Köprü Onarımı ve Güçlendirme

1 Proje Genel Bakışı

2012 yılında inşa edilen eski köprünün bir bölümünün yeniden inşası ve güçlendirilmesi. Ancak, hizmete girmesinden dört yıl sonra, köprünün altında atık yanıcıların yakılması nedeniyle köprünün tamamı çeşitli derecelerde hasar gördü. Özellikle, köprü ayakları, yatakları ve olay yerine daha yakın diğer parçalardaki hasar oldukça ciddi. Bu yerlerin çoğunda, alt beton düştü ve çelik çubuklar açıkta kaldı. Köprünün Kategori 3 olarak sınıflandırıldığı ve bu nedenle tedaviye ihtiyaç duyduğu belirlendi. Köprünün taşıma kapasitesi ve ayak kolonlarının dayanıklılığı için gerekenler dikkate alınarak, teknolojiyi güçlendirmek için Karbon FRP kullanılmasına karar verildi. Güçlendirme için maksimum çapı 10 cm'ye kadar olan karbon FRP ve polimer çimento harcı kullanıldı. Spesifik karbon FRP'nin seçim referans verileri Tablo 1'de gösterilmektedir.

2 Karbon FRP takviye prensibi

2.1 Karbon FRP malzemeleri

Kompozisyon açısından bakıldığında, bu malzemenin bileşenleri matris ve elyaftır. Bu malzemenin birkaç belirgin avantajı vardır:

①Mükemmel elastikiyet ve gerilim-gerinim değişkeni önemli bir referans endeksidir.

②Korozyon direnci, hafif doku ve iyi performans.

③Rahat kullanım ve kolay yapı.

Bu nedenle, bu malzemenin yapı malzemeleri genellikle yapışkan karbon FRP'nin yapımında kullanılır. Çelikle karşılaştırıldığında, bu malzemenin ağırlığı sadece 0,25 katıdır, ancak çeliğinkinden 10 kat daha yüksek bir çekme dayanımına sahiptir. Belirli bir değerle ifade edilir, yani bu karbon fiber kompozit malzemenin çekme dayanımı 43000MPa'ya ulaşabilir.

2.2 Bağlayıcı malzeme

Sadece mukavemet, sertlik ve esneklik standartlarını karşılayan bağlayıcı malzemeler, beton ve karbon FRP kombinasyonunun yeterli mukavemete sahip olmasını sağlayabilir. Dahası, bu malzemenin bağlayıcı malzemesi beton kırıldıktan sonra kullanılabilir, böylece bölünmenin iki tarafı bir bütün halinde entegre edilebilir. Ayrıca, bağlayıcı malzeme sert kürleme koşulları için katı gereksinimlere sahip değildir ve normal koşullar altında bile kürlenebilir. Genel olarak, sahadaki takviye inşaatı için en iyi bağlama kürleme süresi 3 saati geçmemelidir. İnşaat köprüsünün performans gereksinimleri dikkate alındığında, bağlanan malzemenin belirli bir akışkanlık ve viskozite indeksine sahip olması gerekir. Tesviye malzemeleri, astarlar ve emprenye reçineleri şu anda popüler bağlayıcı malzemelerdir.

3 İnşaat süreci

Yapıştırma karbon FRP takviye teknolojisinin özel yapım süreci şunlardır:

İnşaat hazırlığı-inşaat tavan arası-beton yüzey işlemi-alt katman reçinesinin hazırlanması ve boyanması, bir çiftin tesviye için düzensizliği-emdirilmiş reçine veya reçine macununun uygulanması-karbon FRP'nin yapıştırılması ve kalite denetimi-yüzey bakımı

4 Karbon FRP takviye kalitesinin yerinde muayene yöntemi

4.1 Ekipman ve numunelerin seçimi

Bağ mukavemeti test cihazını kullanın. Karbon fiber levhanın takviyesi tamamlandıktan sonra, yapının yüzeyinde kalite kontrol edilir. Örnekleme yönteminin seçimiyle ilgili olarak, karbon FRP'nin yapıştırıldığı alana tam olarak dikkat edilmelidir. Numune sayısı 500m2 içindeyse, bir set alınmalıdır. 500~1000m2 ise, iki set miktar alın. 1000m2'yi aşanlarda, 1000m2'de 2 grup alın ve her numune arasındaki mesafe en az 500mm olmalıdır.

