สะพานคานเสริมแรง

1. ภาพรวมโครงการ

สะพานหลงหยู่ตั้งอยู่ที่เมืองจี่หนาน บนทางด่วนวงแหวนจี่หนาน ความกว้างของพื้นสะพานมีตั้งแต่ 28 เมตร ถึง 37 เมตร โครงสร้างส่วนบนเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กแบบกล่องต่อเนื่อง (7×22)+(5×22)+(5×22) เมตร ความสูงของคานสะพานอยู่ที่ 1.3 เมตร

2.มีโรคอยู่ในสะพาน

2.1 รอยแตกร้าวที่บริเวณใต้คาน

สะพานมีรอยแตกร้าวเล็กๆ ที่ด้านล่างของคานกล่อง รอยแตกร้าวมีความกว้างไม่เกิน 0.1 มม. และส่วนใหญ่กระจายตัวในช่วง 1/3 ช่วงกลาง และช่วง 2/3 ของแต่ละหลุม ความยาวของรอยแตกร้าวอยู่ที่ประมาณ 35-120 ซม. และบางช่วงอาจยาวกว่านั้น แม้กระทั่งทะลุผ่าน

2.2 รอยร้าวในเว็บช่วงกลาง

มีรอยแตกร้าวแนวตั้งหลายจุดภายในระยะ 2-5 เมตรจากแต่ละรูของคานกล่องด้านบนและด้านล่างของสะพาน โดยทั่วไปแล้ว รอยแตกร้าวจะมีความกว้าง 0.15-0.2 มม. และจุดที่กว้างที่สุดอยู่ที่ 0.35 มม. รอยแตกร้าวส่วนใหญ่ถูกเจาะทะลุในแนวตั้ง

3. การวิเคราะห์เบื้องต้นของการตรวจสอบโครงสร้างและสาเหตุของการแตกร้าว

ส่วนบนของสะพานหลงหยูเป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กธรรมดา ในกรณีแบบผสมที่ 1 ค่าที่คำนวณได้ของรอยแตกร้าวที่ใหญ่ที่สุดในโมเมนต์ดัดลบบนยอดเสาคือ 0.13 มม. และค่าที่คำนวณได้ของรอยแตกร้าวที่ใหญ่ที่สุดในบริเวณโมเมนต์ดัดบวกตรงกลางช่วงคือ 0.15 มม. ในกรณีแบบผสมที่ 2 ค่าที่คำนวณได้ของรอยแตกร้าวที่ใหญ่ที่สุดในบริเวณโมเมนต์ดัดลบบนยอดเสาคือ 0.14 มม. และค่าที่คำนวณได้ของรอยแตกร้าวที่ใหญ่ที่สุดในบริเวณโมเมนต์ดัดบวกตรงกลางช่วงคือ 0.18 มม.

4. แผนการรักษา

จากการตรวจสอบ ณ สถานที่จริง ได้ใช้แผนการรักษาดังต่อไปนี้: การยาแนวรอยแตกร้าวสำหรับแผ่นฐานคานกล่องหล่อในที่ ความกว้างของแผ่นเว้าและแผ่นปีก ≥ 0.15 มม. สำหรับรอยแตกร้าวที่มีความกว้างน้อยกว่า 0.15 มม. จะมีการปิดผนึกพื้นผิว สำหรับรอยแตกร้าวที่มีความกว้าง ﹥ 0.2 มม. นอกจากการยาแนวรอยแตกร้าวแล้ว ยังใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สองชั้นเพื่อเสริมความแข็งแรง ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ควรคลุมบริเวณรอยแตกร้าวให้มิด และเหลือความยาวจุดยึดไว้

5. การสร้างสะพานเสริมด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์

5.1 ข้อดีของการเสริมความแข็งแรงสะพานด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์

5.1.1. ไม่มีการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักบรรทุกตายและขนาดหน้าตัด

ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเพียง 200-300 กรัม/ตารางเมตร และความหนาที่ออกแบบคือ 0.111-0.167 มิลลิเมตร นอกจากนี้ น้ำหนักของวัสดุยึดติดเรซินอีพอกซียังมีน้ำหนักเบามาก ผลกระทบต่อน้ำหนักของโครงสร้างทั้งหมดและระยะห่างใต้สะพานแทบไม่มีนัยสำคัญ ขณะเดียวกัน ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สามารถวางซ้อนกันได้หลายชั้น ตามความต้องการในการเสริมแรง ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สามารถซ้อนทับและวางไว้เพียงส่วนเดียวเพื่อตอบสนองความต้องการในการเสริมแรงได้อย่างเต็มที่

5.1.2. สามารถปรับให้เข้ากับรูปร่างส่วนประกอบต่างๆ ได้และสะดวกต่อการขึ้นรูป

เนื่องจากผ้าคาร์บอนไฟเบอร์มีคุณสมบัติที่แข็งแรงเป็นพิเศษ จึงสามารถผลิตได้ตามการเปลี่ยนแปลงรูปร่างโครงสร้าง จึงลดความยากในการก่อสร้าง ลดต้นทุนการก่อสร้าง ลดระยะเวลาในการก่อสร้าง และสร้างประโยชน์ทางสังคมและเศรษฐกิจมหาศาล

5.1.3 การก่อสร้างแบบง่าย

วิธีการนี้มีขั้นตอนง่าย ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่ แม่แบบ อุปกรณ์ยึด และตัวรองรับ อีกทั้งยังเรียบง่ายและใช้งานง่าย ดังนั้นพื้นผิวการทำงานที่จำเป็นในระหว่างการก่อสร้างจึงมีขนาดเล็ก

5.1.4. ใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมความแข็งแรงโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายใหม่ต่อโครงสร้างเดิม

ระบบเสริมแรงด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ใช้วัสดุยึดติดเรซินอีพอกซีแบบแปะ โดยไม่ต้องติดตั้งสลักเกลียวและขุดคอนกรีต จึงไม่ก่อให้เกิดความเสียหายซ้ำซ้อนกับโครงสร้างเดิม และสามารถหลีกเลี่ยงการขัดกับเหล็กเส้นเดิมและสายเคเบิลอัดแรงในโครงสร้างขณะเจาะ และไม่ก่อให้เกิดปัญหาใหม่

5.1.5 สามารถปิดรอยแตกร้าวของคอนกรีตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ (แผ่น) ถูกวางลงบนพื้นผิวของคอนกรีต ซึ่งไม่เพียงแต่จะปิดรอยแตกร้าวในคอนกรีตเท่านั้น แต่ยังช่วยจำกัดการเกิดและการขยายตัวของรอยแตกร้าวในโครงสร้างคอนกรีตด้วยคุณสมบัติที่มีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง ทำให้รูปร่างของรอยแตกร้าวเปลี่ยนไป และเปลี่ยนรอยแตกร้าวที่กว้างและลึกให้กลายเป็นรอยแตกร้าวเล็กๆ แบบกระจัดกระจาย จึงทำให้ความแข็งแกร่งโดยรวมของส่วนประกอบคอนกรีตดีขึ้น

5.1.6. ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ (แผ่น) มีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ (แผ่น) เป็นวัสดุผสมที่แทบไม่กัดกร่อนและมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก ทนความร้อนได้ดี ไม่เพียงแต่ทนต่อด่างของซีเมนต์เท่านั้น แต่ยังใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน เช่น การกัดเซาะของเกลือ อายุการใช้งานยาวนานขึ้นอีกด้วย

6 คำกล่าวสรุป

สะพานหลงหยูเปิดใช้งานมา 2 ปีหลังจากการปรับปรุงแล้ว และไม่พบรอยแตกร้าวที่ขยายตัวเพิ่มขึ้นอีก ในทางปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าผ้าคาร์บอนไฟเบอร์สามารถยับยั้งการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มความต้านทานการแตกร้าวของคอนกรีต ลดการเสียรูปจากการหดตัว ปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและเชิงกลของส่วนประกอบคอนกรีต และเพิ่มความต้านทานความล้าของส่วนประกอบ ซึ่งถือเป็นคุณค่าอ้างอิงสำหรับการบำรุงรักษาและการเสริมแรงในโครงการอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน