Beton Köprü Güçlendirme

Proje Genel Bakışı

CYTS Beichuan Nehri Köprüsü, nehrin üzerinden geçen bir karayolu köprüsüdür. Köprünün toplam uzunluğu 100,84 m olup, 19,5 m hesaplanmış açıklığa sahip 5 × 20 m prefabrik basit destekli kirişli bir köprüdür. Köprü tabliyesinin net genişliği 7 m ve kaldırım 2 × 2,5 m'dir. Köprünün tasarım yükü araba-1-20, kontrol edilen yük römork-1100 ve kalabalık yükü 3,5 kN/m'dir. Şekil 1'den köprünün 2 yan plaka ve 7 orta plaka ile menteşelendiği görülebilir. Orta ve yan plakaların boyutları Şekil 2 ve Şekil 3'te gösterilmiştir. Köprü, sakinlerin yeni yaşam alanlarında normal yaşamlarını sürdürmek için eski ve yeni yaşam alanlarını birbirine bağlayan bir geçittir. Yaşam alanına girmek için kanal çeliğinin her iki tarafındaki köprü yan kirişleri boyunca karşılık gelen boru hatlarının döşenmesine karar verilmiştir. Boru hattının her iki tarafındaki yük, hesaplama ile üniform bir yük q=6kN/m'ye basitleştirilir. Yük artırıldıktan sonra köprünün güvenli ve normal çalışmasının gereklilikleri karşılayıp karşılamayacağının hesaplanması gerekir. Karşılanmazsa, takviye tasarımı gerçekleştirilir.

Bölüm Güç Kontrolü

Kontrol tasarımının orta açıklık eğilme momenti hesaplama ile = 2394kN·m olarak hesaplanır. Yapısal çelik çubukların etkisi göz ardı edilerek, köprünün bir süredir inşa edildiği ve işletildiği varsayılarak, kiriş taşıma kapasitesi azaltma faktörü = 0,8 alındığında, eğilme elemanının hesaplanan kesitinin taşıma kapasitesi Mj = 2303kN·m, Mu2394kN·m'den azdır. Hesaplamadan, köprünün beton kirişinin ön bölümünün taşıma kapasitesinin normal ve güvenli işletme gereksinimlerini karşılayamadığı ve beton kirişin eğilme taşıma kapasitesinin güçlendirilmesi gerektiği görülebilir.

Mal sahibinin istekleri ve saha şartları göz önüne alınarak güçlendirmede CFRP kullanılmasına karar verilmiştir.

CFRP Güçlendirilmiş Tasarım

Köprü, Horse karbon fiber kumaş ve yapısal tutkal ile güçlendirilmiştir, yani eğilme taşıma kapasitesini artırmak için beton kirişin altına bir kat CFRP yapıştırılmış ve iki desteğe ve orta açıklık bölümüne U şeklinde bir ankraj eklenmiştir. Hesaplamadan sonra, kesitte güçlendirilmiş alan Af=1054mm2, güçlendirilmiş elemanın kesitsel taşıma kapasitesi Mj=3060kN·m>Mu=2394kN·m'dir.

CFRP'nin Güçlendirme Etkisi

Köprü, CFRP takviyeli beton kirişlerin inşaat teknolojisine sıkı sıkıya uygun şekilde güçlendirildi. Güçlendirme inşaatı tamamlandıktan sonra köprü test edildi ve köprü bölümünün taşıma kapasitesinin büyük ölçüde iyileştirildiği, stres durumunun iyileştirildiği, çekme bölgesindeki beton çatlaklarının azaltıldığı veya hatta kapatıldığı ve kiriş gövdesinin genel kararlılığının ve dayanıklılığının artırıldığı bulundu. Şu anda, köprünün çalışması iyi durumda ve karbon fiber kumaşın soyulması veya soyulmasına rastlanmadı, sürüş güvenliği sorunları bir yana.