การเสริมแรงปล่องไฟ

ภาพรวมโครงสร้างปล่องไฟและสถานะการทำงาน

โครงการปล่องไฟขนาด 60 เมตรของบริษัทแห่งหนึ่งในเมืองฉงชิ่ง ก่อสร้างและเปิดใช้งานในปี พ.ศ. 2529 ตัวปล่องไฟหลักสูง 60 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของปล่องไฟอยู่ที่ 5.52 เมตร ที่ระดับความสูง ± 0.5 เมตร และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกอยู่ที่ 5.02 เมตร ที่ความสูง 10 เมตรจากพื้นดิน คิดเป็น 2.5% โครงสร้างปล่องไฟทั้งหมดแบ่งออกเป็นส่วนฐานราก ส่วนฐานรากคอนกรีตสูง 10 เมตร และส่วนฐานรากก่ออิฐแบบเรียบง่ายสูง 50 เมตร แบบร่างแสดงให้เห็นว่าฐานรากปล่องไฟเป็นฐานรากคอนกรีตอิสระ มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 8.2 เมตร และสูง 3.0 เมตร ใต้ฐานรากคอนกรีต C13 มีเบาะคอนกรีตด้านสูงประมาณ 6 เมตร และชั้นรองรับฐานรากเป็นหินโคลน ส่วนฐานรากเป็นแบบเรียบง่าย เป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กหล่อในที่ มีความหนาของผนัง 300 มม. ปล่องไฟด้านบนแบ่งออกเป็นผนังซับในและผนังด้านนอก ผนังด้านนอกทำจากอิฐ MU10 และปูนผสม M5 ความหนาของแต่ละส่วนคือ 490 มม. ในส่วน 10-30 ม. 370 มม. ในส่วน 30-50 ม. และ 240 มม. ในส่วน 50-60 ม. เพิ่มเหล็กเส้นรอบวง 6 @ 252 ลงในรอยต่อสีเทาแนวนอนของงานก่ออิฐ เหล็กเส้นจะถูกทำให้มีความหนาแน่นภายใน 500 มม. ของแต่ละส่วนของหน้าตัดที่แปรผัน และระยะห่างคือ 2 อิฐ ปล่องไฟบุด้วยอิฐ MU7.5 และปูนผสม 1: 1: 4 ความหนา 120 มม.

ประมาณปี พ.ศ. 2531 ได้มีการสร้างแท่นสังเกตการณ์สิ่งแวดล้อมคอนกรีตเสริมเหล็กรูปครึ่งวงกลมเพิ่มสูงขึ้นจากพื้นปล่องไฟ 13.8 เมตร แท่นสังเกตการณ์ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 15.0 เมตรจากปล่องไฟ แท่นนี้เป็นโครงสร้างพื้นคอนกรีตหล่อในที่ คานยื่น รองรับปลายที่นั่งโดยการเทคอนกรีตลงในอิฐก่อ แท่นมีความกว้าง 0.93 เมตร บันไดคอนกรีตนำขึ้นจากหลังคาของบ้านพัดลมใกล้ปล่องไฟ

การตรวจสอบรอยร้าวของปล่องไฟ

(1) รอยแตกร้าวในตัวปล่องไฟรุนแรงมาก ส่วนใหญ่เป็นรอยแตกร้าวแนวตั้ง มีทั้งหมด 2 แห่ง รอยแตกร้าวทั้งสองนี้แทรกซึมเข้าไปในผนังก่ออิฐ และอิฐทั้งหมดก็แตกร้าว

(2) มีรอยแตกร้าวจำนวนมากตามถังที่บริเวณรอยต่อระหว่างแท่นสังเกตการณ์สิ่งแวดล้อมและถัง มีรอยแตกร้าวที่รอยต่อระหว่างคอนกรีตและอิฐที่โคนของแท่น อิฐบางส่วนแตก และความกว้างของรอยแตกร้าวประมาณ 0.1 ~ 0.6 มม.

