การปรับปรุงสะพานลอย Gulou

ภาพรวมของสะพานลอย

สะพานข้ามแม่น้ำกู่โหลวเป็นทางแยกต่างระดับสามชั้นแบบใบโคลเวอร์ ตั้งอยู่ที่สี่แยกถนนซินหัวและถนนเจ้อหลี่มู่ในเมืองฮูฮอต ประกอบด้วย 7 ส่วน บนเส้นทางหลัก 4 สาย และทางลาด 3 ทาง ระดับน้ำหนักบรรทุกของตู้รถไฟออกแบบเป็นตู้ไอน้ำ 20 ตัน ตู้แขวน 100 ตัน และมีปริมาณการจราจรหนาแน่นทุกวัน

สะพานแห่งนี้สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2540 และเปิดให้บริการมานานกว่า 20 ปี จากการตรวจสอบความปลอดภัยของโครงสร้างสะพานในปี พ.ศ. 2555 พบว่ามีรอยแตกร้าวแนวทแยงมุมที่ปลายแผ่นพื้นและคานบางส่วน มีร่องรอยการรั่วซึมของน้ำระหว่างคาน คอนกรีตแตกร้าวและหลุดร่อน การกัดกร่อนของเหล็กเส้นที่โผล่ออกมา รอยแตกร้าวในหลุมและร่องของพื้นสะพาน และปัญหาการแตกร้าวด้านข้าง หนึ่งในแนวหลักของพื้นคานกล่องต่อเนื่องอัดแรงมีรอยแตกร้าวแบบเครือข่าย และรอยแตกร้าวบางส่วนเกินขีดจำกัด ซึ่งถือว่าไม่ได้มาตรฐาน คานกล่องต่อเนื่องต้องได้รับการเสริมความแข็งแรงเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักและเป็นไปตามข้อกำหนดความสามารถในการรับน้ำหนักตามการออกแบบเดิม

สารละลาย

ปรากฏการณ์แรงอัดเบื้องต้นที่ไม่เพียงพอของสะพานนี้ ปรากฏให้เห็นได้จากรอยร้าวขนาดใหญ่แบบโครงข่ายที่ด้านล่างของคานกล่องต่อเนื่อง และความกว้างของรอยร้าวตามขวางส่วนใหญ่เกินขีดจำกัดความกว้างของรอยร้าวที่กำหนดไว้ในรหัส บริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นใยภายนอกและแผ่นฐานของคานกล่อง ปรากฏรอยร้าวรูปตัว "L" และความกว้างของรอยร้าวส่วนใหญ่เกินขีดจำกัดความกว้างของรอยร้าวที่กำหนดไว้ในรหัส (ดูรูปที่ 1)

แตก

เมื่อพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ จึงมีการตัดสินใจเลือกใช้วิธีการยึดแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรงไว้ที่ด้านล่างของคานกล่องต่อเนื่องอัดแรงแต่ละอันเพื่อเสริมความแข็งแรง

วิธีการเสริมแรงด้วยแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรงเป็นวิธีการเสริมแรงภายนอกแบบอัดแรง ซึ่งเป็นวิธีการเสริมแรงคุณภาพสูงที่ยึดตามแนวคิดของคอนกรีตเสริมแรงอัดแรง สามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ เช่น น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน และอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีข้อดีคือ การก่อสร้างง่าย รวดเร็ว รับประกันคุณภาพง่าย สวยงาม ทนทาน และค่าบำรุงรักษาต่ำ

