng"-cho phép mở lại nhanh chóng các làn đường giao thông-do đó giảm thiểu đáng kể sự gián đoạn đối với lưu lượng giao thông trên các đường phố đô thị lớn và đường cao tốc thân cây.

5. khả năng ứng dụng rộng rãi; hỗ trợ gia cố Composite: các tấm cacbon có thể được sử dụng độc lập để tăng cường uốn, hoặc chúng có thể được tích hợp vào một hệ thống gia cố composite-kết hợp với vữa nứt, gia cố cắt vải cacbon, và cuối Neo-để giải quyết các khuyết tật cấu trúc phức tạp trên nhiều thành phần cầu khác nhau, bao gồm dầm hộp, dầm chữ T, Và tấm rỗng.

Phạm vi áp dụng và hạn chế củaTấm sợi cacbon

Công nghệ này phù hợp cho việc tăng cường các cây cầu có chất nền bê tông âm thanh với sức mạnh đầy đủ, trong đó thiếu sót bị giới hạn trong khả năng chịu tải không đủ, suy giảm độ cứng, nứt hoặc lệch quá mức. Đối với cầu thể hiện phản ứng tổng hợp kiềm nghiêm trọng trong chất nền, không đủ độ bền của bê tông, giải quyết nền móng không ổn định, hoặc biến dạng và biến dạng cấu trúc nghiêm trọng, sửa chữa chất nền, khắc phục giải quyết, và phải căn chỉnh cấu trúc trước khi thực hiện gia cố tấm carbon. Hơn nữa, các tấm sợi Carbon có khả năng chống chịu hạn chế với nhiệt độ cao và lực tác động; do đó, trong môi trường liên quan đến ngọn lửa hoặc nhiệt độ cao, cần phải sử dụng lớp phủ chống cháy, và các phần tiếp xúc phải được bảo vệ đầy đủ để ngăn ngừa thiệt hại do các lực tác động bên ngoài gây ra.

Tận dụng lợi thế toàn diện của nó-Bao gồm độ bền cao, tính chất nhẹ, độ bền đặc biệt, khả năng xâm nhập tối thiểu và sự gián đoạn thấp-Công nghệ gia cố tấm sợi carbon giải quyết hiệu quả những thiếu sót của phương pháp tăng cường cầu truyền thống. Nó cho phép khắc phục chính xác các khuyết tật cấu trúc, tăng cường lề an toàn cấu trúc, và kéo dài tuổi thọ của cầu, tất cả trong khi chỉ cần can thiệp cấu trúc tối thiểu.