CFRP sargısı

Günümüzde Çin'deki birçok mevcut köprü, çeşitli nedenlerle kullanım gereksinimlerini karşılayamamakta ve güçlendirilmeleri gerekmektedir. Beton yapı ve tesislerin bakımı, onarımı ve güçlendirilmesi acil bir konu haline gelmiştir. Geleneksel malzemeler genellikle nispeten düşük verimlilik, yüksek mekanizasyon seviyesi ve genellikle sorunun zayıf dayanıklılığından sonra ortaya çıkan güçlendirmelerde kullanılmaktadır. Yapının güçlendirme etkisini elde etmek için tasarım gereksinimlerine göre beton yüzeyine özel reçine ve karbon fiber kumaş uygulanmaktadır. Kirişlerin, menfezlerin ve diğer kirişlerin güçlendirme öncesi ve sonrası mekanik özellikleri önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Deneysel çalışmaya göre, tek yönlü karbon fiber kumaş tabakasına sahip kirişlerin, döşemelerin ve menfezlerin eğilme özellikleri %5-8 oranında iyileştirilebilir. Yapıştırma çeliği ve püskürtme beton gibi diğer güçlendirme teknikleriyle karşılaştırıldığında, bu teknik düşük öz ağırlık, basit yapı, kısa inşaat süresi ve iyi dayanıklılık özelliklerine sahiptir. Yüksek mukavemet, yüksek verimlilik, korozyon direnci ve hafif öz ağırlık avantajları nedeniyle CFRP, betonarme yapıları güçlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mühendislik Genel Bakış

Nanchang'dan Jiujiang'a kadar olan otoyol bölümü (bölüm), Jiangxi Eyaleti'nin toplam 133 km uzunluğundaki ana ana hattıdır. Yapımı sırasında, tali otoyol yeniden inşası, özel otomobil otoyolunun genişletilmesi vb. gibi birçok değişikliğe uğramıştır. On yılı aşkın bir süredir işletilip kullanılan yol, potansiyel güvenlik tehlikeleriyle birlikte daha ciddi ve çeşitlenmiş bir hasar durumu ortaya çıkarmıştır. Bu nedenle, sahipleri Chang-Jiu otoyolunun geniş çaplı ve kapsamlı bir teknik dönüşümünü gerçekleştirmeye karar vermiştir. Bu teknik dönüşümün temel amacı, mevcut yol yapısının güçlendirilmesi temelinde yol yapısının kalınlığını 16-25 cm artırmaktır. Aynı zamanda, Chang-Jiu Otoyolu'nun enine drenajının gizli tehlikesini temelden çözmek amacıyla, bazı kesimlerde bulunan tek taraflı çift taraflı eğim, tek taraflı eğime dönüştürülmüştür. Yukarıda belirtilen teknik dönüşüm amaçlarına ulaşılabilmesi için, hat boyunca yer alan tüm köprü ve menfez yapılarının yukarıda belirtilen gerekliliklere uygun olarak iyileştirilmesi ve yeniden yapılandırılması, ayrıca çeşitli yapıların mevcut hastalıklarının eş zamanlı olarak giderilmesi gerekmektedir.

