การเสริมแรงสะพาน

สภาพทั่วไปของสะพานท้ายคูน้ำ

สะพานด้านหลังเป็นสะพานขนาดเล็กบนทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 308 ซึ่งอยู่ภายใต้การดูแลของสำนักงานของเรา สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2532 โครงสร้างส่วนบนเป็นแผ่นพื้นกลวงรองรับ ส่วนล่างเป็นเสาคานหัวเสา ความกว้างช่วงสะพาน 3 x 10 เมตร และความกว้างสะพาน 0.5 + 17 + 0.5 เนื่องจาก G308 เป็นเส้นทางหลักที่สำคัญของโครงการขนส่งถ่านหินตะวันตก-ตะวันออก จึงมีปริมาณการบรรทุกและปริมาณการจราจรสูง เพื่อแก้ไขปัญหาการจราจรที่ทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ จึงได้มีการสร้างสะพานขึ้นใหม่ในปี พ.ศ. 2545 โดยขยายพื้นผิวถนนจาก 10 เมตร เป็น 15 เมตร และขยายพื้นสะพานจาก 11 เมตร เป็น 17 เมตร พื้นสะพานเดิมยังคงใช้งานอยู่เฉพาะในส่วนเดิมของสะพาน เมื่อเวลาผ่านไป ปัญหาของสะพานก็ปรากฏให้เห็นมากขึ้นเรื่อยๆ ในปี พ.ศ. 2550 ศูนย์ตรวจสอบสะพานประจำจังหวัดได้ระบุว่าสะพานนี้จัดเป็นสะพานสามประเภท ข้อบกพร่องหลักของพื้นสะพานเก่าคือรอยแตกร้าวตามขวางและรอยแตกร้าวตามยาวส่วนใหญ่ปรากฏที่ด้านล่างของพื้นสะพานเก่า

สาเหตุของโรค

1. สาเหตุหลักของรอยแตกร้าวเกิดจากชั้นป้องกันบางๆ ของคอนกรีตที่ด้านล่างของแผ่น การกัดกร่อนของเหล็กเสริม และการขยายตัวของคอนกรีต

2. เมื่อสะพานมีอายุยาวนาน รอยแตกร้าวสะสมที่เกิดขึ้นบนคอนกรีตแผ่นสะพาน คอนกรีตแตกร้าว การกัดกร่อนของเหล็ก และคอนกรีตแตกร้าวที่เพิ่มมากขึ้น

มาตรการรับมือการรักษา

เนื่องจากปัญหาของสะพาน ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2551 กรมบำรุงรักษาทางหลวงเหลียวเฉิง สถาบันสำรวจ ศูนย์ตรวจสอบสะพานจังหวัด และผู้เชี่ยวชาญอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ได้เข้าร่วมหารือเกี่ยวกับสะพาน ตัดสินใจใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมความแข็งแรงของสะพานให้สามารถรับน้ำหนักได้และเพื่อความปลอดภัยในการขับขี่

ลักษณะการเสริมแรงด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์

คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุก่อสร้างประเภทใหม่ มีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน ก่อสร้างง่าย ปรับให้เข้ากับลักษณะโครงสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนหลากหลาย และไม่ส่งผลกระทบต่อขนาดและรูปลักษณ์ของโครงสร้าง และผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงแทบไม่ต้องบำรุงรักษาใดๆ ช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาในภายหลังได้

ตามระดับความรุนแรงของโรคที่แตกต่างกันของแต่ละบล็อค จึงได้วางแผนการก่อสร้างดังต่อไปนี้

กำหนดขอบเขตการรักษา

1. พื้นสะพานที่มีผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สามชั้น

หลุมแรก แผ่นที่สอง หลุมที่สี่ หลุมที่ห้า หลุมที่เจ็ด หลุมที่แปด

หลุมที่สอง แผ่นที่สาม หลุมที่สี่ หลุมที่เจ็ด หลุมที่สิบเอ็ด

หลุมที่สาม หลุมที่หก หลุมที่เก้า ในหลุมที่สาม

2. พื้นสะพานพร้อมผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สองผืน

หลุมแรก กระดานที่สิบเอ็ด กระดานที่สิบสอง

หลุมที่สอง และหลุมแรก กระดานที่สิบสอง

หลุมที่สิบสองในหลุมที่สาม

3. ขั้นตอนการก่อสร้างติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์

3.1 เทคโนโลยีการก่อสร้าง

การเตรียมการสำหรับการก่อสร้าง การปรับสภาพพื้นผิวคอนกรีตโครงสร้าง การเตรียมไพรเมอร์แปรง การซ่อมแซมพื้นผิวด้วยวัสดุปรับระดับ การเตรียมเรซินชุบแปรง ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบเพสต์ เรซินชุบแปรง การบำบัดปกป้องพื้นผิว

