Sıradan içi boş levha yaya köprüsünün güçlendirilmesi

Proje Genel Bakışı

Chengzi Luchi Otoyolu'nun Luzhou bölümü, Sichuan ve Guizhou arasındaki ana yoldur ve açılışından bu yana yoğun trafiğe ve artan trafiğe sahiptir. Otoyolun her iki tarafındaki köylülerin geçişini kolaylaştırmak için, otoyolun bu bölümüne bir dizi betonarme içi boş levha yaya köprüsü inşa edilmiştir.

Cheng Luchi Otoyolu'nun Luzhou bölümü bir yıl sonra resmen trafiğe açıldığından beri, teftiş kurumu hat boyunca köprülerin ilk düzenli teftişini gerçekleştirdi. K248+115'teki yaya köprüsünün ana bileşenlerinin köprünün işlevini veya taşıma kapasitesini etkileyen büyük kusurlara sahip olduğu bulundu.

K248+115'teki yaya köprüsü, şeker evi temelini ve Qinglongzui'yi toplam 50 m uzunluğunda birbirine bağlıyor. Köprü tabliyesinin yatay düzeni şöyledir: 0,25 m (fırlatma önleyici ağ) + 3,0 m (köprü tabliyesi kaldırımı) + 0,25 m (fırlatma önleyici ağ) = 3,5 m. Üst yapı, beton tasarım dayanımı C3 0 olan 2x20 m basit destekli sıradan betonarme içi boş levha, prefabrik kaldırma konstrüksiyonudur. Alt yapı dayanakları, temeli genişletmek için yerçekimi dayanaklarını kullanır. Dayanaklara GJZ150x250 x35 destekler monte edilir, toplam dört tane. Kolon tipi ayak, genişletilmiş temel ve köprü ayağında GJZ150x250x28 destekler, toplam dört tane.

Üstyapı hastalıkları ve nedenleri

Üstyapının içi boş döşemesinin başlıca kusurları ve hastalıkları şunlardır:

(1) Tüm köprüde kiriş tarafında çok sayıda dikey çatlak var, toplam uzunluğu 96m ve maksimum genişliği 0,4mm olan 240 adet

(2) Köprüde kiriş alt kısmında toplam 150 adet enine çatlak bulunmakta olup, toplam uzunluğu 150 metre, maksimum genişliği ise 0,22 mm'dir.

Üst yapının kanatlı içi boş levhası çok sayıda dikey çatlak ve enine çatlak üretti ve bazı çatlaklar sınırı aştı. Bunun nedeni kötü tasarım düşünceleri, yetersiz inşaat kontrolü, kötü bakım yönetimi ve eskiyen beton olabilir. Yapının kendisi çeşitli derecelerde çelik çubuklarda deliklere, dökülmelere ve korozyona neden oldu. Bu kusurlar betonun mukavemetini azalttı. Saha sondajı yoluyla, çelik çubukların inşaat süreci boyunca yanlış yerleştirildiği ve nötr eksene doğru eğimli olduğu bulundu.

Özetle, yük etkisi altında, L/4~3L/4 aralığındaki içi boş döşeme döşemesinin pozitif eğilme momenti büyüktür, bu da yapısal çatlaklara ve gerilim çatlaklarına yol açar. Yani, çalışma sırasında, kiriş tabanının ana çekme gerilimi yönündeki çatlama önleyici emniyet rezervi yetersizdir, bu da çok sayıda çatlak oluşmasına neden olur.

Ana kiriş güçlendirme planı

Takviyenin temel amacı, köprünün taşıma kapasitesini ve hizmet performansını mümkün olan en kısa sürede eski haline getirmek veya iyileştirmek, böylece "kalabalık yükü 3,5kN/m2" yük standardına uymasını sağlamak ve aynı zamanda yük kullanımı altında yapının çatlak genişliğini sınırlamak, temelde yapısal güvenliği sağlamak, bileşenlerin dayanıklılığını artırmak ve köprünün hizmet ömrünü uzatmaktır.

Köprünün güçlendirilmesinde son seçenek ön gerilimli karbon fiber laminatın yapıştırılmasıdır.

Boş levhanın alt plakasındaki çok sayıda enine çatlak ve geniş dağıtım aralığı nedeniyle, ön gerilimli karbon fiber laminat yapıştırılır. Ön gerilim uygulaması, normal kullanım sırasında yapının çeşitli göstergelerini iyileştirebilir, çatlak genişliğini azaltabilir veya çatlak kapanmasını zorlayabilir ve plaka kirişinin mekanik performansını iyileştirebilir. Ve ön gerilim etkisi, plaka kirişine ters yük uygulamaya eşdeğerdir. Sabit yük altındaki iç kuvvetin bir kısmı telafi edilir, çekme bölgesindeki ana donatının gerilim değeri ve dinamik yük altındaki gerilim genliği azaltılır ve yapının uzun vadeli yorulma performansı iyileştirilir. Bu şema ile güçlendirildikten sonra, köprü kirişi yalnızca tasarım yük standardının gereksinimlerini karşılamakla kalmaz, aynı zamanda köprü çatlaklarının gelişimini de sınırlayabilir ve köprünün dayanıklılığını büyük ölçüde artırabilir. Karbon fiber malzemenin kendisi korozyona dayanıklı bir malzeme olduğundan, takviyenin sonraki aşamasındaki bakım daha azdır ve bu da bakım maliyetinden tasarruf sağlar.

Öngerilmeli karbon fiber laminat donatının maliyeti, çelik levha donatının maliyetiyle hemen hemen aynıdır. Ancak, aktif olarak güçlendirildiği için, öngerilme kuvveti, orijinal yapının deforme edilebilirliğini hızla ve önemli ölçüde iyileştirmek, çatlakları azaltmak ve kapatmak ve yapının yük taşıma kapasitesini önemli ölçüde artırmak için ana kirişe karbon fiber levhalarla uygulanır. Ayrıca, bu yöntem, ana kirişin takviyesini kısa sürede tamamlayabilen hızlı bir takviye inşaat hızına sahiptir, böylece trafiğin hızlı bir şekilde açılması amacına ulaşılır.

Öngerilmeli karbon fiber laminatla güçlendirilmiştir

Takviye için kullanılan karbon fiber laminatın genişliği 50 mm ve kalınlığı 2 mm'dir. Her öngerilmeli karbon fiber laminat kayışı, çift katmanlı karbon fiber laminattan oluşur. Köprünün her içi boş laminatı, toplam uygulanan çekme kuvveti 400 kN olan iki çift katmanlı öngerilmeli karbon fiber laminat kayışı ile donatılmıştır ve öngerilmeli karbon fiber laminatın etkin öngerilmesi 1000 MPa'dır. Germe işlemi sırasında ilgili koruyucu önlemler alınmalıdır.

Sonuç olarak

Çift katmanlı öngerilmeli karbon fiber lamiante, takviyeli yapının çatlama yükünü, akma yükünü ve nihai taşıma kapasitesini önemli ölçüde iyileştirir. Köprülerin eğilme takviyesi için çok uygundur, bu da yapısal taşıma kapasitesini doğrudan ve etkili bir şekilde iyileştirebilir. Çatlak gelişimini bastırma ve bileşenlerin eğilme taşıma kapasitesini iyileştirme konusunda olağanüstü avantajlara sahiptir. Bu nedenle, karbon fiber laminat takviyesinin kullanımı köprü ve kiriş mühendisliği topluluğu tarafından giderek daha fazla tercih edilecektir.