การเสริมแรงสะพาน

คำนำ

ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ถูกนำมาใช้เพื่อเสริมความแข็งแรงโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กมานานกว่าสิบปีแล้ว และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในต่างประเทศ ในประเทศจีน ผ้า CFRP ได้กลายเป็นสาขาใหม่ของวิศวกรรมธรณีเทคนิค ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผ้าโพลีเมอร์เสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการเสริมความแข็งแรงสะพานทางหลวง นับเป็นครั้งแรกที่มีการใช้ผ้า CFRP เพื่อเสริมความแข็งแรงสะพานในเมืองของเรา โครงการเสริมความแข็งแรงที่อธิบายไว้ในบทความนี้เป็นตัวอย่างของการเสริมความแข็งแรงสะพานเก่าด้วยเทคโนโลยีเสริมความแข็งแรงด้วยผ้า CFRP

โครงการ

สะพานจินหัวตั้งอยู่ริมแม่น้ำหนานซานในเมืองหยุนฟู่ มีความยาว 56.4 เมตร กว้าง 9.5 เมตร ส่วนบนของสะพานสร้างด้วยโครงโค้งคอนกรีตเสริมเหล็กขนาด 2 x 25 เมตร ช่วงแรกรองรับด้วยโครงโค้งคอนกรีตเสริมเหล็กสามชิ้น ส่วนล่างเป็นเสาค้ำยันและฐานรองรับ ฐานรากถูกขุดขึ้นอย่างตื้นและขยายให้ใหญ่ขึ้น สะพานนี้ใช้งานมานานกว่า 20 ปี และประสบปัญหาต่างๆ มากมาย

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2548 สถานีตรวจสอบคุณภาพงานวิศวกรรมทางหลวงกวางตุ้งได้ดำเนินการตรวจสอบสะพานจินหัวอย่างละเอียด พบว่ามีรอยแตกร้าวเล็กๆ สองถึงสามจุดทั้งสองด้านของสันโค้งและฐานโค้ง รอยแตกร้าวมีความกว้าง 0.15 มม. รอยแตกร้าวที่ยาวที่สุดมีความยาวประมาณ 30 ซม. รอยแตกร้าวที่ฐานโค้งของสันโค้งกลางมีน้อยกว่า รอยแตกร้าวปรากฏที่โคนของเหล็กค้ำยันแนวทแยงมุมบางส่วน ความกว้างของรอยแตกร้าวประมาณ 0.6 มม. คอนกรีตที่รับน้ำหนักเสาใต้คานคอร์ดได้รับความเสียหายและเหล็กเส้นโผล่ออกมา แสดงให้เห็นว่าสะพานมีปัญหาด้านความปลอดภัยร้ายแรงและจำเป็นต้องได้รับการเสริมแรงและบำรุงรักษาอย่างเร่งด่วน

การเลือกแผนการเสริมแรง

เนื่องจากสะพานตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีการจราจรหนาแน่นของเมือง จึงจำเป็นต้องปิดการจราจรให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ขณะเดียวกัน เนื่องจากสะพานสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 มาตรฐานทางเทคนิคที่ใช้ในขณะนั้นค่อนข้างต่ำ จึงจำเป็นต้องเสริมความแข็งแรงให้กับสะพานเก่าให้ได้มากที่สุดโดยไม่เพิ่มภาระ ด้วยเหตุนี้ โครงการนี้จึงใช้วิธีการเสริมความแข็งแรงด้วยผ้า CFRP

ลักษณะเฉพาะของโครงการเสริมแรงผ้า CFRP

ไม่มีการเพิ่มภาระคงที่และขนาดหน้าตัด

โครงสร้างเรียบง่าย

ใช้โพลิเมอร์เสริมคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับโครงสร้างเดิมโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายใหม่

สามารถปิดรอยแตกร้าวในคอนกรีตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์มีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม

ไม่ส่งผลกระทบต่อรูปลักษณ์ของโครงสร้าง

บทสรุป

(1) ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าสะพานจินหัวเก่าที่เสริมความแข็งแรงด้วยผ้า CFRP สามารถฟื้นฟูความสามารถในการรับน้ำหนักเดิมได้อย่างแท้จริง

(2) สะพานเสริมความแข็งแรงด้วยผ้า CFRP เป็นเทคโนโลยีใหม่ แผ่น CFRP มีน้ำหนักเบา ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์หนักในการปู ใช้งานง่ายและสะดวกสบาย และสามารถนำไปใช้งานบนสะพานทางหลวงได้อย่างง่ายดาย

(3) ปัจจุบัน วิธีการยึดติดแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์มักเสริมด้วยการยาแนวรอยแตกร้าวและการอุดรอยแตกร้าว