ขั้นตอนการก่อสร้าง

１การซ่อมแซมรอยแตกด้วยการฉีด

ก่อนทำการดึงแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรง ต้องปิดและซ่อมแซมรอยแตกร้าวที่เป็นตาข่ายและรอยแตกร้าวรูปตัว "L" บนพื้นผิวของคานกล่องแต่ละช่วง สะพานใช้การฉีดน้ำแรงดันต่ำอัตโนมัติเพื่อปิดรอยแตกร้าวของโครงสร้าง หลังจากกำจัดฝุ่นและเศษวัสดุอื่นๆ บนพื้นผิวคอนกรีตและรอยแตกร้าวแล้ว ให้ติดตั้งหัวฉีดยาแนวที่ระยะห่าง 25 ซม. (ดูรูปที่ 2) จากนั้นจึงปิดรอยแตกร้าวด้านนอกหัวฉีดยาแนว (ดูรูปที่ 3)

ติดตั้งหัวฉีด

รอยแตกปิด

หลังจากวัสดุปิดผนึกแข็งตัวแล้ว ให้ใส่อุปกรณ์ฉีดสารเข้าเส้นเลือด สังเกตปริมาตรของคอลลอยด์ในอุปกรณ์ฉีดสารเข้าเส้นเลือดจนกระทั่งไม่หดตัว แสดงว่ารอยแตกได้รับการอุดเต็มแล้วหรือน้ำยาแข็งตัวแล้ว จึงสามารถหยุดการฉีดสารเข้าเส้นเลือดได้ (ดูรูปที่ 4) เมื่อกาวถึงจุดบ่มตัว ให้ถอดฐานหัวฉีดยาแนวออกและถอดวัสดุปิดผนึกออก

การฉีดรอยแตก

2. การปรับระดับคอนกรีตบริเวณฐานคาน

เนื่องจากโครงสร้างเดิมแบบสองช่วงที่ไม่มีแรงอัดของสะพานในโครงการนี้ มีโครงสร้างแบบ pre-camber และทั้งสองแบบมีขนาดมากกว่า 5 ซม. จึงไม่สามารถก่อสร้างแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ได้โดยตรง และจำเป็นต้องปรับความโค้ง pre-camber ของฐานคาน หลังจากการวิเคราะห์อย่างละเอียดโดยพิจารณาถึงต้นทุนและข้อกำหนดทางเทคนิคแล้ว ในที่สุดจึงใช้คอนกรีตหินละเอียดปรับระดับด้วยตนเองเพื่อปรับระดับฐานคาน เพื่อให้พื้นผิวด้านล่างของคานเดิมและคอนกรีตหินละเอียดปรับระดับด้วยตนเองที่เทใหม่ยึดติดกันอย่างแน่นหนา จำเป็นต้องสกัดพื้นผิวด้านล่างของคานเดิม (ดูรูปที่ 5) ก่อนสร้างแบบหล่อ ให้ตรวจสอบว่าเหล็กเสริมที่ปลูกไว้นั้นมั่นคงและเชื่อถือได้หรือไม่ (ดูรูปที่ 6 และรูปที่ 7) ใช้ฟองน้ำสองด้านเพื่อปิดผนึกแบบหล่อให้แน่นหนาในระหว่างการติดตั้ง เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการหล่อปูนปรับระดับด้วยตนเองจะไม่ทำให้เกิดการขยายตัวและการรั่วซึม (ดูรูปที่ 8) ควรขึ้นรูปทีละครั้ง และพักการก่อสร้างไม่ควรเกิน 2 ชั่วโมง

การสกัดคานเดิม

การยึดด้วย HM-500

3. การติดตั้งแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรง

3.1 　การวางตำแหน่ง

ก่อนการติดตั้งพุกยึด จำเป็นต้องใช้เครื่องตรวจจับแท่งเหล็กเพื่อตรวจจับตำแหน่งของตาข่ายเหล็กเดิมเพื่อกำหนดตำแหน่งการติดตั้งพุกยึด จากนั้นวัดระยะกึ่งกลางระหว่างปลายที่ยึดกับโพรงปลายที่รับแรงดึง ทำเครื่องหมายตำแหน่งของรูพุกยึดอย่างแม่นยำ จากนั้นดึงเส้นกึ่งกลางและขอบของแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ เส้นขอบของพุกยึด และเส้นกึ่งกลางของลูกปัดออกมา