3.2 การแก้ไขข้อบกพร่องของพื้นผิวคอนกรีต

3.2.1 ทำความสะอาดพื้นผิวคอนกรีต เช่น รังผึ้ง พื้นผิวลินิน การกัดกร่อน การลอกร่อน การผุกร่อน ตะกอนลอย สิ่งสกปรก และอื่นๆ ลงบนพื้นผิวที่อัดแน่นด้วยเครื่องเจียรหรือล้อเจียร

3.2.2 ตรวจสอบเหล็กเส้นที่โผล่ออกมา สนิม และสนิม แล้วทาสีแดงแดน

3.2.3 ซ่อมแซมรอยแตกร้าว ใช้เรซินอีพอกซีฉีดเพื่ออุดรอยแตกร้าวที่มีความกว้างน้อยกว่า 0.2 มม. และใช้เรซินอีพอกซีเพื่ออุดรอยแตกร้าวที่มีความกว้างมากกว่า 0.2 มม.

3.2.4 การวางตำแหน่งและการทำเครื่องหมายบนผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ควรดำเนินการตามข้อกำหนดการออกแบบ

3.2.5 ส่วนที่ยื่นออกมาของพื้นผิวของส่วนประกอบที่เกิดจากการก่อสร้างต้องขัดด้วยเครื่องขัดหรือล้อเจียร และความสูงต้องไม่เกิน 1 มม.

3.2.6 ขอบและมุมบนพื้นผิวของส่วนประกอบต้องถูกขัดให้มนด้วยเครื่องขัดเงา รัศมีของมุมมนต้องมากกว่า 30 มม. และไม่น้อยกว่า 20 มม.

3.2.7 ชิ้นส่วนที่ชำรุดบนพื้นผิวคอนกรีตคู่หนึ่ง หลังจากกำจัดคอนกรีตที่หลวมออกด้วยความแข็งแรงของส่วนประกอบเดิมแล้ว ให้ซ่อมแซมพื้นผิวด้วยปูนคอนกรีต

3.2.8 ใช้น้ำแรงดันสูงหรือลมอัดเพื่อกำจัดฝุ่นผงบนพื้นผิวของส่วนประกอบและทำให้แห้งสนิท

3.3 กาวรองพื้น

3.3.1 หลังจากชั่งน้ำหนักสารหลักและสารบ่มที่เตรียมตามตัวอย่างสารเคมีอย่างแม่นยำแล้ว ให้ใส่ลงในภาชนะและผสมให้เข้ากันอย่างทั่วถึง ปริมาณที่ผสมครั้งแรกควรใช้ให้หมดภายในเวลาที่กำหนด หากเกินเวลาที่กำหนด ห้ามใช้

3.3.2 ทาไพรเมอร์ให้ทั่วด้วยแปรงลูกกลิ้ง หากจำเป็นต้องทาสองชั้น ให้ทาชั้นที่สองหลังจากนิ้วแตะครั้งแรกแห้งแล้ว

3.3.3 หมายถึงระยะเวลาการแห้งที่ต่างกันระหว่าง 3 ชั่วโมงถึง 1 วัน เนื่องจากอุณหภูมิที่แตกต่างกัน

3.3.4 หลังจากพื้นรองเท้าแข็งตัวแล้ว หากมีรอยนูนบนพื้นผิวของชิ้นส่วน ให้ขัดให้เรียบด้วยเครื่องเจียรหรือกระดาษทราย

3.3.5 เลือกกาวรองพื้นที่เหมาะสมกับอุณหภูมิและความชื้นของสถานที่ก่อสร้าง ภายใต้อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์มากกว่า 85% ความชื้นบนพื้นผิวคอนกรีตมากกว่า 8% อาจเกิดฝนตกหรือเกิดการควบแน่นได้หากไม่มีมาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ จึงไม่อนุญาตให้ก่อสร้าง

