1 Proje Genel Bakış

Bir köprü, 318 Ulusal Yolu ve 206 Ulusal Yolu'nun ortak hattına bir değişim yoluyla bağlanır. Köprü kentsel alanı geçiyor ve toplam uzunluğu 6.24 km'dir. Ana köprü, beş aralıklı sürekli çift kuleli kablo yüzeyi çelik kutu kiriş kablo kalmış köprü olarak tasarlanmıştır. Ana köprünün toplam uzunluğu 1,04 km'dir. Bu tedavinin ihale bölümü K20+118-K20+648'dir. Ana köprü düz akıllı tam kaynaklı kapalı çelik kutu kiriş benimser ve köprünün merkez hattındaki kiriş yüksekliği 3.0m'dir. Toplam 16 çift 64 çift kablo düzlemli fan şeklindeki çelik iplik kalma kablosu vardır ve standart bir mesafede çelik kutu kirişesine demirlenir. Pilondaki demirleme mesafesi 2.5m'dir ve kalma kabloları kulenin ucunda uzanır. Pilon, toplam 185m yüksekliğine sahip demirbeton ayrılmış Y şeklinde bir pilindir. Köprü güvertesinin üstündeki kule yüksekliği ve ana genişlik oranı 0,2651'dir. Üst kule sütunu ayrı bir tek kutulu tek hücreli poligonal bölüm olarak tasarlanmıştır. Kulenin üst, orta ve alt üç kirişlerinin hepsi önceden gerilmiş demirbeton yapılardır. Köprü tamamlandı ve 1996 yılında işletmeye başlandı. Hizmet ömrünün artması ve trafik hacminin sürekli artması ile köprü ana gövdesinin, pilanların ve kule sütunlarının beton yapı yüzeyi farklı derecelerde çatlaklar ortaya çıkmaya başladı. Köprünün performansını ve hizmet ömrünü sağlamak için çatlaklar güçlendirilmelidir.

2 Yapısal çatlakların mekanizması ve nedenleri

Beton temel malzemeler, mevcut köprü yapısı inşaatında en fazla uygulama sayısıyla geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir ve farklı karışım oranlarına göre malzeme özelliklerinde, şekillerinde ve güçlerinde büyük değişiklikler var ve güçlü dayanıklılık ve yaşam potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, köprü yapısını oluşturan taş, tuğla, çelik, beton ve diğer malzemeler zayıf çekme dayanımına sahiptir ve hafif gerilim çatlaklara neden olur. Bu nedenle, çatlakların oluşumu neredeyse kaçınılmazdır. Çatlakların varlığı ve sonraki gelişimi yapısal üyeleri ve yük taşıma kapasitesini farklı derecelerde zayıflatacaktır. Ayrıca, köprü yapısındaki çatlaklar koruyucu katmanın düşmesine, çelik çubukların korozyonuna, beton malzemelerin karbonlanmasına, yapısal dayanıklılık ve dayanıklılığın azalmasına ve hatta köprünün normal kullanımını etkileyen hizmet ömrünü kısaltmasına neden olabilir.

Köprü yapılarında geleneksel çatlaklara neden olan mekanizma nispeten karmaşıktır ve tek faktörlü çatlaklar nispeten nadirdir. Çatlaklar genellikle bir veya birkaç faktörden kaynaklanır ve kalan faktörler sadece çatlakların gelişmeye devam etmesine veya çatlakları arttırmasına neden olur. Bu nedenle, çatlakların nedenlerini analiz ederken, çatlakların biçimi nedenlerle ilişkilendirilmelidir. Özellikle, köprü yapısal çatlaklarının nedenleri aşağıdaki yönleri içerir.

2.1 Yük çatlakları

Köprü beton yapısı, geleneksel dinamik ve statik yük ve köprü ikincil geriliminin etkisi altında çatlaklara yüklenmeye eğilimlidir. Yük çatlakları genellikle doğrudan doğrudan stres çatlakları ve ikincil stres çatlakları olarak ortaya çıkar. Doğrudan gerilim çatlakları, köprünün taşıyabileceği gerilim aralığını aşan yüzey yükünden kaynaklanır ve ikincil gerilim çatlakları, köprü yapısı üzerindeki dış yükün etkisinden kaynaklanır ve çatlakların ortaya çıkmasına neden olur.

