Penguatan dan perbaikan jembatan beton tua

Pengenalan singkat tentang desain proyek rekonstruksi jalan layang

Jembatan layang Jian Xiang terletak di persimpangan jalan lingkar empat utara dan Jalan Tol Badaling di Beijing. Selesai dibangun pada tahun 1998. Struktur atas jembatan 6 bentang, L = 18m beton pratekan hanya ditopang balok. Sabuk isolasi terletak di tengah, dan kedua sisinya merupakan jalur bermotor dua arah. Kedua sisi luarnya merupakan jalur tidak bermotor dengan lebar penuh 55m. Dengan bertambahnya volume perkotaan, lebar jalan layang yang ada tidak dapat memenuhi kebutuhan volume lalu lintas. Untuk menjamin Jalan Lingkar ke-4 menjadi jalan tol perkotaan, perlu dilakukan pelebaran jembatan eksisting menjadi 72m di kedua sisi Selatan dan Utara, rekonstruksi jembatan non kendaraan bermotor yang ada di kedua sisi menjadi jembatan jalan bantu, dan pembangunan jembatan non kendaraan bermotor yang baru. Saat ini, gelagar utama dan gelagar penutup dermaga tengah pada bangunan atas jembatan dirancang sesuai dengan kelas mobil - Super 20 dan Trailer - kelas 120. Beban gelagar utama dan gelagar tutup dermaga tengah bangunan atas yang sesuai dengan jalur tidak bermotor dirancang sesuai dengan kelas mobil-15 dan kelas trailer-80, dan bebannya harus kelas Mobil-20 dan kelas trailer-120 ketika jembatan jalan bantu dibangun kembali. Saat ini gelagar utama jembatan bukan kendaraan bermotor telah dilepas dan diganti, namun balok penutup tiang tengah kendaraan bermotor dan kendaraan bukan bermotor belum diputus, yaitu struktur kontinu beton bertulang biasa berpenampang variabel tiga bentang dan satu sambungan.

Setelah perhitungan dan perbandingan berulang kali, untuk meminimalkan pekerjaan perkuatan pada area momen lentur positif dan negatif balok penutup, di satu sisi dilakukan tindakan untuk mengurangi bobot mati jembatan, dan dek beton diubah menjadi dek beton ringan (berat satuan 19KN/m3). Sebaliknya, lebar kolom tiang di bawah penutup tiang tengah akan diperlebar, dan momen lentur positif dan negatif serta gaya geser balok penutup akan berkurang. Dengan cara ini, konfigurasi perkuatan balok penutup sebagian kendaraan bermotor saat ini dapat memenuhi persyaratan desain, dan tegangan balok penutup sebagian jalan bantu yang bersangkutan (sekarang jembatan non-kendaraan bermotor) berbeda 10-15% dari persyaratan desain. Untuk menyelamatkan proyek, dan sesuai dengan situasi di mana lalu lintas Jalan Lingkar ke-4 tidak boleh terganggu, 20 zona momen positif dan negatif dari lima baris balok penutup dermaga tengah seluruh jembatan diperkuat dan diperkuat dengan persetujuan dari departemen terkait. Luas seluruh balok penutup jembatan adalah 395m2.

Skema penguatan dan pemilihan material

Skema penguatan struktural

Desain asli balok penutup untuk tiang tengah adalah balok penutup yang tidak terlihat, yang menyebabkan kesulitan besar pada pekerjaan perkuatan. Skema perkuatan beton bertulang serat baja (SFRC) dan pelat baja luar pertama kali diusulkan. Karena ujung balok utama hanya berjarak 5 cm dari sisi luar balok penutup pada bentang, maka kelayakan kedua skema tersebut lebih kecil dibandingkan dengan batasan ruang konstruksi. Terakhir, kain serat karbon searah dipilih untuk memperkuat balok penutup. Kekuatan tarik utama CFRP adalah 10 kali lebih tinggi dibandingkan batang baja biasa, dan modulus elastisitasnya serupa dengan batang baja. Sangat cocok untuk perkuatan struktur beton bertulang. Selain itu, konstruksinya sederhana dan cocok untuk pekerjaan perkuatan yang memerlukan masa konstruksi singkat.

Pemilihan bahan

Dalam dua atau tiga tahun terakhir, Tiongkok telah memperkenalkan komposit serat karbon yang dibuat di Amerika Serikat dan Jepang, dan melaksanakan beberapa proyek penguatan, dan mencapai hasil yang baik, tetapi tingginya biaya mempengaruhi promosi dan penerapan. Baru-baru ini, kemunculan kain komposit serat karbon seri dalam negeri telah meletakkan dasar bagi pemilihan bahan rekayasa ini. Kain serat karbon dan resin yang cocok dari Horse Construction dibandingkan. Kain serat karbon terbuat dari kawat impor berkualitas tinggi, yang dapat diandalkan dan stabil dalam kualitas serta biaya rendah. Produk telah melewati ketatnya departemen pemeriksaan kualitas nasional, dan semua indeks kinerja telah mencapai tingkat produk serupa di luar negeri.

Teknologi konstruksi kain serat karbon searah

Untuk memastikan bahwa batang baja bertekanan asli dan serat karbon yang diperkuat dapat bekerja secara serempak, perbedaan tegangan dan regangan antara batang baja asli dan kain serat karbon searah harus diperpendek sejauh mungkin. Langkah-langkah pembongkaran harus diperhitungkan saat memperkuat tutupnya