3.4 กาวปรับระดับรอยขีดข่วน

3.4.1 CFRP จะให้ประสิทธิภาพการเสริมแรงที่ดีได้ก็ต่อเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวคอนกรีตเสริมเหล็กอย่างใกล้ชิด พื้นผิวของส่วนประกอบต่างๆ เช่น รังผึ้ง พื้นผิวป่าน รูเล็กๆ เป็นต้น เป็นสาเหตุของการโป่งพองที่เกิดจากการยึดเกาะที่ไม่เหมาะสมของวัสดุผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ กาวปรับระดับใช้เพื่อเติมเต็มและซ่อมแซมพื้นผิวให้เรียบเนียน

3.4.2 กาวปรับระดับหลังจากรอยขีดข่วน พื้นผิวของเส้นที่ขรุขระ การใช้กระดาษทรายขัดปรับระดับ3.5 การแปะผ้าคาร์บอนไฟเบอร์

3.5.1 เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับเส้นใยคาร์บอน ไม่ควรดัดงอมากเกินไปในระหว่างการขนส่ง การจัดเก็บ การตัด และการแปะผ้า ดังนั้น ควรใช้เครื่องตัดคลิปตัดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ตามขนาดที่กำหนดก่อนการแปะผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ โดยความยาวของแต่ละส่วนไม่ควรเกิน 6 เมตร

3.5.2 ก่อนการตัด ควรแปะเทปกาวกว้างที่ตำแหน่งตัด และตัดที่ตำแหน่งกลางของเทปกาวกว้าง เพื่อให้แน่ใจว่าผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ตัดได้เรียบร้อย

3.5.3 ก่อนการแปะผ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุซ่อมแซม เช่น กาวเรซินและกาวปรับระดับบนพื้นผิวก่อสร้างแห้งสนิทแล้ว

3.5.4 ชั่งน้ำหนักสารหลักและสารบ่มเรซินชุบให้ถูกต้องตามสัดส่วนที่กำหนด บรรจุลงในภาชนะและคนให้เข้ากัน ควรใช้ปริมาณที่ผสมกันให้หมดภายในเวลาที่กำหนด และไม่ควรใช้เกินเวลาที่กำหนด

3.5.5 ก่อนการแปะ ให้ใช้ลูกกลิ้งเกลี่ยเรซินที่ชุบแล้วให้ทั่วพื้นผิวของกาว ซึ่งเรียกว่าชั้นรองพื้น มาตรฐานการเคลือบผิวด้านล่าง: ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 200 กรัม/ตารางเมตร, 400-500 กรัม/ตารางเมตร; ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 300 กรัม/ตารางเมตร, 600-700 กรัม/ตารางเมตร

ปริมาณขึ้นอยู่กับสถานที่ก่อสร้างและระดับความหยาบและการเปลี่ยนแปลง ส่วนมุม ส่วนทับหน้าผ้าไฟเบอร์ และบริเวณที่ซ่อมไม่เสร็จควรใช้เพิ่มอีกเล็กน้อย

3.5.6 รอยต่อตามยาวของผ้าไฟเบอร์ต้องสูงกว่า 10 ซม. และควรเคลือบชิ้นส่วนด้วยเรซินที่ชุบแล้ว โดยไม่ต้องทับหน้า

3.5.7 เมื่อทำการแปะ ควรแปะจากบนลงล่างและซ้ายไปขวาอย่างเป็นระเบียบ และไม่มีช่องว่างเหลืออยู่ในผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ เพื่อจุดประสงค์นี้ สามารถกลิ้งกระบอกสูบบนผ้าคาร์บอนไฟเบอร์หลายๆ ครั้งตามแนวเส้นใย เพื่อให้เรซินที่ชุบซึมเข้าไปในเส้นใยได้อย่างเต็มที่ และสามารถกำจัดฟองอากาศออกได้ด้วยแผ่นกด สังเกตว่าแผ่นแปะติดแน่นและอัดแน่นทันทีหรือไม่ หากพบช่องว่างหรือฟองอากาศ ควรดำเนินการแก้ไขทันที