2.2 Kendini zorlayan çatlaklar

Köprü yapılarındaki kendi kendine gerilim çatlakları, köprü yapısının küçülmesinden kaynaklanan çatlaklar ve sıcaklık farklarından kaynaklanan çatlaklar içerir.

2.2.1 Yapısal küçülme çatlakları

Katlandırma süreci sırasında köprü beton yapısının içi ve dışındaki eşitsiz küçülmesi, yüzey basıncının çekme dayanımı aralığından çok daha büyük olmasına neden olur ve bu da köprü yapısındaki çatlaklara neden olur. Normal koşullarda, köprü beton yapısının dökülmesinden 4 saat sonra çimento hidrasyon reaksiyonunun en yoğun ve aktif aşamasıdır ve aynı zamanda beton yapısının moleküler zincirinin oluşumu ve oluşumu için kritik dönemdir. Moleküler zincir oluşumu süreci kanamaya eşlik etmelidir, bu da beton yapısının tamamen sertleşmediğini ve plastiğin küçülmesine neden olduğunu gösterir. O zamandan beri, beton yapı sertleşmeye devam ettikçe, yüzey kanaması buharlaşmaya devam eder, sıcaklık yavaş yavaş azalır, beton yapısının hacmi azalır ve küçülme çatlakları ortaya çıkar.

2.2.2 Temperature cracks

Exotherm occurs during the solidification of the concrete structure, and the welding arc causes temperature changes and strong light. The above temperature changes will cause expansion and contraction to occur alternately. As a result, the temperature stress far exceeds the strength that the concrete structure can withstand, causing structural cracks. Taking into account the geographical environment of the bridge project, there are certain changes in the temperature difference every year, which continuously triggers the longitudinal displacement of the bridge. The local temperature of the sides and pillars of the bridge body rises after direct sunlight, and the local tensile stress in this part will increase, causing longitudinal cracks.

2.3 Maddi nedenler

Bu köprü çoğunlukla beton bir yapıdır. Köprü yapısındaki çatlakların nedenlerini analiz ederken, beton malzeme karışım oranının tasarım ve inşaat aşamasının mantıksız olduğunu ve sonuçta beton malzemenin çekme dayanımının ve beton yapısındaki çatlakların azalmasına neden olduğunu keşfedildi. Beton malzemelerin küçülme özellikleri nedeniyle sıcaklık değişikliklerine çok hassas ve inşaat aşamasında sıcaklık farkı değişir.

2.4 Yanlış bakım

Köprü inşa edildiğinden ve işletmeye girdiğinden beri, makul bakım ve yönetim yoktu ve aşırı yüklü ve aşırı sınırlı araçların geçişine katı kısıtlamalar uygulamadı. Zamanla köprü aşırı yüklendi ve yapısal çatlaklara neden oldu.

3 Köprü yapısındaki çatlakların güçlendirilmesi

Bir sürü mühendislik uygulaması, beton yapılardaki çatlakların kaçınılmaz olduğunu ve bazı çatlakların zararsız veya kontrol edilebilir olduğunu göstermektedir. Yapısal çatlak direnci gereksinimleri çok yüksekse, projenin inşaat maliyeti kaçınılmaz olarak artacaktır. Projenin özel amacı ve performans gereksinimlerine göre, çatlakların hasar derecesi izin verilen aralıkta bilimsel olarak kontrol edilmelidir.