Chang-Jiu ekspres yolu boyunca toplam 849 köprü ve menfez bulunmaktadır; bunların 79'u ana köprü, 26'sı ise yan köprüdür. Üst yapı çoğunlukla 13 m, 16 m ve 20 m öngerilmeli basit destekli içi boş döşemelerden oluşmaktadır. Az sayıda 8 m ve 10 m'lik adi betonarme basit destekli içi boş döşeme, sürekli kutu kirişli ve I şeklinde kompozit kirişli köprüler bulunmaktadır. 303 yuvarlak boru menfez, 441 kemer menfez ve kapak plakalı, kutu ve harçlı duvar örgülü geçit bulunmaktadır. Bunların arasında üstte az miktarda dolgu bulunan yaklaşık 200 açık menfez ve kapalı menfez bulunmaktadır. İncelemeler sonucunda yapıda belirgin bir yapısal kusur bulunamamıştır ve tüm yapıların genel taşıma kapasitesi hala iyidir, sadece köprü tabliyesi sürekli, köprü tabliyesi kaplaması, kauçuk mesnetler ve diğer zayıf konumlar gibi belirli kısımlarda daha fazla hasar görülmüştür. Dolayısıyla, mevcut her türlü hastalığın ortadan kaldırılmasının yanı sıra, yol yüzey yenilemesinden büyük ölçüde etkilenen ana hat ve üst geçit köprüleri, menfezler ve çatı döşemeleri ile menfezlerin az miktarda dolgu ile güçlendirilmesi ve sağlamlaştırılması bu yenilemenin vurgusu olup, böylece trafik güvenliğinin sağlanması hedefine ulaşılacaktır.

Günümüzde yapısal güçlendirme, yeniden inşa ve onarımın teknik durumu genel olarak betonarme kalınlaştırma yöntemi, hacim ön ekleme yöntemi, sac güçlendirme yöntemi, izolasyon ve Sismik Absorpsiyon yöntemi olarak ayrılabilir. Karbon fiber güçlendirme yöntemi düşük bağıl yoğunluk, yüksek yorulma dayanımı, iyi dayanıklılık, aşınma direnci, rahat inşaat, düşük maliyet özelliklerine sahiptir ve temel olarak inşaat koşullarıyla sınırlı değildir, orijinal yapının şeklini etkilemez. FRP ile güçlendirilmiş beton kirişlerin test sonuçları, normal servis yükü altında eğilme sertliğinin %17 ~ %99, eğilme dayanımının ise %28 ~ %97 arttığını göstermektedir. Kesme güçlendirme testinde, güçlendirilmiş elemanların eğilme taşıma kapasitesi yaklaşık %65 ~ %95 oranında büyük ölçüde iyileşmiş olup, bu da güçlü eğilme ve zayıf kesme sismik gereksinimlerini karşılamaktadır.

Karbon fiber takviye teknolojisinin aşağıdaki özelliklere sahip olduğu uygulama ile kanıtlanmıştır.

(1) CFRP, inşaat sırasında herhangi bir ağır ekipman gerektirmeden hafiftir ve geniş bir alana ihtiyaç duymadan çok incedir. Temel olarak yapının ağırlığını ve kesit boyutunu artırmaz, özellikle de proje donatı alanının dar olması durumunda bu üstünlüğünü gösterebilir.

(2) Çekme dayanımı, sıradan çeliğin 10 katıdır. Yüksek yapışma mukavemeti ve yüksek elastikiyet modülüne sahip karbon fiberlerle betonarme yapıların güçlendirilmesi, çelik levhalarla aynı güçlendirme etkisini sağlayabilirken, yapının ağırlığını artırmaz, hafif ve güzel bir görünüme sahiptir.

(3) Mükemmel dayanıklılık, çünkü güçlendirmede sadece karbon fiber ve uygun reçine kullanılır, bu nedenle paslanma olmaz ve asit, alkali, tuz ve atmosferik korozyona karşı direnç özelliklerine sahiptir. Karbon fiber kumaş mükemmel kimyasal dirence sahiptir.

(4) Basit yapı (büyük inşaat kurumları ve devir malzemeleri olmadan), ıslak çalışma gerektirmez, kolay kullanım, iyi ekonomi.

(5) İyi esneklik, kolay kesim, her şekle uygun, geniş uygulama kapsamı ve kısa inşaat süresi. Bu nedenle, CFRP'nin beton yapıların güçlendirilmesindeki üstünlüğü apaçık ortadadır. Karayolu köprülerinin güçlendirilmesi ve takviye edilmesinde geniş uygulama olanaklarına sahiptir.