การเสริมความแข็งแกร่งให้กับสะพาน

สะพาน Jingang ตั้งอยู่บนทางหลวงหมายเลข 106 ในเมือง Liuyang มณฑลหูหนาน สร้างขึ้นในปี 1963 และเปิดให้บริการมานานกว่า 40 ปี สะพานมีความยาวทั้งหมด 49.5 เมตร แบ่งเป็น 2 ช่วง โดยช่วงเดียวยาว 19.5 เมตร แต่ละช่วงประกอบด้วยคานหลักคอนกรีตเสริมเหล็กรูปตัว T จำนวน 5 ชิ้นและพื้นสะพานด้านบน มีการติดตั้งการเชื่อมต่อคานขวางที่แข็งแรงระหว่างคานตัว T และการออกแบบรับน้ำหนักที่ 15 ถึง 80 สำหรับไอน้ำ หน่วยงานตรวจสอบที่เกี่ยวข้องได้ตรวจสอบสะพาน Jingang ในปี 2003 และพบว่าคานหลักมีรอยแตกร้าวจากแรงเครียดหลายจุด ความแข็งแรงในการดัดงอลดลงอย่างมาก และคานมีการเสียรูปจากการดัดงออย่างเห็นได้ชัด หลังจากที่หน่วยงานศุลกากรจัดให้มีการสำรวจโดยผู้เชี่ยวชาญ สะพานแห่งนี้จึงถูกระบุว่าเป็นสะพานอันตราย จากการคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักและการทดสอบการรับน้ำหนัก จึงตัดสินใจเสริมกำลังและซ่อมแซมสะพาน Jingang ตามมาตรฐานการรับน้ำหนักผ่านของไอน้ำ 20 และการแขวน 100

ผลการคำนวณกำลังรับน้ำหนักของส่วนหน้าของสะพาน Jingang พบว่ากำลังรับน้ำหนักดัดของคานหลักไม่เพียงพอในพื้นที่ 3.8 ม. จากตรงกลางถึงด้านข้างของคานหลัก จากการวิเคราะห์พายุของการทดสอบรับน้ำหนัก พบว่าความแตกต่างระหว่างกำลังรับน้ำหนักดัดและระดับน้ำหนักเป้าหมายมากกว่า 800kN·m จึงกำหนดให้เสริมความแข็งแรงเพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการดัด ที่ด้านล่างของคานหลักและที่ตำแหน่งห่างจากด้านล่างของคานประมาณ 30 ซม. ทั้งสองด้านของซี่โครงคาน จะติดแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีพื้นที่หน้าตัด 140 มม.2 และแรงเครียดเริ่มต้น 1,000 MPa ไว้กับแต่ละแผ่น

แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรงยึดติดภายนอกบนสะพาน

หลังจากการเสริมแรงแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์อัดแรงแล้ว การกระจายแรงภายในของโครงสร้างสะพานได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ความสามารถในการรับน้ำหนักของสะพานได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ความสามารถในการรับน้ำหนักและข้อกำหนดการเสียรูปได้รับการตอบสนอง และบรรลุเป้าหมายการออกแบบการเสริมแรง การเปลี่ยนรูปช่วงกลางของตัวคานภายใต้ภาระมาตรฐานลดลงอย่างมีนัยสำคัญ