การเสริมความแข็งแรงและซ่อมแซมคาน

ภาพรวมโครงการ

สะพานรถไฟเจียวจี Ky140+742.3 Weihe Right Line มีช่วงคานคอนกรีตเสริมเหล็ก 9-31.7 เมตร (ความสูงต่ำ) และความยาวรวม 306 เมตร มีรอยแตกร้าวตามขวางและตามยาวตั้งแต่ 0.05 ถึง 1.5 มม. บนแผ่นหน้าแปลนและแผ่นใยของตัวคานรูปตัว T รอยแตกร้าวทะลุขึ้นลงและทะลุผ่าน รอยแตกร้าวปรากฏที่คาน L/4-L/3 และตำแหน่งกลางช่วงคาน แผ่นฐานทะลุและขยายไปถึงแผ่นใยและโคนของแผ่นใย หลังจากการตรวจสอบโดยหน่วยออกแบบและสถานีควบคุมคุณภาพ ได้รับการยืนยันว่าสามารถใช้งานได้ต่อไปภายใต้เงื่อนไขการบำรุงรักษาและการเสริมแรง ดังนั้น คาน 9 รูของสะพานจึงได้รับการซ่อมแซมและเสริมแรง ซ่อมแซมรอยแตกร้าวความยาว 3,000 เมตร วางแผ่น CFRP 6,000 เมตร และวางแผ่นเหล็ก 200 เมตร

หลักการและมาตรการเสริมแรง

รอยแตกตามยาว

(1) สำหรับรอยแตกตามยาวและรอยแตกแบบเครือข่าย <0.1 มม. ให้ใช้กาวโครงสร้างเคลือบผิวเพื่อปิดรอยแตก รอยแตกตาข่ายจะถูกปิดผนึกด้วยกาวโครงสร้างบนพื้นผิว และคลุมด้วยแผ่นใยแก้ว ความยาวของแผ่นใยแก้วจะยาว 1 เมตรจากปลายทั้งสองด้านของตาข่าย และ 1 เมตรในแต่ละด้านของตาข่าย

(2) สำหรับรอยแตกตามยาวที่มีขนาด 0.1 มม. ถึง < รอยแตก ≤ 0.2 มม. จะใช้การอัดฉีดสุญญากาศแบบ "Bike method" เพื่ออุดและปิดผนึก โดยวางแผ่นใยแก้วสองชั้น วางแผ่นใยแก้ว CFRP สองชั้นในแนวนอนบนเกือกม้าของคานรูปตัว T และแผ่นใยแก้ว CFRP หนึ่งชั้นในแนวยาว ความยาวของแผ่นใยแก้วจะยาว 1 เมตรจากปลายทั้งสองด้านของรอยแตก และ 1 เมตรทั้งสองด้านของรอยแตก ความกว้างของแผ่นใยแก้วของเกือกม้าจะพันถึงมุมด้านในของทั้งสองด้านของเกือกม้า

(3) สำหรับรอยแตกตามยาวหรือแนวทแยงมุมมากกว่า 0.2 มม. ให้เปลี่ยนแผ่นใยแก้วตามมาตรการแก้ไขในข้อ (2) เป็นแผ่นใยสังเคราะห์ (CFRP) ส่วนแผ่นใยสังเคราะห์อื่นๆ ให้เปลี่ยนตามมาตรการแก้ไข

(4) หลังจากติดแผ่นใยแล้ว ให้ทากาวโครงสร้างด้านนอกเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพ และพยายามให้สีของแผ่นใยตกแต่งหลังแผ่นใยตรงกับสีของสะพานเดิม

รอยแตกตามขวาง

(1) สำหรับรอยแตกร้าวที่ไม่มีช่วง เมื่อพิจารณาปัจจัยที่มีผลต่อแรงโครงสร้าง หลังจากใช้การอัดฉีดแบบ "Bike method" แล้ว จะมีการติดแผ่น CFRP สองชั้นลงบนแผ่นด้านล่างในแนวตั้งของรอยแตกร้าว แผ่น CFRP ยาวด้านละ 2 เมตร กว้าง 0.5 เมตร และระยะห่างระหว่างแผ่นประมาณ 0.8 เมตร เรียงเป็นแผ่น แผ่น CFRP สองชั้นถูกติดแผ่นตามมุม 45 องศาของรอยแตกร้าว โดยขยายไปถึงราก ด้านนอกของแผ่นไฟเบอร์จะถูกเคลือบด้วยกาวโครงสร้างเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพ และตกแต่งเพื่อให้แน่ใจว่าสีของแผ่นตกแต่งจะสอดคล้องกับสีของคอนกรีตสะพาน

(2) รอยแตกตรงกลางช่วง หลังจากอัดฉีดด้วยวิธี "Bike method" แล้ว คอนกรีตบางส่วนจะถูกกำจัดออกจากแผ่นด้านล่าง และแผ่นเหล็ก 16Mn หนา 8 มม. ถูกวางลงบนพื้นผิวคอนกรีตเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับรอยแตกในแนวตั้งด้วยวิธี "injection method" แผ่นเหล็กจะถูกหดกลับ 1 เมตรตามแนวรอยแตกทั้งสองด้านจนถึงจุดที่มีการเปลี่ยนแปลงหน้าตัด ความกว้างคือ 0.5 เมตร ระยะห่างระหว่างรอยแตก 0.75-0.8 เมตร และจัดเรียงเป็นแถบ หลังจากวางแผ่นเหล็กแล้ว ให้เรียบเสมอกับคอนกรีต แผ่นเหล็กจะถูกวางด้วยแผ่น CFRP สองชั้นตามแนวมุม 45 องศาของรอยแตก โดยขยายไปถึงราก ทากาวโครงสร้างบนพื้นผิวของแผ่นใยและแผ่นเหล็ก และทำการตกแต่งเพื่อให้แน่ใจว่าสีของการตกแต่งสอดคล้องกับสีของคอนกรีตสะพาน

