Rekayasa perkuatan jembatan

Perkenalan

Tingkat keseluruhan teknologi penguatan tradisional relatif terbelakang, metode dan proses konstruksinya rumit dan memerlukan lebih banyak peralatan, yang dibatasi oleh faktor-faktor seperti lokasi.

Sebagai teknologi yang sedang berkembang, metode perkuatan serat karbon memiliki keunggulan konstruksi yang mudah, tahan korosi, ringan, kekuatan struktural tinggi, dan tidak meningkatkan ukuran struktur secara signifikan. Selain itu, melalui analisis teknis harga material, biaya operasional dan pemeliharaan konstruksi, dapat disimpulkan bahwa beton bertulang serat karbon memiliki kinerja biaya yang sangat baik, teknologi canggih, dan kandungan teknologi tinggi. Teknologi ini memiliki manfaat teknis dan ekonomis, manfaat lingkungan, dan manfaat sosial yang baik, serta daya saing yang kuat.

Oleh karena itu, teknologi ini secara bertahap menjadi arus utama teknologi perkuatan. Dikombinasikan dengan pengalaman praktis penggunaan serat karbon untuk memperkuat dan memperkuat Jembatan Dongwei Gezhuang, material, teknologi konstruksi, dan kinerja aplikasi dianalisis.

Ikhtisar Proyek

Jembatan East Wei Gezhuang terletak di Kabupaten Xianghe, Kota Langfang, Provinsi Hebei. Selesai dibangun pada tahun 1971, jembatan ini membentang di atas Sungai Chaohe. Jembatan ini memiliki panjang 229,64 m, lebar 11,8 m, total 16 lubang, dan bukaan 14,1 m. Bagian atasnya berupa balok berbentuk T, dan bagian bawahnya berupa abutmen tipe tiang pancang. Proyek ini memperlebar dan memperkuat jembatan, serta meningkatkan standar beban dari beban uap -13 ton, beban gantung -20 ton menjadi beban uap -20 ton, beban gantung -100 ton. Di antaranya, serat karbon digunakan untuk perkuatan balok-T, dan efek deteksinya cukup baik.

Pengenalan singkat teknologi penguatan serat karbon

Penguatan serat karbon adalah teknologi penguatan baru yang efektif mengatasi cacat pada metode penguatan seperti penampang beton besar. Serat karbon sangat tipis, 100 kali lebih tipis dari rambut manusia, dan kepadatannya lebih rendah dari baja, tetapi kekuatannya lebih besar dari baja. Dalam penggunaannya, kekuatan tarik maksimum serat karbon dapat mencapai 9 kali lipat dari baja. Fitur kekuatan tinggi, elastisitas tinggi, dan ketahanan korosi ini sangat baik diterapkan dalam konstruksi dan juga memiliki fleksibilitas. Serat karbon dapat diproses, bahkan setelah permukaan diperkuat, terdapat area yang tidak seimbang, dapat direkatkan secara keseluruhan. Selain keunggulan ini, serat karbon juga merupakan material yang lebih ringan. Setelah direkatkan, berat per meter persegi kurang dari 1 kg dan ketebalannya kurang dari 1 mm, dan ukuran serta berat struktur asli tidak akan bertambah setelah penguatan. Dibandingkan dengan penampang beton bertulang tradisional atau beton bertulang baja, konstruksi serat karbon sederhana, mengurangi tingkat pemanfaatan ruang, tidak perlu memperkuat fasilitas tetap di lokasi, dan kualitas konstruksinya lebih tinggi. Selama konstruksi, ukuran dan ketebalan struktur tidak akan bertambah, dan daya tahannya pun baik. Penerapan metode perkuatan konstruksi ini dapat meningkatkan masa pakai bangunan, sehingga material ini digunakan di banyak industri.

Bahan yang diperkuat serat karbon

Sistem Penguatan CFRP

Sistem komposit polimer bertulang serat karbon (CFRP) yang diikat secara eksternal untuk memperkuat struktur pasangan bata, beton, baja, dan kayu.

Pembungkus CFRP Kuda

Kain CFRP Kuda

Lembaran CFRP Kuda

Primer Serat Karbon Kuda

Perekat Perata Kuda

Perekat Serat Karbon Kuda

Perekat Strip CFRP Kuda

Strip Serat Karbon Kuda

Penguatan serat karbon

Penguatan lentur balok utama balok-T jembatan menggunakan lembaran serat karbon berukuran 18×1800 (cm) dan 18×400 (cm) untuk menahan momen lentur tekan balok utama yang membentang di tengah balok. Sebuah ring berbentuk U selebar 12 cm disediakan di setiap ujung setiap lapisan untuk menahan lembaran serat karbon tersebut.

Skema perkuatan geser balok utama balok-T jembatan mulai diperkuat di dekat titik tumpu. Sebuah ring luar berbentuk U dengan lembaran serat karbon selebar 20 cm ditambahkan, dan balok utama dilengkapi dengan 12 saluran. Web di ujung setiap balok utama terbuat dari manset luar melintang berbentuk U selebar 20 cm.

Proses konstruksi penguatan serat karbon

Proses konstruksi tulangan dan perkuatan serat karbon adalah sebagai berikut: perlakuan permukaan anggota balok → perlakuan dasar → primer → bahan pengikisan dan perataan → lapisan resin impregnasi → ikatan lembaran serat karbon → penerapan lapisan resin impregnasi → perawatan → lapisan pelindung

Analisis kontras dan perbandingan penguatan serat karbon

Data uji sebelum dan sesudah penguatan jembatan menemukan bahwa data beban dinamis dan statis jembatan yang diperkuat oleh teknologi penguatan serat karbon ditingkatkan secara signifikan, dan efek penguatan jembatan terlihat jelas. Proses konstruksi penguatan serat karbon dan teknologi penguatan sederhana, dapat dioperasikan dengan alat listrik kecil, membutuhkan lebih sedikit personel, memiliki masa konstruksi yang singkat, dan memiliki kemajuan yang cepat. Itu dapat dibangun tanpa mengganggu lalu lintas dan kurang terpengaruh oleh lingkungan. Dengan demikian sangat mempersingkat masa konstruksi konstruksi langsung, yang memiliki manfaat sosial dan ekonomi yang sangat baik. Dengan menggunakan metode ini dapat sangat meningkatkan masa pakai bangunan dan mengurangi biaya penguatan. Oleh karena itu, sangat cocok untuk penguatan jembatan dan perbaikan retakan jembatan di mana kerusakan badan jembatan tidak serius, masa konstruksi singkat, dan volume lalu lintas besar.

Kesimpulan

Seiring kemajuan zaman, ilmu pengetahuan dan teknologi, serta perkembangan industri transportasi Tiongkok, beberapa jembatan tua secara bertahap gagal memenuhi kebutuhan perkembangan transportasi modern karena kerusakan jangka panjang atau peningkatan beban, serta tidak memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan dan penghematan energi nasional. Perkuatan telah memperpanjang masa pakainya, sehingga pemeliharaan dan perkuatan jembatan tua menjadi sangat penting. Di saat yang sama, karena keterbatasan metode perkuatan beton bertulang tradisional, perkuatan serat karbon dengan kinerjanya yang sangat baik pasti akan memainkan peran besar dalam perkuatan jembatan di masa mendatang.