Penguatan jembatan

Awalan

Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi kerusakan jembatan yang terus-menerus disebabkan oleh kecelakaan kebakaran. Umumnya, spalling beton dari balok lempeng, balok tutup dan kolom dermaga akan menyebabkan bagian menjadi lebih kecil. Dalam kasus parah, batang baja telanjang, kehilangan pra-tekanan batang baja pra-tekanan, penyimpangan balok pelat meningkat, mengakibatkan retakan tarik di bagian bawah balok pelat, dan sebagainya. Setelah kecelakaan, pertama-tama, sesuai dengan situasi aktual di tempat, perlu menganalisis waktu dan suhu api, menilai kerusakan jembatan dan pengurangan kapasitas bantalan, sehingga memperkuat jembatan dan mengurangi kerugian yang disebabkan oleh kebakaran hingga minimum.

Analisis kerusakan jembatan setelah kebakaran

1.1 Kerusakan beton

Dalam kasus kebakaran, kerusakan pertama adalah beton. Kekuatan beton akan hilang setelah suhu tinggi. Dapat ditemukan bahwa ketika suhu lebih rendah dari 300 C, kristal batu semen tidak berubah, hanya air internal yang tidak terikat menguap, dan koefisien ekspansi termal agregat dan batu semen berbeda, mengakibatkan retakan mikro, dan kekuatan beton sedikit berkurang. Ketika suhu antara 300 dan 600, kalsium hidroksida dalam pasta semen terdehidratasi dan terdekomposisi, kristal sedikit rusak, pasta semen mulai melonggar dan kekuatan beton menurun. Dolomit dan kalsium karbonat dalam beton mulai merobek ketika suhu antara 600 dan 800 derajat Celsius, agregat tidak lagi stabil, dan kekuatan kompresi beton menurun tajam. Ketika pasta semen terkena suhu tinggi di atas 800 C, pasta semen menjadi aglomerat tidak kontinyu dan kekuatan beton pada dasarnya hilang. Efek suhu pada kekuatan ditunjukkan dalam diagram.

Bahkan, ketika suhu tidak terlalu tinggi, beton dapat meledak dan meledak karena ekspansi termal. Ketika air digunakan untuk memadamkan api, permukaan beton panas didinginkan dengan cepat oleh air, yang mengakibatkan perbedaan tekanan internal dan eksternal anggota beton, yang akan memperburuk spalling beton. Oleh karena itu, kerusakan utama jembatan dalam api adalah ledakan dan spalling beton, yang mengakibatkan pengurangan ketebalan lapisan pelindung, dan bahkan penguatan telanjang. Pada saat yang sama, area bagian anggota berkurang. Untuk balok pelat, kaku lenturan berkurang, penyimpangan meningkat, dan retakan tarik muncul di bagian bawah pelat. Beton yang tidak berkeripik juga dapat menjadi longgar karena suhu tinggi, kekuatan dan daya tahan yang berkurang, korosi baja internal mudah, dan efek negatif lainnya yang terkait.

1.2 kerusakan bar baja

Seiring berjalannya waktu selama kebakaran, batang baja akan secara bertahap dipanaskan, terutama setelah lapisan pelindung dikupas. Kekuatan batang penguatan bervariasi sedikit pada 200 derajat Celsius, dan kemudian menurun. Kekuatan akhir, kekuatan hasil dan modulus elastis batang penguatan menurun dengan peningkatan suhu api, dan melembutkan pada 450 C. Ketika suhu mencapai 600 700 C, struktur kristal dalam batang penguatan berubah, yang mengakibatkan pengurangan kekuatan dan modulus elastis yang sangat serius dan kehilangan sekitar setengah kekuatan. Setelah pendinginan, kekuatan baja kembali sebagian, tetapi pengaturan ulang kristal internal, kekuatan hasil dan kekuatan akhir berkurang, duktilitas meningkat. Jika air digunakan untuk memadamkan api, bar baja akan melalui proses pemadaman dan menjadi rapuh. Bar baja bertegangan dan engsel baja bertegangan memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi dan jauh lebih terpengaruh oleh api daripada bar baja biasa. Relaksasi suhu tinggi akan menyebabkan kerugian prestress yang besar. Jika lapisan pelindung benar-benar telanjang, batang baja akan langsung terkena api, dan permukaan akan dioksidasi dan berkarat. Jika tidak diobati tepat waktu, korosi bar baja akan berkembang dengan cepat dan mempengaruhi kekuatannya.