4.2 Test prosedürü

Bu test bir bağ mukavemeti test cihazı kullanır. Düzenli organizasyon testi, ilgili kullanım kılavuzuna dayanır. Yükleme hızı 1500~2000N/dak'da kontrol edilir. Numune hasar gördüğünde yük zamanında algılanır ve doğru bir şekilde kaydedilir.

4.3 Test sonuçları

4.3.1 İmha biçimleri

(1) Betonun hasarı Ar ile ifade edilir.

(2) Br ile temsil edilen ara katman arızası reçine ve beton arasında meydana gelir.

(3) Cr ile temsil edilen karbon FRP'nin hasarı genellikle karbon FRP içinde yoğunlaşır.

(4) Dr ile ifade edilen bağ arızası elyaf levha ile çelik standart blok arasında meydana gelir.

4.3.2 Test sonuçlarının düzenlenmesi Her gruptaki numune sayısı 3 olarak belirlenir ve elde edilen test verilerine göre hesaplama yapıldıktan sonra aritmetik ortalama elde edilir ve bu sonuç pozitif çekme bağ mukavemeti olarak kabul edilir. Ayrıca test sonuçlarına özgül arıza modu ve pozitif çekme bağ mukavemetinin ortalama değeri de dahildir.

4.3.3 İnşaat kalitesinin değerlendirilmesi

(1) Hasar formunun Ar olması, yapı kalitesinin gereklilikleri karşıladığını gösterir.

(2). Arıza modu Br, Cr, Dr olduğunda, önce her grubun pozitif çekme bağ mukavemetinin ortalama değerini analiz edin ve değerin >2,5 MPa olması gerekir. Dahili numuneler analiz edildikten sonra, pozitif çekme bağ mukavemetinin minimum değeri dikkate alınır ve bunun 2,25 MPa'dan büyük olması gerekir. Aynı zamanda, yukarıdaki koşulların karşılanması, inşaat kalitesinin gereksinimleri karşıladığını gösterir.

(3) Arıza modu Br veya Cr olduğunda, analiz yukarıdakiyle aynı şekilde gerçekleştirilir. Her grubun pozitif çekme bağ mukavemetinin ortalama değerini göz önünde bulundurun. Değer 2,5 MPa içindeyse ve her numunenin pozitif çekme bağ mukavemetinin minimum değeri 2,25 MPa'ya ulaşmıyorsa, kalite gereksinimleri bu anda karşılanmaz ve numune sayısı genişletilmeli ve aynı şekilde tekrar test edilmelidir.

(4) Her grubun pozitif çekme bağ mukavemetinin ortalama değeri dikkate alındığında, arıza formu Dr'dir. Değer 2,5 MPa içindeyse ve her numunenin pozitif çekme bağ mukavemetinin minimum değeri 2,25 MPa'ya ulaşmıyorsa, kalite gereksinimleri bu anda karşılanmaz ve numune tekrar hazırlanmalı ve aynı şekilde test edilmelidir.

5 takviye etkisi

Yukarıdaki yapı tamamlandıktan sonra, takviyeli köprünün standart gereklilikleri karşıladığını teyit etmek için doğrulanması gerekir. Muayeneden sonra, alt fırçalama reçine tutkal parçasının ve üst fırçalama parçasının reçine tutkalı karbon fiber kumaşa nüfuz etmiş ve iyi bir bağlama etkisi üretmiştir. Projede kullanılan karbon FRP bağlanmış parça kayma, çatlak, gevşek soyulma ve diğer fenomenler göstermemiştir. Ayrıca, projenin bağlama pozisyonu doğrudur ve bağlama uzunluğu da gereklilikleri karşılamaktadır. İnşaatın tamamlanmasından sonra iki yıllık kullanımdan sonra, köprünün kalitesi çatlaklar olmadan istikrarlı bir şekilde iyileştirilmiştir.

6 Sonuç

Özetle, metinde bahsi geçen karbon FRP güçlendirme teknolojisi, işletilmesi basit, yapımı rahat bir teknoloji olup, köprü yeniden inşa ve güçlendirme projelerinde tercih edilmektedir.

Yukarıda belirtilen avantajların yanı sıra, bağlama karbon FRP takviye teknolojisi için gereken sermaye maliyeti nispeten küçüktür ve bu teknoloji ile elde edilen köprü takviye etkisinin çok iyi olduğu kanıtlanmıştır, bu nedenle iyi bir tanıtım ve uygulama potansiyeline sahiptir.