กระบวนการรักษารอยแตกร้าว

กระบวนการรักษารอยแตกร้าวปิดผนึกพื้นผิว

รอยแตกจะถูกปิดผนึกบนพื้นผิวด้วยกาว HM-9 กาวนี้ประกอบด้วยเรซินอีพอกซีเรซินที่ผ่านการปรับปรุงและสารบ่ม ซึ่งคำนึงถึงความทนทานของการปิดรอยแตกและข้อกำหนดด้านความต้านทานรังสียูวีเป็นหลัก สำหรับรอยแตกที่มีความกว้างของรอยต่อน้อยกว่า 0.1 มม. ให้ใช้กาวไมโครแคร็กเพียงครั้งเดียว แล้วปิดผนึกรอยต่อด้วยซีเมนต์เรซินอีพอกซีเรซินที่ผ่านการปรับปรุง ความหนาของซีเมนต์ไม่น้อยกว่า 0.1 มม. และความกว้างไม่น้อยกว่า 25 มม. กระบวนการก่อสร้างขั้นพื้นฐานมีดังนี้: การปรับสภาพพื้นผิวคอนกรีต (สะอาดและแห้ง) การเคลือบและแทรกซึมกาวไมโครแคร็ก การปิดผนึกด้วยซีเมนต์เรซินอีพอกซี การทาสีกาวไมโครแคร็ก และการตรวจสอบคุณภาพการปิดผนึก

เทคโนโลยีการก่อสร้างด้วยการอัดฉีด

ตรวจสอบรอยแตกร้าว การเตรียมพื้นผิวรอยแตกร้าว การฉีดซีเมนต์ปิดรอยแตกร้าว และฉีดกาวยาแนว HM-120L

ทำความสะอาดเครื่องมือฉีดด้วยอะซิโตน

การบ่มและการบ่มวัสดุฉีด: โดยทั่วไปวัสดุสามารถแข็งตัวได้เองหลังจาก 10 ถึง 24 ชั่วโมง ถอดซีเมนต์ยาแนวออกหลังจากแข็งตัวแล้ว

ตรวจสอบประสิทธิภาพของการยาแนว: ใช้การทดสอบการซึมของน้ำ คลื่นอัลตราโซนิก และการเจาะแกนเพื่อทดสอบเปรียบเทียบ

การพัน CFRP แบบทิศทางเดียวภายนอก

การเตรียมและทำความสะอาดพื้นผิวคอนกรีต การเคลือบเรซินฐาน การซ่อมแซมพื้นผิวที่ยึดติดไม่สมบูรณ์ การติด CFRP แบบพันรอบ การอนุรักษ์

กระบวนการก่อสร้างแผ่นเหล็กด้วยกาว

การปรับสภาพพื้นผิวฐานคอนกรีตคาน การเจาะเพื่อติดตั้งแผ่นเหล็ก การปรับช่องว่าง การจัดเรียงท่อลม การฉีดรู การปิดผนึกรอบแผ่นเหล็ก การปิดผนึกกาว การเทกาวโครงสร้าง การบ่มถังกลวง การเคลือบชั้นป้องกันด้วยปูนขนาด 5 มม.

บทสรุป

หลังจากการก่อสร้างสะพานเสร็จสมบูรณ์ ได้มีการตรวจสอบรอยแตกที่ซ่อมแซมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง และสุ่มตัวอย่างการเจาะแกนเพื่อตรวจสอบ ไม่พบรอยแตกที่ไม่ได้รับการอุดรอยรั่ว ได้มีการปิดน้ำที่ส่วนบนของคานเป็นเวลา 24 ชั่วโมง และไม่พบการรั่วซึมของน้ำในตัวคาน ปัจจุบัน ความเร็วในการทำงาน ณ สถานที่ก่อสร้างของสะพานสูงถึง 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมงหลังจากการเสริมเหล็ก หลังจากการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งเดือน คานก็เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งานอย่างสมบูรณ์

วิธีการนี้ง่ายต่อการก่อสร้าง แต่ต้องใช้ความระมัดระวังและระมัดระวังในการก่อสร้าง มิฉะนั้นจะไม่สามารถอุดรอยแตกร้าวได้ และแผ่น CFRP จะไม่สามารถยึดติดได้อย่างแน่นหนา การนำวิธีการเสริมแรงข้างต้นมาใช้ค่อนข้างมีประสิทธิภาพสำหรับเสาสะพานบางต้นที่ใช้งานมานานแต่ยังไม่ถึงเวลารื้อถอน และเสาได้รับความเสียหายโดยไม่ได้ตั้งใจหรือได้รับความเสียหายจากแผ่นดินไหวระหว่างการก่อสร้าง

หลังจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เหวินชวน เมื่อวันที่ 12 พฤษภาคม พ.ศ. 2551 ซึ่งเสาและคานของสะพานรถไฟสาขากวงเยว่ได้รับความเสียหาย วิธีนี้ถูกนำมาใช้เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับรอยแตกร้าวของคานและเสาในงานวิศวกรรมฉุกเฉิน และได้ผลลัพธ์ที่ดี ในการกู้ภัยและเสริมกำลังสะพาน 6 แห่งบนเส้นทางรถไฟสาขากวงเยว่ ได้มีการเทกาวปิดรอยแตกร้าวรวม 5,310 กิโลกรัม, การเสริมแรงด้วยแผ่นใยสังเคราะห์ (CFRP) ยาว 1,700 เมตร และกาวเหล็กยาว 40 เมตร