1.3 kehilangan gaya kohesif antara beton bertenaga

Karena koefisien ekspansi termal yang besar dari bar baja, gaya ikatan antara bar baja dan beton diperkuat pada awalnya karena ikatan yang lebih ketat di antara mereka. Namun, dengan kerusakan api struktur pasta semen, gaya ikatan secara bertahap dihancurkan, dan peledakan lapisan pelindung beton, yang menyebabkan gaya ikatan sangat berkurang.

Penguatan teknologi untuk jembatan setelah kebakaran

Penguatan balok lempeng

Dalam kasus kebakaran, balok lempeng umumnya akan muncul beton meledak dan melepaskan, dan tidak melepaskan juga menjadi longgar, jadi penguatan balok lempeng terlebih dahulu perlu memotong beton longgar. Jika kondisi spalling serius dan bar baja telanjang, perlakuan anti karat diperlukan. Setelah lapisan struktural yang padat, perlu untuk mengembalikan ketebalan bagian dengan mortir perbaikan. Ketika spalling tidak serius, dapat diperbaiki langsung dengan mortir perbaikan. Ketika ketebalan lapisan peeling melebihi 3-4 cm, sulit untuk diperbaiki secara langsung. Bar baja dapat ditanam di bagian bawah papan, kemudian jaring bar baja atau kawat dapat digantung untuk memperbaiki ketebalan bagian asli. Jika bar baja terpapar, penghapusan karat dan inhibitor karat harus terlebih dahulu diterapkan pada bar baja dan kemudian diperbaiki ke ketebalan bagian asli.

Karena kekuatan batang baja di lempeng dan balok sering menurun setelah kebakaran, tingkat pengurangan dapat ditentukan sesuai dengan suhu dan durasi api, dan kemudian desain penguatan untuk meningkatkan kapasitas bantalan dapat dibuat. Langkah-langkah penguatan beton dapat digunakan dengan menempelkan pelat baja atau serat karbon fabirc. Karena penguatan serat karbon memiliki keuntungan kekuatan tinggi, berat ringan, ketahanan korosi dan daya tahan.

Penutup balok penguatan

Moment lentur dan gaya geser balok tutup relatif besar, dan balok tutup sering ditembakkan di tiga sisi, sehingga kapasitas lentur dan kapasitas geser balok tutup menurun tajam setelah beton meledak dan meledak. Untuk meningkatkan kapasitas fleksional balok tutup, kain serat karbon berbentuk "U" harus dipasang pada bagian bawah balok tutup, mirip dengan stirrups untuk meningkatkan kapasitas gesernya.

Penguatan kolom dermaga

dermaga jembatan balok biasanya kolom silinder dengan penguatan longitudinal dan spiral stirrups. Kerusakan yang paling mungkin pada dermaga selama kebakaran adalah pelapisan lapisan pelindung, bahkan batang baja telanjang, dan beton di stirrups yang lebih serius juga meledak. Oleh karena itu, kapasitas bantalan kolom dermaga berkurang, dan langkah-langkah penguatan biasanya mencakup mengembalikan ukuran bagian dan memperkuat kapasitas bantalan. Saat ini, metode penguatan umum dari kapasitas bantalan dalam teknik adalah menggunakan kain serat di sekitar metode penguatan menempel, sehingga beton internal dalam keadaan kompresi tiga dimensi, meningkatkan kapasitas bantalan dermaga. Studi lain telah menunjukkan bahwa kinerja seismik kolom yang diperkuat dengan kain serat karbon sangat meningkat.

Ringkasan

Untuk penguatan jembatan jalan raya yang rusak oleh kebakaran, atau alasan lain untuk meningkatkan kapasitas bantalan, metode yang umum digunakan adalah menempelkan kain serat karbon untuk penguatan.