3.1 Köprü tasarımını geliştirmek

Köprü yapısındaki çatlaklar sorununu temelden çözmek için, köprü yapısının bilimsel tasarımını, kombinasyon yöntemini ve malzeme uygulamasını tasarım bakış açısından güçlendirmek ve köprü tarafından taşınan yükü doğru bir şekilde hesaplamak gerekir. Ve çeşitli inşaat malzemeleri ve mekanik ekipmanlarının yönetimini güçlendirmek, inşaat yöntemlerini geliştirmek ve inşaat birimini tasarım çizimleri ve tasarım prosedürlerine doğru olarak inşaat yapmak için denetlemek. Örneğin, inşaat malzemelerinin sürekli sertleşmesi, beton malzemelerinin hidrasyon reaksiyonunu hızlandırır, malzemenin mukavemetinin iyileşmesini sağlar, malzemenin küçülmesini ve sürünmesini azaltır ve çatlakların oluşumunu önler. Tasarım aşamasında, hava koşulları, ortam sıcaklığı, güneş ışığı, sıcaklık farkı ve inşaat dönemi sırasında köprü yapısı üzerindeki diğer olası olumsuz etkiler de tam olarak dikkate alınmalıdır ve köprü yapısının mekanik titreşim altında yorgunluk dayanımı kontrol edilmelidir.

3.2 Çatlak onarım tedavi teknolojisi

Köprü beton yapılarındaki çatlakların tamiri, yapının su geçirmez performansının ve dayanıklılığının geri dönüşünü teşvik etmelidir. Beton yapının ciddi hastalıkları varsa, aşağıdaki önlemler de dahil olmak üzere takviyelemeden önce onarılmalıdır.

3.2.1 Yüzey yapıştırma onarımı veya püskürtme

 (1) Yüzey macun onarımı

Genişliği 0,2 mm'den az olan köprü beton yapılarındaki mikro çatlaklar için yüzeye cam bez veya çelik levhalar yapıştırabilir ve yapının su geçirmez performansını iyileştirmek ve çatlakların daha da genişlemesini önlemek için doldurucu ve su geçirmez malzemeler uygulayabilirsiniz. FRP kumaş yapıştırılmadan önce, çatlakların yüzeyini açın ve temizleyin. Belirli bir düzlük ve temizlik seviyesine ulaştıktan sonra, epoksi bazlı sıvıyı tüm yapıştırma yüzeyine eşit olarak uygulayın, sonra FRP'yi düzleştirin ve yapıştırın, pürüzsüzleştirin ve fırça ile sabitleyin.  . Çelik levha yapıştırılmadan önce, çelik levha çatlakun büyüklüğüne göre kesilmeli ve çelik çubuk ortaya çıkana kadar cilalanmalıdır. Çatlak onarıldıktan sonra, sıkı bağlanmayı kolaylaştırmak için yüzeye bir epoksi bazlı sıvı yapıştırıcı katmanı uygulanır.

 (2) püskürtme onarımı

Beton yapıdaki çatlakların yüzeyi, çatlakları mühürlemek ve tedaviyi güçlendirmek amacıyla elde etmek için yoğun, yüksek yoğunluklu bir çimento harcının koruyucu katmanı ile tıraş edilir ve püskürtülür. Çimento harcını püskürtmeden önce, yapının yüzeyindeki soyma katmanı iyice çıkarılmalı ve temel katmanın ıslak ve püskürtülmesinden emin olmak için suyla iyice durulamalıdır.

