รอยแตกร้าวในโครงสร้างสะพาน

สะพานทางหลวงแม่น้ำเหลืองเฟิงหลิงตู

สะพาน

สะพานมีความยาวรวม 1,410 เมตร กว้าง 12 เมตร สูงจากพื้นถึงเสา 20 เมตร และช่วงสะพานหลัก 114 เมตร ฐานรากของสะพานวางเมื่อเดือนเมษายน 1992 และสร้างเสร็จและเปิดให้สัญจรได้ในเดือนพฤศจิกายน 1994

โครงสร้างส่วนบนของสะพานหลักใช้คานกล่องต่อเนื่องคอนกรีตอัดแรงสามทางแบบหน้าตัดแปรผัน โครงสร้างส่วนล่างใช้เสาผนังบางกลวง และเจาะและเทฐานรากลงในฐานราก ความสูงสุทธิของพื้นสะพานคือ 8 เมตร และความกว้างสุทธิคือ 44 เมตร สะพานขนาดใหญ่พิเศษสร้างเสร็จและเปิดให้สัญจรได้ในช่วงปลายปี 994 นับตั้งแต่เปิดใช้งาน สะพานได้รับการซ่อมแซมและเสริมความแข็งแกร่งหลายครั้ง ส่วนคานด้านในของเว็บที่ปลายคานได้รับการเสริมด้วยคอนกรีต แตกร้าว และอัดแรงไว้ล่วงหน้าในตัว ส่วนโค้งกล่องเหล็กใช้เพื่อปรับปรุงความแข็งแกร่งของช่วงด้านข้าง

ในระหว่างการดำเนินการและใช้งานสะพาน ได้มีการตรวจสอบโครงสร้างสะพาน และพบว่ามีรอยแตกร้าวตามขวางและรอยต่อตามยาวจำนวนมากบนสะพาน ร่องลึกในบริเวณนั้น การทรุดตัวและโรคอื่นๆ ความเสียหายของรอยต่อสะพาน ซี่โครงที่โผล่ออกมาจากเสา และโรคอื่นๆ ในจำนวนนั้น โครงสร้างสะพานมีรอยแตกร้าวค่อนข้างมาก และจำเป็นต้องเสริมความแข็งแรงให้กับโครงสร้างสะพาน

โรคสะพาน

ก) พื้นสะพานมีรอยแตกร้าวตามขวางและตามยาวในหลายจุดบนพื้นสะพาน โดยรอยแตกร้าวแบบบล็อกจะกระจายตัวในบริเวณนั้นๆ และมีร่องและแอ่งปรากฏในแต่ละตำแหน่ง

ข) โรคของโครงสร้างส่วนบนของสะพาน ได้แก่ ความเสียหายสะสม 5 จุดที่ข้อต่อคานกล่อง เหล็กเสริมที่โผล่ขึ้นมา 1.35 ตร.ม. ที่ด้านล่างของคานกล่อง น้ำซึมและสีขาวสะสม 14 ม. ความยาว และคอนกรีตหลุดร่อน 0.55 ตร.ม. ที่ช่วงกลางของคานกล่อง

ค) โรคโครงสร้างของส่วนล่างของสะพาน ได้แก่ ซี่โครงที่โผล่ขึ้นมาสะสม 1.05 ตร.ม. จากคานครอบ และความเสียหายจากสภาพอากาศของบล็อกเสาสะพาน นอกจากนี้ คานหลักและคานครอบบางส่วนของสะพานได้รับความเสียหายและหายไป ตัวคานกล่องบางส่วนได้รับความเสียหายจากการกัดเซาะของฝน ชิ้นส่วนคอนกรีตเสริมเหล็กแต่ละชิ้นถูกกัดเซาะ และมีรอยแตกจำนวนมากกระจายอยู่ทั่วส่วนบนของตัวคาน

การวิเคราะห์สาเหตุของรอยร้าวบนสะพาน

ก) ตำแหน่งข้อต่อของตัวคานได้รับความเสียหายเนื่องจากน้ำหนักบรรทุกของยานพาหนะ และเกิดรอยแตกร้าวที่ตำแหน่งข้อต่อ เนื่องจากรอยแตกร้าวไม่ได้รับการซ่อมแซมในเวลาที่เหมาะสม น้ำฝนจึงซึมเข้าไปในโครงสร้างสะพาน ทำให้เกิดรอยแตกร้าวเพิ่มเติมและโครงสร้างสะพานได้รับความเสียหาย

ข) ความถี่ธรรมชาติของสะพานมีความใกล้เคียงกับความถี่ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของยานพาหนะบางชนิด ซึ่งก่อให้เกิดการสั่นพ้องของยานพาหนะบนสะพานชนิดเดียวกัน และทำให้โครงสร้างสะพานเสียหาย

ค) หลังจากเกิดรอยแตกร้าวตามยาวของสะพานแล้ว ความสามารถในการอัดตัวของโครงสร้างสะพานจะลดลง และการเกิดรอยแตกร้าวตามขวางจะเร็วขึ้นภายใต้การกระทำของน้ำหนักบรรทุกของยานพาหนะ

โครงการบำรุงรักษาและเสริมกำลังสะพาน

ร่วมกับการตรวจสอบโรคของสะพานทางด่วน Fenglingdu Yellow River ได้มีการวางแผนการเสริมกำลังเพื่อเสริมรอยแตกร้าวบนพื้นสะพานและส่วนบนของคานกล่อง ระหว่างการตรวจสอบ พบว่าข้อต่อสะพานบางส่วนได้รับความเสียหาย ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าวตามยาว เพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของโครงสร้างสะพาน จึงได้รื้อพื้นสะพานออก ใส่เหล็กเส้นในโครงสร้างพื้นสะพาน จัดเรียงตาข่ายเหล็กใหม่ สร้างคอนกรีตเสริมใยเหล็ก C40 รอบๆ ตาข่าย และสุดท้ายปูชั้นคอนกรีตแอสฟัลต์เนื้อละเอียด 3~4 ซม. เพื่อป้องกันการสึกกร่อน

ร่วมกับการปฏิบัติในการบำรุงรักษาเชิงป้องกันสะพาน จะมีรอยแตกร้าวมากกว่า 0.15 มม. ในแต่ละช่วงของคานกล่องสะพานทุกปี และรอยแตกร้าวเหล่านี้มีแนวโน้มพัฒนาอย่างต่อเนื่อง รอยแตกร้าวใหม่มักจะได้รับการซ่อมแซมด้วยวิธีการบำรุงรักษา เช่น การยาแนวและการปิดผนึก แต่รอยแตกร้าวใหม่หรือรอยแตกร้าวเดิมจะได้รับความเสียหายทุกปี การวิเคราะห์เกิดจากความแข็งแรงแรงดึงและโมดูลัสยืดหยุ่นของคานไม่เพียงพอ เพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของคานกล่องสะพาน และจากนั้นจึงปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักโดยรวมของสะพาน ด้านล่างของคานกล่องจะถูกคลุมด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อเสริมแรง