Genel olarak, köprülerin trafik hacminin artması, köprünün ilk yıllarda kötü kalitesi ve teknolojisi, uzun vadeli bozulma, doğal ve insan yapımı afetler vb. dahil olmak üzere çeşitli nedenlerden dolayı güçlendirilmesi gerekir. 

Geleneksel takviye yöntemleri fiziksel takviye içerir, yani köprü beton yapısının dışında dış çelik, halka, kaynak takviyesi ve temeller ekleme ile takviye edilir. Kimyasal takviye yöntemi, yani, birleştirme yoluyla takviye. Bu yöntemler bakım ve takviye konusunda belirli bir rol oynayabilir, ancak köprünün görünümünü etkilemek, çevreyi kirletmek, orijinal köprü yapısına kolayca zarar vermek ve köprü yapısındaki yükü artırmak da dahil olmak üzere sınırlamalarını gösterirler. 

Fiber takviyeli polimerler (Fiber takviyeli plastik) takviye yöntemi, betonun kuvvetin bir kısmını taşımasına yardımcı olmak için normal sıcaklık koşullarında köprü beton yapısının yüzeyine doğrudan lif takviyeli polimer malzemeleri yapıştırmak için bir yapıştırıcı kullanımını ifade eder, böylece köprünün mekanik performansını iyileştirir ve onarım ve takviye amacına ulaşır. Fiber takviyeli polimerler hafif ağırlık, yüksek mukavemet, korozyon direnci, yangın direnci, düşük kirlilik ve uygun inşaat avantajlarına sahiptir. Fiber güçlendirilmiş polimer takviye yöntemi şu anda Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa gibi gelişmiş ülkelerde yaygın olarak kullanılan yeni bir takviye teknolojisidir. Çeşitli inşaat mühendisliğinde kullanılabilir ve ayrıca giderek daha fazla ulusal mühendislik çevrelerinin dikkatini çekmiştir. 

1 Lif güçlendirilmiş polimerlerin özellikleri 

1.1 Köprü takviyesinde lif takviyeli polimerlerin avantajları 

Fiber güçlendirilmiş polimerler genellikle karbon fiber güçlendirilmiş polimerler (Karbon fiber güçlendirilmiş polimerler), aramid fiber güçlendirilmiş polimerler (Aramid fiber güçlendirilmiş polimerler) ve cam fiber güçlendirilmiş polimerler (Cam fiber polimerler) içerir. Fiber güçlendirilmiş polimerlerin avantajları şunlardır: 

1) Yüksek mukavemet ve yüksek verimlilik. Elyaf güçlendirilmiş polimerler genellikle karbon atomları gibi hammaddelerden oluşur ve lifli bir yapı oluşturmak için bağlanır, yapıştırıcı olarak epoksi reçine ile karıştırılır ve ikisi de yüksek mukavemet ve elastik modülüne sahip olmak için birbirleriyle etkileşime girer. Aynı zamanda, köprü beton yapısının yüzeyine etkili bir şekilde yapışabilir, böylece genel köprü yapısının taşıma kapasitesini ve esnekliğini geliştirme amacına ulaşabilir, böylece köprü akışını ve sismik kapasitesini artırabilir. 

2) Yapılması kolay. Fiber güçlendirilmiş polimerler takviye inşaatı için kullanıldığında, özellikle ıslak çalışma gereklidir ve aynı anda büyük inşaat ekipmanları ve sabit ekipmanlar gerekmez. İnşaat uygundur ve küçük bir alanı işgal eder. Aynı zamanda, lif güçlendirilmiş polimer, iyi uyum ve epoksi reçinesinin güçlü yapışkanlığı olan sertleşmeden önce esnek bir malzemedir. Sertleştikten sonra lif güçlendirilmiş polimerin yüzeyinde baloncuklar olsa bile, reçine enjeksiyon yöntemi baloncukları doldurmak için kullanılabilir. 

3) Geniş kullanım yelpazesi. Farklı yapısal şekilleri olan köprüler ve köprülerin farklı yapısal parçaları, geleneksel takviye yöntemleri ile inşa edilmesi zor olan büyük köprüler de dahil olmak üzere, köprünün kalitesini ve boyutunu artırmadan ve köprünün görünümünü etkilemeden lif takviyeli polimerlerle takviye edilebilir. 

4) Esnek tasarım. Fiber güçlendirilmiş polimerler lifli bir morfolojiye sahiptir, bu da farklı yönlerde performans farklılıklarına neden olur ve köprü mühendisliği tasarımcıları köprü kullanımının gereksinimlerine göre bunları rasyonel bir şekilde kullanabilirler. 

5) Korozyon direnci ve uzun hizmet ömrü. Fiber güçlendirilmiş polimerler yaygın aşıntıcı maddelere karşı güçlü dirençlere sahiptir. Bakım ve takviye sonrası, düzenli bakım gerekmez, bakım maliyetlerini azaltır ve köprü hizmet ömrünü arttırır. 

Karbon elyaf takviyeli polimerler genel aşıntıcı maddelere daha dayanıklıdır, aramid elyaf takviyeli polimerler ve cam elyaf takviyeli polimerler ise aşıntıcı maddelere nispeten daha az dayanıklıdır. Bununla birlikte, diğer yapı malzemeleri korozyon maddelerine karşı daha kötü dirençlere sahiptir, bu nedenle genel olarak, lif takviyeli polimerler güçlü korozyon direncine sahiptir. 

1.2 Fiber güçlendirilmiş polimerlerin performans analizi 

Karbon lif takviyeli polimerlerin elastik modülü 240 GPa'ya kadar ulaşabilir ve çekme mukavemeti yaklaşık 4.0 GPa'ya ulaşabilir, bu da tüm lif takviyeli polimerler arasında en yüksektir. Aramid lif takviyeli polimerin uzunlama oranı karbon lif takviyeli polimerinden daha iyidir. Japonya'da yeni geliştirilen PBO lifi, karbon lifi takviyeli polimerin yüksek mukavemet ve yüksek elastik modülü ve polimer lifi takviyeli polimerin yüksek uzunlama oranı avantajlarına sahiptir. Köprü takviye malzemeleri için yeni bir seçim haline geldi. 

2 Fiber güçlendirilmiş polimerlerin mekanik özellikleri üzerindeki araştırma 

2.1 Fiber güçlendirilmiş polimerlerin çekme özellikleri üzerindeki araştırma 

Üç lif takviyeli polimer arasında karbon lif takviyeli polimerlerin çekme dayanımı daha iyidir. 

2.2 Fiber güçlendirilmiş polimerlerin bükme performansı üzerindeki araştırma 

Karbon fiber takviyeli polimer takviyesi, beton köprülerin nihai taşıma kapasitesini ve çatlama yükünü geliştirme konusunda belirli bir etkiye sahiptir ve karbon fiber takviyeli polimer katmanları ne kadar fazla olursa o kadar iyi olur. 

3 Fiber takviyeli polimer köprü takviyeli mühendisliğinin analizi 

3.1 Fiber güçlendirilmiş polimer köprünün güçlendirme yöntemi 

Fiber güçlendirilmiş polimer takviye yöntemleri, dış bağlı lif güçlendirilmiş polimer takviye, Yüzeye Yakın Montajlı Çubuklar ve iç lif güçlendirilmiş polimer takviye içerir. Birçok takviye yöntemi arasında, dış macun takviye yöntemi en yaygın olarak kullanılan takviye yöntemlerinden biridir. Bu takviyeleme yöntemi genellikle önce beton köprü güvertesini reçine tabanı ile doldurur, sonra köprü yapısının boyutuna göre lif takviyeli polimeri kesir ve sonunda gerekli katman sayısına göre belirli bir zaman aralığında beton katmanına katman olarak yapıştırır. Yüzeye yakın izleme ve sabitleme yöntemi, önce köprü betonunun yüzeyinde bir oluk kazmak, lif takviyeli polimer kaburgalarını reçine ile karıştırmak ve sonra oluğa gömmek ve izleyi bitişik üyelerde sabitlemek ve sonunda oluğu tamamen reçine ile doldurmaktır. İç lif güçlendirilmiş polimer güçlendirme yöntemi, plaka tipi kompozit yapı oluşturmak için çelik levhalar ve kaburgalar yerine lif güçlendirilmiş polimer kullanımını ifade eder ve kapsamlı performansı çelik çubuklardan çok daha iyidir. 

3. 2 Fiber takviyeli polimer köprü takviyeli mühendisliğinin uygulanması 

Ülkemde köprü takviyesi için lif takviyeli polimerlerin uygulanması nispeten geç başladı. Bu makale, köprü güçlendirme programları için bir referans sağlamak için karbon lif güçlendirilmiş polimerlerle güçlendirilmiş bir köprüyü analiz eder. 

Gelecekte köprü takviye planı için belirli bir referans temeli sağlayın. Bu makalede analiz edilen köprü, Yangtze Nehri üzerindeki bir rampa köprüsüdür. Tasarım yükü arabalar için: seviye 20, römorklar: seviye 120, ana aralık: 35 mx45 mx35 m, geçiş yüksekliği 3,5 m ve köprü yüzeyi beton bir yapıdır. 1999'da, 2008'deki muayene sırasında köprü gövdesinin hafifçe deforme edildiği ve ana aralığın orta ucunda çatlaklar ortaya çıktığı bulundu. Köprü güçlendirme süreci sırasında trafik üzerindeki etkiyi en aza indirmek için, son seçim, ağın iç tarafında çelik ve ağın dış tarafında karbon fiber güçlendirilmiş polimer kullanmaktır. 

Köprü takviyesi tamamlandıktan sonra, takviye etkisi değerlendirilir. Ölçülen veriler, takviye planının beklenen etkiyi elde ettiğini gösteriyor. Aynı zamanda, köprü şimdiye kadar çalışıyor ve her düzenli kalite denetimlerinden geçtiğinde çatlakları ve sapması iyi kontrol edilmiştir, bu da takviye stratejisinin başarılı olduğunu göstermektedir.