3.2.2 Basınç içleme

Onarım kapsamını çatlakun özel koşullarına göre belirleyin, deliğin yerini ve çamur miktarını belirleyin ve çatlaktan önce deliğin çatlak boyunca çalıştırılması gerekir ve çatlakun yüzeyi ve deliğin ekseninin 30 °'den fazla bir açıda olduğundan emin olun. Sondaj tamamlandıktan sonra temizlik için delik boyunca temiz su enjekte edilir ve sondaj sıkıştırılmış hava ile kurutulur, önceden hazırlanmış malzeme betona dökülür ve ardından malzeme onarım yapısı malzeme pompası aracılığıyla gerçekleştirilir. Penetrasyon olmayan çatlaklar için, yapıya enjekte edilmesi zor ve aşırı enjeksiyon basıncı çatlakun genişliğini genişletebilir. Bu nedenle, köprü yapılarındaki çatlaklar için düşük basınçlı ve düşük hızlı reçete kullanılmalıdır, bu da sadece reçete miktarını kontrol edemez, aynı zamanda reçete çatlakun derin kısmına enjekte edilmesini sağlar. Epoksi reçine malzeme olarak kullanılırsa, epoksi reçine malzemesinin viskozitesi tamamen dikkate alınmalıdır. Çözücünün tam olarak çatlaklara dökülmesini sağlamak için, çözücü miktarı arttırılabilir, ancak aşırı bir çözücü miktarı, çözücünün viskozitesini azaltacak ve beklenen doldurma ve bağlama amacına ulaşmak zor. Epoksi reçinenin deformasyon izleme özellikleri uzun çatlaklarda bozulacak ve böyle çatlaklar için esnek epoksi malzemeler kullanılmalıdır. Çok sayıda mühendislik uygulamasına göre, epoksi reçine malzemesi ve çelik pençe tırnaklarının kombinasyonu çatlakların güçlendirilmesinden sonra yapının bütünlüğünü artırabilir ve sonraki çatlakları etkili bir şekilde önleyebilir.

3.2.3 Grouting ve doldurma

Yani, beton yapı çatlaklarına çimento, reçine ve diğer malzemeleri enjekte ederek, yapının dayanıklılığı ve su geçirmezliği etkili bir şekilde geliştirilir ve 0,5mm veya daha genişliğindeki daha geniş çatlaklar için uygundur. İlk olarak, çatlak boyunca derin bir oluk kesilir ve daha sonra çimento harcı, epoksi harcı, asfalt, takviyelendirici ajan ve diğer bağlama malzemeleri oluğa gömülür. Korozlanmamış çelik çubukları olan demirbeton yapılar için, beton yapısı çatlakta 10 mm genişliğinde U şeklinde bir şekilde şekillendirilmeli ve çatlak onarımı için sızdırmazlık malzemeleri ile doldurulmalıdır. Çelik çubuk koroze edilmişse, beton yapısı tüm koroze edilmiş parçaya çıkarılmalıdır. Çelik çubuk yıkıldıktan sonra paslanmaz boya uygulanmalı ve sızdırmazlık malzemesi çatlaku onarmak için doldurulmalıdır.

3.3 Kiriş yapısının takviye teknolojisi

Kiriş köprünün üst yapısının güçlendirilmesi, köprünün gerçek koşullarına ve taşıma kapasitesinin azalma derecesine dayanmalıdır. Normal koşullarda, yapının gücü orijinal üyesinin bölümünü genişleterek geliştirilebilir; Yapının direncini artırmak için eski yapıyı yeni bir yapıyla değiştirmek; Kontrol bölümünün zirve torğunu azaltmak için orijinal yapının güç sistemini değiştirmek ve optimize etmek. Ön gerilim, orijinal yapının güç sistemini değiştirmek ve yapının sertliğini geliştirmek için uygulanır. Bölüm takviye teknolojisini, dış macun takviye teknolojisini, dış ön gerilim takviye teknolojisini, yapısal sistem takviye teknolojisini, ek uzunluk kiriş takviye teknolojisini vb. artırmayı seçebilirsiniz.

4 Sonuç

Köprü yapısal çatlaklarına neden olan faktörler daha karmaşıktır. Yalnızca çatlakların nedenlerinin kapsamlı ve sistematik bir analizi ve çalışması, köprü hastalıklarına neden olma mekanizmasının üstesinden gelmesi ve çatlak hasarının derecesini değerlendirmek, köprü yapısal çatlaklarının yanıtı ve güçlendirilmesi için karar verme temeli sağlayabilir. Köprü yapısal çatlakların mevcut sorunu nispeten yaygın olsa da, köprü yapısal çatlakların mekanizması tasarım ve inşaat aşamaları sırasında tam olarak anlaşıldığı ve ustalaştırıldığı ve ekonomik ve etkili takviye işleme teknolojisi benimsendiği sürece, köprü yapısal çatlakların oluşumu azaltılabilir veya hatta önlenebilir.