3.2 การเซาะร่องและการเจาะ

หลังจากงานวางตำแหน่งเสร็จสิ้น ให้ใช้เครื่องตัดตัดร่องยึดตามตำแหน่งยกตัวของคาน แล้วซ่อมแซมและปรับผิวให้เรียบด้วยปูนซ่อมแซม เจาะรูยึดสารเคมีปลายตายตัว และเจาะรูยึดสารเคมีตามรูยึดที่ทำเครื่องหมายไว้ แล้วทำความสะอาดรูยึด (ดูรูปที่ 9)

3.3 การปลูกสมอ

ติดตั้งสลักเกลียวยึดเสาค้ำยันก่อนปลูก เช็ดผนังหลุมด้วยอะซิโตนหรือแอลกอฮอล์อุตสาหกรรมก่อนปลูก และห้ามรบกวนภายใน 12 ชั่วโมงหลังปลูก ติดตั้งและยึดเสาค้ำยันที่ปลายรับแรงดึงและปลายยึดที่ยึดแน่น เพื่อให้แน่ใจว่าบล็อกยึดที่ปลายรับแรงดึงสามารถเคลื่อนไปข้างหน้าและข้างหลังได้อย่างอิสระ

3.4 การติดตั้งและแรงดึงของแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรง

ติดตั้งแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เข้ากับส่วนรองรับที่ปลายทั้งสองด้าน และติดตั้งสกรูยึดความแข็งแรงสูง แหวนรอง น็อต บล็อก และแม่แรงตามลำดับที่ปลายด้านที่รับแรงดึง ทิศทางแรงของแม่แรงควรตรงกับแนวกึ่งกลางของแผ่นคาร์บอน และการเตรียมการสำหรับการรับแรงดึงเบื้องต้นก็พร้อมแล้ว (ดูรูปที่ 11)

การดึงแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ล่วงหน้า

หลังจากขนถ่ายวัสดุดึงยึดออกแล้ว ให้ทาไพรเมอร์ลงบนพื้นผิวฐานที่ทำความสะอาดแล้ว ทากาวโครงสร้างพิเศษให้ทั่วพื้นผิวของแผ่นคาร์บอน (ดูรูปที่ 12)

ทากาวแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์

การปรับแรงดึงแบบเป็นทางการจะดำเนินการทีละขั้นตอน โดยแต่ละแรงดึงต้องคงไว้ประมาณ 3-5 นาที จากนั้นบันทึกแรงดึงและการยืดตัวที่สอดคล้องกันพร้อมกัน จากนั้นจึงบันทึกแรงดึงที่ต่ำกว่า หลังจากปรับแรงดึงเสร็จแล้ว ให้ขันน็อตให้แน่น ถอดแม่แรงออก ตัดสกรูที่ตึงเกินออก แล้วกดเม็ดแผ่นคาร์บอนให้เบาลงเล็กน้อย จากนั้นทำความสะอาดกาวโครงสร้างที่ยื่นออกมาจากขอบแผ่นคาร์บอน

ระบบแผ่น CFRP แบบอัดแรงล่วงหน้า

ในที่สุด ตัวยึดก็ได้รับการปิดผนึกและป้องกัน และพื้นผิวของแผ่นคาร์บอนก็ได้รับการปกป้อง การติดตั้งแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรงสำเร็จแล้ว (ดูรูปที่ 13)

การป้องกันพื้นผิวของแผ่นคาร์บอนอัดแรง

สรุป

การใช้เทคโนโลยีแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรงเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับคานสะพานมีข้อดีหลายประการ ระยะเวลาก่อสร้างสั้น ความเสียหายที่เกิดกับคานน้อย วัสดุมีน้ำหนักเบา รับน้ำหนักบนคานน้อย ควบคุมคุณภาพการก่อสร้างได้ง่าย ประหยัดต้นทุน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม