การเสริมความแข็งแกร่งและซ่อมแซมสะพาน

โครงการ

สะพานมีช่วงกว้าง 37 เมตร และพื้นผิวด้านล่างของคานช่วงกลางอยู่สูงจากผิวน้ำประมาณ 4.5 เมตร สะพานนี้สร้างขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 โดยออกแบบให้มีกำลังรับน้ำหนัก 100 ตัน ซึ่งปัจจุบันจำเป็นต้องให้รถพ่วงบรรทุกหม้อแปลงสามารถผ่านได้ รถบรรทุกพื้นเรียบมีน้ำหนักบรรทุก 41 ตัน หม้อแปลงมีน้ำหนัก 105 ตัน และน้ำหนักรวม 146 ตัน

เมื่อพิจารณาว่าน้ำหนักบรรทุกเกินกว่าน้ำหนักบรรทุกที่ออกแบบไว้มาก การคำนวณทางทฤษฎีจึงดำเนินการตามสภาพการทำงานจริงก่อน เงื่อนไขการทำงานนี้จัดอยู่ในกลุ่มน้ำหนักบรรทุกที่ 3 ในรหัส ซึ่งได้แก่ น้ำหนักบรรทุกที่ถ่วงด้วยแรงโน้มถ่วงของโครงสร้าง (น้ำหนักบรรทุกคงที่) และรถพ่วง โดยตามข้อกำหนดของข้อกำหนด ส่วนประกอบของสะพานจะได้รับการตรวจสอบและคำนวณแรงอัด การดัด และการเฉือน

สะพานเป็นสะพานที่มีโครงแข็งแบบขาเอียงประกอบเข้าด้วยกัน มีหน้าตัดที่สม่ำเสมอ ปลายทั้งสองข้างของพื้นสะพานได้รับการรองรับอย่างเรียบง่าย ปลายด้านล่างของขาเอียงมีบานพับ และปลายด้านบนจะยึดติดกับพื้นสะพาน ดังนั้น จึงเลือกใช้แบบจำลองการคำนวณเชิงกลที่แสดงในรูปที่ 1 เพื่อแบ่งโครงสร้างสะพานทั้งหมดออกเป็นโหนดและองค์ประกอบต่างๆ

หลังจากคำนวณแล้ว พบว่าภายใต้การกระทำของน้ำหนักของสะพานและน้ำหนักบรรทุกของรถพ่วง เงื่อนไขการควบคุมของส่วนควบคุมสามารถตอบสนองความต้องการของข้อกำหนดได้ อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงในการเฉือนแบบเฉียงและความแข็งแรงในการเฉือนของพื้นผิวข้อต่อของส่วน 3 โหนด 3 องค์ประกอบนั้นไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงต้องมีการเสริมแรง

แผนเสริมกำลัง

เนื่องจากร่องน้ำที่สะพานตั้งอยู่เป็นช่องทางการจราจรทางน้ำที่สำคัญ หากใช้แผ่นเหล็กติดกาวแบบดั้งเดิมเพื่อเสริมความแข็งแรง จะต้องสร้างนั่งร้านแบบเต็มตัวไว้ตรงกลางร่องน้ำ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อการจราจรทางน้ำและระยะเวลาการก่อสร้างจะยาวนานขึ้น นอกจากนี้ ไม่เหมาะกับการใช้การจ้างเหมาช่วงเพื่อเพิ่มขนาดหน้าตัดของส่วนประกอบหรือการเสริมแรงแบบพรีสเตรส ดังนั้น ควรพิจารณาใช้วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับโครงสร้างสะพาน

