โครงสร้างพื้นฐานด้านอายุของสะพานทั่วโลกจำเป็นต้องใช้เทคนิคการเสริมสร้างความเข้มแข็งที่เป็นนวัตกรรมและมีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักและยืดอายุการใช้งาน ในบรรดาโซลูชันที่เกิดขึ้นใหม่ระบบโพสต์ความตึงเครียด cfrp ได้รับความสนใจอย่างมีนัยสำคัญในฐานะวิธีการตัดขอบสำหรับการเสริมสะพานคอนกรีต เทคโนโลยีขั้นสูงนี้ผสมผสานความต้านทานแรงดึงสูงของ cfrp เข้ากับประโยชน์ของการบีบอัดซึ่งเป็นทางเลือกที่มีน้ำหนักเบาทนทานและทนต่อการกัดกร่อนเข้ากับการเสริมแรงด้วยเหล็กแบบดั้งเดิม

ความท้าทายในการเสริมสร้างสะพานแบบเดิม

วิธีการแบบดั้งเดิมสำหรับการเสริมสร้างสะพานคอนกรีตเช่นพันธะแผ่นเหล็กภายนอกหรือตอกคอนกรีตนำเสนอข้อจำกัดหลายประการ:

ความไวต่อการกัดกร่อนของเหล็กนำไปสู่ปัญหาความทนทานในระยะยาว

น้ำหนักหนักเพิ่มภาระที่ตายแล้วต้องรองรับโครงสร้างเพิ่มเติม

ผลการติดตั้งที่ใช้แรงงานอย่างเข้มข้นในเวลาการก่อสร้างที่ยาวนานและการรบกวนการจราจร

ความท้าทายเหล่านี้ได้ขับเคลื่อนการพัฒนาวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงเช่น cfrp ซึ่งมีคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่าและความต้านทานต่อการย่อยสลายสิ่งแวดล้อม

ระบบโพสต์ความตึงเครียด cfrp คืออะไร?

ระบบ cfrp ความตึงเครียดโพสต์เป็นเทคนิคการเสริมสร้างโครงสร้างขั้นสูงที่มีความแข็งแรงสูงคาร์บอนไฟเบอร์เสริมพอลิเมอร์ (cfrp) แผ่นเป็น tensioned (prestressed) และยึดติดกับโซนความตึงเครียดของคานสะพานคอนกรีต วิธีนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของสะพานโดยการแนะนำความเครียดอัดที่ต่อต้านความเครียดแรงดึงซึ่งจะช่วยลดการก่อตัวของรอยแตกและปรับปรุงประสิทธิภาพของโครงสร้าง

ส่วนประกอบสำคัญ:

แผ่นไฟเบอร์กลาส:

แถบคาร์บอนไฟเบอร์น้ำหนักเบาทนแรงดึงสูง (โดยทั่วไปหนา1.2-1.4มม.)

องค์ประกอบของวัสดุ: เส้นใยคาร์บอนความแข็งแรงสูงฝังอยู่ในเมทริกซ์เรซินอีพ็อกซี่

ความต้านทานแรงดึง: ≥ 2800 MPA (เมื่อเทียบกับ400-500 MPa สำหรับการเสริมแรงเหล็กทั่วไป)

โมดูลัสยืดหยุ่น: ≥ 165 GPa

ตัวเลือกความหนา: ความหนามาตรฐาน1.2มม. 1.4มม. และ2.0มม

ตัวเลือกความกว้าง: ความกว้างมาตรฐาน50มม., 100มม. และ150มม.

ความหนาแน่น: 1.6G /cm³ (ประมาณ1/5น้ำหนักของแผ่นเหล็กเทียบเท่า)

จุดยึด prestressing:

ระบบเครื่องกลหรือกาวที่ใช้และรักษาความตึงเครียด

จุดยึดแรงดึง: แจ็คไฮดรอลิกที่สามารถใช้แรงกดได้ถึง600 KN

พุกถาวร: ส่วนประกอบเหล็กอัลลอยด์ที่ทนต่อการกัดกร่อนพร้อมความสามารถในการรับน้ำหนักที่ตรงกับความแข็งแรงของ cfrp

องค์ประกอบการถ่ายโอนโหลด: อุปกรณ์หนีบที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายความเครียดสม่ำเสมอ

กาวโครงสร้าง:

เรซินอีพ็อกซี่ประสิทธิภาพสูงสำหรับการยึดติด cfrp กับคอนกรีต

กาวอีพ็อกซี่สององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติสำคัญเหล่านี้:

ความต้านทานแรงดึง: ≥ 30 MPa

แรงเฉือน: ≥ 18 MPa

การยืดตัวที่แตก: ≥ 1.5%

ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน: -40 °C ถึง + 80 °C

ทำไมวิธีนี้ถึงเหนือกว่าเทคนิคดั้งเดิม?

ข้อจำกัดของวิธีการเสริมสร้างความเข้มแข็งทั่วไป

ข้อดีของระบบแผ่นโพสต์ความตึงเครียด cfrp

ความแข็งแรงและความแข็งที่สูงขึ้น-cfrp มีความต้านทานแรงดึงมากกว่าเหล็ก5-10เท่าในส่วนของน้ำหนัก
ความต้านทานการกัดกร่อน-แตกต่างจากเหล็ก cfrp ไม่เป็นสนิมลดต้นทุนการบำรุงรักษาในระยะยาว
การเพิ่มน้ำหนักน้อยที่สุด-ไม่ได้เพิ่มภาระที่ตายแล้วของสะพานอย่างมีนัยสำคัญ
Prestressing Effect-อย่างแข็งขันต่อต้านความเครียดแรงดึงชะลอการก่อตัวของรอยแตก

การติดตั้งอย่างรวดเร็ว-สามารถใช้กับการหยุดชะงักของการจราจรน้อยที่สุด
อายุการใช้งานยาวนาน-cfrp มีความต้านทานความเมื่อยล้าที่ดีเยี่ยมเพื่อให้มั่นใจถึงความทนทานภายใต้โหลดวงจร

ข้อดีด้านประสิทธิภาพและประโยชน์ทางเทคนิค

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพโครงสร้าง

คุณสมบัติความทนทานในระยะยาว

ความต้านทานการกัดกร่อน: การสูญเสียการกัดกร่อนเป็นศูนย์มากกว่าอายุการใช้งาน100ปีขึ้นไป

พฤติกรรมการคืบ: <0.5% ความเครียดภายใต้ภาระที่ยั่งยืนหลังจาก50ปี

ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม: เคลือบ UV-Stable รักษาความแข็งแรง95% หลังจากการสัมผัส30ปี

ประสิทธิภาพการยิง: คะแนนไฟ2ชั่วโมงพร้อมตัวเลือกการเคลือบ intumescent

การพัฒนาในอนาคตและทิศทางการวิจัย

แผ่นลามิเนต cfrp อัจฉริยะ: การรวมเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงสำหรับการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างแบบเรียลไทม์

การติดตั้งอัตโนมัติ: ระบบแอ็พพลิเคชันหุ่นยนต์เพื่อความแม่นยำและความเร็วที่ดีขึ้น