Köprü güçlendirme

Mühendislik geçmişi

Bir otoyol kavşağı için B rampa köprüsünün tasarımı, mevcut standardın gerekliliklerini karşılamaktadır. Ancak, gerçek yükün başka nedenlerle orijinal tasarım yükünden daha büyük olduğu göz önüne alındığında, eğilme normal kesitinin taşıma kapasitesinin güçlendirilmesi gerekmektedir.

Alternatif seçenekler arasında dış ön gerilim, yapıştırılmış çelik levha takviyesi ve karbon fiber takviye levhası bulunmaktadır.

Dış öngerilmeli güçlendirme yöntemi, hem yurt içinde hem de yurt dışında köprü güçlendirmelerinde uygulanmaktadır. Yükün bir kısmını dengeleme, rijitliğini artırma, çatlakları kapatma, çatlak genişliğini azaltma ve çatlakların performansını iyileştirme gibi avantajlara sahiptir. Ancak, bu yöntem ankraj ve dümen blokları gibi özel gergi tertibatları gerektirdiğinden ve dış öngerilmeli kirişler korozyon önleyici işlem gerektirdiğinden, inşaat teknolojisi oldukça karmaşıktır.

Yapıştırıcı çelik takviye yöntemi şu anda Çin'de yaygın olarak kullanılmaktadır. Düşük fiyatı ve kullanışlı yapısı sayesinde, harici ön gerilimli takviye yöntemine kıyasla özel çekme ve germe ekipmanı gerektirmez, ancak yapıştırıcı ve çelik levha ara yüzeyinde paslanma meydana gelebilir ve bu da bağ mukavemetini zayıflatarak güçlendirme etkisini olumsuz etkiler.

Karbon fiber takviye yöntemi 1980'lerde Japonya ve diğer gelişmiş ülkelerde başlamıştır. Çubuk çelik yöntemi ile karşılaştırıldığında, bu yöntem arayüz bağ dayanımını zayıflatmaz ve dış öngerilme yönteminin takviyesi için gerekli olan karmaşık çekme ekipmanı, ekipman ve teknolojiye ihtiyaç duymaz. Mükemmel mekanik özellikleri, basit inşaat teknolojisi, zorlu saha iklim koşullarında iyi korozyon direnci ve dinamik yük altında iyi yorulma direnci ile karbon fiber takviye yöntemi, inşaat mühendisliği takviyesi ve yeniden inşasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda ülkemiz de bu alanda büyük ilerlemeler kaydetmiştir. Ulusal Endüstriyel Bina Tanı ve Yeniden İnşa Mühendisliği Teknolojisi Araştırma Merkezi, CFRP takviyesinden sonra betonarme takviyesinin incelenmesine katılan en eski birimlerden biridir. Birçok araştırma başarısı elde edilmiş ve birçok mühendislik uygulaması gerçekleştirilmiştir. Titiz teknik ve ekonomik fizibilite çalışması ve mal sahibinin onayı sonrasında karbon fiber takviye yöntemi benimsenmiştir.

Karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) sargının takviye özellikleri

1. Farklı başlangıç eğilme momentleri altında donatılı kirişlerin nihai taşıma kapasitesi belirgin şekilde iyileştirilmiştir.

2. Çevrimsel yükleme altında, CFRP takviyeli köprü levhasının rijitliği neredeyse hiç bozulmaz ve iyi doğrusal elastik özelliklere sahiptir. CFRP'nin takviyeli yapısı iyi yorulma direncine sahiptir.

3. CFRP ile güçlendirilmiş köprü tabliyesi, akmadan önce çeliğin rijitliği üzerinde çok az etkiye sahiptir, ancak aktıktan sonra donatının rijitliği oldukça önemlidir ve köprü levhasının deformasyonu önemli ölçüde azalır.

4. CFRP ile güçlendirilmiş köprü tabliyesi, çatlakların gelişimi üzerinde önemli bir engelleyici etkiye sahiptir. Çatlakların genişliği, aralığı ve yüksekliği küçülür, çatlaklar daha ince, daha yoğun ve daha kısa hale gelir ve eğilme çatlaklarının performansı belirgin şekilde iyileşir ve köprü levhasının kötü ortamlardaki korozyon direnci artar.