เส้นใยคาร์บอนที่ใช้ในการเสริมแรงนี้มี 2 ประเภท ประเภทหนึ่งเป็นวัสดุคล้ายแผ่นซึ่งมีเนื้อแข็งและสามารถวางบนพื้นผิวของชิ้นส่วนได้ เหมาะสำหรับการเสริมแรงดัดของคานและใช้เพื่อปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักการดัด วัสดุเส้นใยอีกประเภทหนึ่งที่มีเนื้อนุ่มกว่าใช้ในการม้วนหรือทำห่วงรูปตัว U กาวสามารถแทรกซึมพื้นผิวโดยอัตโนมัติเพื่อให้เส้นใยยึดติดกับคอนกรีตได้ดีขึ้น เหมาะสำหรับการจำกัดคอนกรีตและปรับปรุงความเหนียวหรือความต้านทานแรงเฉือน กาวเป็นเรซินอีพอกซีซึ่งประกอบด้วยซีเมนต์ ไพรเมอร์ กาวพื้นผิว และสารบ่ม

จากผลการวิเคราะห์เชิงทฤษฎี ได้มีการตัดสินใจใช้รูปแบบการเสริมแรงต่อไปนี้สำหรับสะพาน: ขั้นแรก เสริมขาคานเอียง และพันผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ภายในระยะ 50 ซม. จากโหนดทั้ง 3 ไปจนถึงส่วนรองรับ เพื่อปรับปรุงความเหนียวที่โหนด ภายในระยะ 200 ซม. จากโหนดทั้ง 3 ในทิศทางกลางช่วง ให้แปะคาร์บอนไฟเบอร์รูปตัว U ไปตามคานเพื่อปรับปรุงความต้านทานแรงเฉือนของโหนดทั้ง 3 ดังแสดงในรูปที่ 2 จากนั้น เสริมความแข็งแรงฐานคานด้วยความแข็งแรงในการดัด โดยใช้แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์และชิ้นส่วนสองชิ้นจากฐานคานแต่ละชิ้น จุดเริ่มต้นเริ่มต้นที่ระยะทางแนวนอน 200 ซม. จากส่วนรองรับ และต่อเนื่องไปจนถึงปลายอีกด้านที่ระยะทางแนวนอน 200 ซม. จากส่วนรองรับ ดังแสดงในรูปที่ 3 เนื่องจากรถที่มีน้ำหนักเกินข้ามสะพานเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญ และเมื่อพิจารณาจากระยะเวลาในการสร้างสะพานที่เพิ่มขึ้น ความสามารถในการรับน้ำหนักของเสาและฐานรากจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงไม่มีการนำมาตรการเสริมแรงอื่นๆ มาใช้กับโครงสร้างพื้นฐานของสะพาน

สะพานเสริมคาร์บอนไฟเบอร์

(1) การใช้เทคโนโลยีโครงสร้างเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับสะพาน ทำให้กระบวนการนี้ง่ายดายและระยะเวลาการก่อสร้างสั้น หลังจากโครงการเสร็จสิ้น หลังจากการตรวจสอบและการยอมรับ พบว่าคาร์บอนไฟเบอร์และคอนกรีตยึดติดแน่น โดยไม่กลวง และไม่แยกออกจากกัน คุณภาพการก่อสร้างของการเสริมแรงได้รับการตอบรับเป็นอย่างดีจากลูกค้า และผลลัพธ์ที่คาดหวังก็ได้รับ ทำให้มั่นใจได้ว่ายานพาหนะที่มีน้ำหนักเกินจะผ่านสะพานได้อย่างปลอดภัย

(2)เนื่องจากวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์มีความอ่อนนุ่มและมีน้ำหนักเบา จึงสามารถกำหนดความยาวและความกว้างได้ตามความต้องการ และสามารถติดและพันได้ตามต้องการสำหรับโหนดที่ซับซ้อนและตำแหน่งที่ไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงมีความสามารถในการปรับใช้ได้หลากหลาย(3) เนื่องจากวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง จึงสามารถใช้ในการเสริมแรงและซ่อมแซมโครงสร้างในสภาพแวดล้อมพิเศษได้อย่างแพร่หลาย