Köprü güçlendirme

Karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) takviye ve onarım teknolojisi, yeni bir yapısal takviye teknolojisi türüdür. Bu teknoloji, karbon fiber kumaşın bina yapı bileşenlerinin yüzeyine yapıştırılması için yüksek performanslı reçine yapıştırıcıların kullanılmasını ve böylece yapı bileşenlerinin taşıma kapasitesini (eğilme, kesme) artırarak binanın güçlendirilmesi ve takviye edilmesi amacına ulaşmasını ifade eder.

1 CFRP sargı takviye teknolojisinin en belirgin avantajları şunlardır:

(1) Yüksek mukavemet, yüksek verimlilik, geniş uygulama alanı ve kolay kalite güvencesi. Günümüzde karbon fiber malzemelerin çekme dayanımı, sıradan çeliğinkinden on kat daha fazladır.

(2) İnşaat kolaydır, iş verimliliği yüksektir, ıslak çalışma yoktur, şantiyede tesisat gerektirmez ve inşaat daha az yer kaplar.

(3) Karbon fiber malzemeler iyi korozyon direncine ve dayanıklılığa sahiptir. Güçlendirme ve onarımdan sonra, orijinal yapının ağırlığı ve orijinal bileşenlerin boyutları artmaz ve bakım gerektirmez. Dış dekorasyon etkilenmez.

2 İnşaat Teknolojisi

2.1 takviye ilkesi

CFRP takviyesinin prensibi, CFRP'nin yüksek korozyon direncinden yararlanarak, CFRP'yi köprü beton elemanlarının yüzeyine özel yapıştırıcı reçine veya emdirilmiş reçine ile yapıştırmaktır. Kürlendikten sonra CFRP, yeni bir gerilim kompleksi oluşturur ve orijinal bileşenle birlikte çalışarak güçlendirme görevi görür. (Yüksek mukavemetli veya yüksek elastisite modüllü, tek yönde demetler halinde düzenlenmiş, epoksi reçine ile emdirilmiş veya reçinesiz kürlenmiş sürekli karbon lifler)

2.2 inşaat prosedürü

Bileşen yüzey işlemi - fırçalama taban reçinesi - fırçalama tesviye tutkalı, tesviye, karbon fiber kumaşın yapıştırılması ve karbon fiber kumaşa tamamen nüfuz edecek şekilde yapıştırıcı - dış koruyucu katman işleminin takviye katmanı. Örnek olarak beton kiriş takviyesini ele alalım:

1) Beton kirişlerin yüzey işlemleri. Kiriş yüzeyini, taze beton yapı tabakası ortaya çıkana kadar temizleyin ve çöküntüyü polimer harçla onarın.

2) Astar, tesviye malzemesi ve karbon fiber yapıştırıcının uygulanması. Amaç, CFRP ile beton yüzey arasındaki bağ kuvvetini güçlendirmektir.

3) Bağlı karbon fiber sargı. Rulo fırçayı kullanarak emdirme reçinesini kirişin yüzeyine eşit şekilde yayın ve karbon fiber bezi yapıştırın.

4) Yüzey koruması. Karbon fiber kumaşın yüzeyine bir kat taban reçinesi kaplanır. Taban reçinesi kuruduktan sonra, yüzey katmanını korumak için çimento harcı uygulanır. Yüzey katmanının kalınlığı en az 20 mm olmalıdır.

İnşaatta dikkat için 2,3 puan

1) Karbon fiber levhanın lifleri boyunca bükülmesi, gerilim yoğunlaşmasına ve lif kırılmasına yol açarak mukavemetini etkiler. Karbon fiber levhanın köşeleri sıkışıyorsa, köşeler pah kırılarak bir yay şeklinde cilalanmalı ve yay yarıçapı 20 mm'den az olmamalıdır. Karbon fiber takviye yöntemi açıklanmaktadır. Bu yöntem, takviye mühendisliğinin uygulama kuvvetini artırır.

2) CFRP'nin bindirme uzunluğu, CFRP'nin gerilme yönü boyunca 100 mm'den az olmamalı ve uzunlamasına CFRP, destek kenarına kadar uzanmalı ve CFRP'nin gerilme konsantrasyonunu azaltmak için CFRP U şeklindeki kasnak ile sabitlenmelidir.

3) Yapıştırıcı tabaka çok ince olmamalı, ortalama kalınlığı 2 mm’den az olmamalı; CFRP ile beton yüzey arasındaki hava kabarcığı tamamen dışarı atılmalıdır.

4) CFRP'nin gerçek yapıştırıcı boyutu tasarım miktarından az olmamalı ve normal şartlarda pozisyon sapması 2 cm'den fazla olmamalı; toplam etkili yapıştırıcı alanı %95'ten az olmamalıdır.

5) Elyaf kumaş iletken bir malzemedir ve karbon fiber levha inşaat sırasında elektrikli ekipmanlardan ve güç kaynaklarından uzak tutulmalıdır.

3 proje

3.1 proje genel bakışı

Pu Nehri Köprüsü, Aralık 1989'da trafiğe açılmış ve yaklaşık 20 yıldır hizmet vermektedir. Köprü, her bir açıklığı 5 T kirişten oluşan ve toplam uzunluğu 244,64 m olan 12 x 20 m boyutlarında, prefabrik öngerilmeli beton T kiriş olarak tasarlanmıştır. Ana parametreler şunlardır: T kiriş yüksekliği h = 1300 mm, genişlik b = 180 mm, a = 15 mm, As = 5080 mm², FY = 300 N / mm², FC = 11,9 N / mm², FTK = 1,78 N / mm². Yerinde yapılan inceleme ve teorik hesaplamalar sonucunda, köprünün gereklilikleri karşılamadığı ve güçlendirmeye ihtiyaç duyduğu tespit edilmiştir. Uzman değerlendirmeleri sonucunda beton donatı parametreleri şu şekilde belirlenmiştir: NCF = 2, TCF = 0,111 mm, Ecf = 250 GPa, fcfk = 2000 MPa, WCF = 180 mm, SCF = 100 mm, HCF = 300 mm. Donatı şekli U-şekilli yapışma, CFRP kesme donatı form katsayısı 0,85 ve yük formu ise üniform yüktür.

3.2 Normal kesitli bir yapının donatı öncesi ve sonrası taşıma kapasitesine ait hesaplama sonuçlarının karşılaştırılması Tablo 1’de gösterilmiştir. Donatı öncesi ve sonrası frekansların karşılaştırılması Şekil 1’de gösterilmiştir.

Normal kesit taşıma kapasitesinin donatı öncesi ve sonrası karşılaştırılması

4 Çözüm

Tablo 1'de görüldüğü gibi, güçlendirilmiş kesitin eğilme kapasitesi %14,3 oranında artmaktadır. Bu projenin inşaat etkisi iyidir, kalite sorunu yoktur, uygulama, karbon fiber takviyeli yapı teknolojisinin avantajlarının açık olduğunu ve uygulama potansiyelinin parlak olduğunu kanıtlamıştır.