(3) อิฐบุผนังปล่องไฟเสียหาย เนื่องจากไม่สะดวกในการเข้าไปในปล่องไฟ จึงไม่ทราบตำแหน่งที่เกิดความเสียหาย

(4) โครงสร้างคอนกรีตบริเวณฐานปล่องไฟยังคงสภาพสมบูรณ์ ไม่พบสิ่งผิดปกติ เช่น รอยแตกร้าว

การวิเคราะห์สาเหตุของรอยแตกร้าว

(1) ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

(2) ความเสียหายต่อผนังปล่องไฟ (รอยแตกหรือความเสียหายที่เกิดจากคุณภาพของงานก่ออิฐที่ไม่ดี)

(3) ผลกระทบจากการกัดกร่อนของควัน

(4) เพิ่มแท่นสังเกตการณ์เพื่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมและผลกระทบจากการเสียรูป

(5) ผลกระทบของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นที่แตกต่างกัน

แผนการเสริมกำลัง

ใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียวเป็นวัสดุหลักในการเสริมแรง คาร์บอนไฟเบอร์มีคุณสมบัติเด่นคือความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา ก่อสร้างง่าย ประสิทธิภาพการก่อสร้างสูง ทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน การเสริมแรงด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สามารถปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักและความเหนียวของโครงสร้างและส่วนประกอบต่างๆ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเสริมแรงแผ่นดินไหว

การเสริมกำลังโครงการนี้เริ่มต้นการก่อสร้างในต้นเดือนมีนาคม พ.ศ. 2544 และแล้วเสร็จในปลายเดือนมีนาคม โดยมีระยะเวลาก่อสร้าง 20 วัน แผนการเสริมกำลังมีดังนี้

เนื่องจากรอยแตกของปล่องไฟในโครงการนี้มีความยาวถึง 20 เมตร จึงมีการยาแนวปูนก่อของส่วนโครงสร้างปล่องไฟด้วยปูนอีพ็อกซี่ก่อนการเสริมเหล็ก จากนั้นจึงติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์กว้าง 250 มม. ตามแนวปล่องไฟจากด้านบนลงล่างของฐานคอนกรีต (สูง 8 เมตร) ให้มีระยะห่างเท่ากันในแนวเส้นรอบวง รวมเป็นผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ตามยาว 6 ผืน จากนั้นติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เส้นรอบวงกว้าง 250 มม. จากด้านล่างของฐานคอนกรีตที่ความสูง 8 เมตร ที่ระยะห่าง 2.0 เมตร (ระยะกึ่งกลางถึงกึ่งกลาง) จนถึงปล่องไฟที่ระยะห่าง 36 เมตร สุดท้ายติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์วงกลมกว้าง 250 ม. ทุกๆ 3.0 เมตร (ระยะกึ่งกลาง) จากด้านบนของปล่องไฟที่ระยะ 36 เมตร และติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์วงกลมที่ความกว้าง 250 ม. เข้ากับด้านบนของปล่องไฟ

บทสรุป

การเสริมรอยร้าวในปล่องอิฐมักใช้วิธีการเสริมแรงด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กแบบเอาท์ซอร์ส แต่วิธีนี้ได้รับผลกระทบอย่างมากจากสภาวะการผลิตและสภาพภูมิอากาศ การก่อสร้างมีความยากลำบาก และระยะเวลาก่อสร้างที่ยาวนาน แม้จะเสริมด้วยโครงสร้างเหล็กหรือเหล็กเส้นอัดแรง แต่ก็มีความทนทานต่อการกัดกร่อนต่ำ ปล่องอิฐได้รับการเสริมแรงเมื่อปลายเดือนมีนาคม พ.ศ. 2544 โดยมีระยะเวลาก่อสร้าง 20 วัน เหล็กเสริมนี้ใช้งานมานานกว่า 1 ปีแล้ว รอยแตกไม่ขยายตัว และให้ผลการเสริมแรงที่ดี การเสริมแรงปล่องอิฐใช้วิธีคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมีระยะเวลาก่อสร้างสั้น ความน่าเชื่อถือสูง และความยากต่ำ ค่าใช้จ่ายในการเสริมแรงเทียบเท่ากับวิธีการเสริมแรงแบบอื่นๆ และเป็นวิธีการใหม่ที่รวดเร็ว