3.5.8 หลังจากวางผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เป็นเวลา 30-60 นาที (ขึ้นอยู่กับระดับความแห้ง) ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกเคลือบด้วยเรซินที่ชุบซึมอย่างสม่ำเสมอด้วยลูกกลิ้ง ลูกกลิ้งจะกลิ้งไปตามทิศทางของเส้นใยเมื่อเคลือบ มาตรฐานการเคลือบ: ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 200 กรัม/ตารางเมตร, 200-100 กรัม/ตารางเมตร; ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ 300 กรัม/ตารางเมตร, 300-200 กรัม/ตารางเมตร เช่นเดียวกับการเคลือบชั้นบนสุด ให้ใช้แผ่นกดขูดไปตามทิศทางของเส้นใย 2-3 ครั้ง เพื่อให้เรซินที่ชุบซึมเข้าไปในเส้นใย

3.5.9 การตรวจสอบถังเปล่าจะต้องดำเนินการภายใน 3-4 ชั่วโมงหลังจากการใช้งาน และจะต้องตรวจสอบอัตราถังเปล่า ความแข็งแรงในการดึง และความหนาของกาวของผ้าไฟเบอร์ตามข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการเสริมความแข็งแรงและซ่อมแซมโครงสร้างคอนกรีตด้วยแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียว

3.6 การบำรุงรักษา

3.6.1 หลังจากติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แล้ว ควรบำรุงรักษาตามธรรมชาติเป็นเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อให้ถึงระยะบ่มเริ่มต้น และต้องแน่ใจว่าระยะเวลาการบ่มจะไม่ถูกรบกวน

3.6.2 ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์หลังจากติดแล้ว เพื่อให้ได้ความแข็งแรงตามการออกแบบตามระยะเวลาการบำรุงรักษาตามธรรมชาติที่ต้องการ: เมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยสูงกว่า 20 องศาเซลเซียส ใช้เวลาหนึ่งสัปดาห์

3.7 การเคลือบ

3.7.1 การเคลือบจะต้องดำเนินการหลังจากการบ่มเรซินครั้งแรก และต้องเป็นไปตามมาตรฐานและข้อกำหนดการก่อสร้างที่เกี่ยวข้องของการเคลือบที่ใช้

3.7.2 ควรเลือกวัสดุเคลือบตามความต้องการของวัสดุกันสภาพอากาศและวัสดุทนไฟ โดยต้องสอดคล้องกับลักษณะและสีของส่วนประกอบเสริมแรง

3.8 ข้อกำหนดสำหรับวัตถุดิบและเครื่องจักรก่อสร้าง

3.8.1 วัสดุก่อสร้างทั้งหมด รวมถึงผ้าคาร์บอนไฟเบอร์และวัสดุประสาน ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ ซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานในการรับประกันคุณภาพของโครงการ

3.8.2 ห้ามวางวัสดุที่รีดแล้วให้แบนราบหรือรีดขึ้นรูปในระหว่างการขนส่งและจัดเก็บ เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ และห้ามโดนแสงแดดหรือฝน และวัสดุประสานต้องอยู่ในสภาพเดิมโดยไม่เปิดออก

3.8.3 ต้องทำความสะอาดภาชนะ อุปกรณ์ผสม แปรง ถัง และอุปกรณ์อื่นๆ ให้เรียบร้อยและทันเวลา ปราศจากคราบซีเมนต์

การวิเคราะห์ผลกระทบจากการก่อสร้าง

การใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับสะพานคานนั้นสะดวกต่อการก่อสร้าง ช่วยลดระยะเวลาการก่อสร้าง และประหยัดต้นทุน หลังจากโครงการเสร็จสิ้น การสังเกตและวัดการเปลี่ยนแปลงการโก่งตัวของแผ่นพื้นสะพานเมื่อรถบรรทุกหนักผ่าน พบว่าการโก่งตัวของแผ่นพื้นสะพานลดลงอย่างมาก การโก่งตัวสูงสุดของแผ่นพื้นก่อนเสริมเหล็กคือ 1.1 ซม. และการโก่งตัวสูงสุดหลังเสริมเหล็กคือ 0.7 ซม. ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของแผ่นพื้นอย่างมากและเพื่อความปลอดภัยในการขับขี่ ความทนทานของสะพานที่เสริมความแข็งแรงด้วยผ้า CFRP ขึ้นอยู่กับระยะเวลาการเสื่อมสภาพของกาวเรซินอีพอกซี เราจะติดตามและสังเกตสภาพการใช้งานของสะพานที่เสริมความแข็งแรงด้วยผ้า CFRP และสั่งสมประสบการณ์ในการเสริมความแข็งแรงโครงสร้างคอนกรีตด้วยผ้า CFRP