Perbaikan dan Penguatan Jembatan

1 Ikhtisar Proyek

Rekonstruksi dan perkuatan sebagian jembatan lama, yang dibangun pada tahun 2012. Namun, empat tahun setelah dioperasikan, seluruh jembatan mengalami berbagai tingkat kerusakan akibat pembakaran bahan bakar bekas di bawah jembatan. Kerusakan pada pilar jembatan, bantalan, dan bagian lain yang lebih dekat dengan lokasi kejadian khususnya sangat serius. Di sebagian besar lokasi ini, beton bagian bawah terlepas, sehingga batang baja terekspos. Jembatan tersebut teridentifikasi sebagai Kategori 3, sehingga memerlukan perawatan. Dengan mempertimbangkan persyaratan jembatan untuk daya dukung dan daya tahan kolom pilar, diputuskan untuk menggunakan Carbon FRP sebagai teknologi perkuatan. Carbon FRP dengan diameter maksimum hingga 10 cm dan mortar semen polimer digunakan untuk perkuatan. Data referensi pemilihan carbon FRP spesifik ditunjukkan pada Tabel 1.

2 Prinsip penguatan FRP karbon

2.1 Bahan FRP Karbon

Dari segi komposisi, komponen material ini adalah matriks dan serat. Material ini memiliki beberapa keunggulan yang jelas:

①Elastisitas yang sangat baik, dan variabel tegangan-regangan merupakan indeks referensi yang penting.

②Ketahanan korosi, tekstur ringan, dan kinerja yang baik.

③Pengoperasian yang mudah dan konstruksi yang mudah.

Oleh karena itu, material ini sering digunakan dalam konstruksi FRP karbon perekat. Dibandingkan dengan baja, berat material ini hanya 0,25 kali lipat, tetapi memiliki kekuatan tarik lebih dari 10 kali lipat baja. Hal ini dinyatakan dalam nilai tertentu, yaitu kekuatan tarik material komposit serat karbon ini dapat mencapai 43000MPa.

2.2 Bahan pengikat

Hanya material pengikat yang memenuhi standar kekuatan, kekakuan, dan fleksibilitas yang dapat memastikan kombinasi beton dan FRP karbon memiliki kekuatan yang memadai. Selain itu, material pengikat ini dapat digunakan setelah beton pecah, sehingga kedua sisi retakan dapat menyatu. Selain itu, material pengikat ini tidak memiliki persyaratan perawatan yang ketat, dan dapat dirawat bahkan dalam kondisi normal. Secara umum, untuk konstruksi tulangan di lapangan, waktu perawatan ikatan terbaik tidak boleh lebih dari 3 jam. Dengan mempertimbangkan persyaratan kinerja jembatan konstruksi, material yang diikat juga perlu memiliki indeks fluiditas dan viskositas tertentu. Material perata, primer, dan resin impregnasi saat ini merupakan material pengikat yang populer.

3 Proses konstruksi

Proses konstruksi khusus untuk menempelkan teknologi penguatan FRP karbon adalah:

Persiapan konstruksi-pengerasan konstruksi-perawatan permukaan beton-persiapan dan pengecatan lapisan bawah resin sepasang ketidakrataan untuk perataan-aplikasi resin yang diresapi atau pasta resin-penempelan karbon FRP dan pemeriksaan kualitas-perawatan permukaan

4 Metode inspeksi di tempat untuk kualitas tulangan FRP karbon

4.1 Pemilihan peralatan dan sampel

Gunakan alat uji kekuatan ikatan. Setelah penguatan lembaran serat karbon selesai, kualitasnya diperiksa pada permukaan struktur. Dalam pemilihan metode pengambilan sampel, area di mana serat karbon FRP direkatkan harus dipertimbangkan dengan saksama. Jika jumlah sampel dalam 500m2, satu set sampel harus diambil. Jika 500~1000m2, ambil dua set sampel. Untuk sampel yang melebihi 1000m2, ambil 2 kelompok per 1000m2, dan jarak antar setiap sampel minimal 500mm.

4.2 Prosedur pengujian

Uji ini menggunakan alat uji kekuatan ikatan. Pengorganisasian uji yang tertib didasarkan pada buku petunjuk yang sesuai. Kecepatan pembebanan dikontrol pada 1500~2000N/menit. Beban saat sampel rusak dideteksi tepat waktu dan dicatat secara akurat.

4.3 Hasil pengujian

4.3.1 Bentuk-bentuk Pemusnahan

(1) Kerusakan beton dinyatakan dengan Ar.

(2) Kegagalan interlayer, diwakili oleh Br, terjadi antara resin dan beton.

(3) Kerusakan FRP karbon, diwakili oleh Cr, umumnya terkonsentrasi di dalam FRP karbon.

(4) Kegagalan ikatan, dinyatakan sebagai Dr, terjadi antara lembaran serat dan blok baja standar.

4.3.2 Susunan Hasil Uji Jumlah sampel dalam setiap kelompok ditetapkan 3, dan rata-rata aritmatika diperoleh setelah perhitungan berdasarkan data uji yang diperoleh, dan hasil ini dianggap sebagai kuat tarik positif. Selain itu, hasil pengujian mencakup mode kegagalan spesifik dan nilai rata-rata kuat tarik positif.

4.3.3 Penilaian kualitas konstruksi

(1) Jika bentuk kerusakannya adalah Ar, hal ini menunjukkan bahwa kualitas konstruksi memenuhi persyaratan.

(2). Jika mode kegagalannya adalah Br, Cr, Dr, analisis nilai rata-rata kekuatan tarik positif masing-masing kelompok terlebih dahulu, dan nilai tersebut harus >2,5MPa. Setelah menganalisis sampel internal, nilai minimum kekuatan tarik positif dipertimbangkan, yang harus lebih besar dari 2,25MPa. Pada saat yang sama, memenuhi kondisi di atas menunjukkan bahwa kualitas konstruksi memenuhi persyaratan.

(3) Jika mode kegagalannya adalah Br atau Cr, analisis dilakukan dengan cara yang sama seperti di atas. Pertimbangkan nilai rata-rata kekuatan tarik positif masing-masing kelompok. Jika nilainya berada dalam 2,5MPa dan nilai minimum kekuatan tarik positif masing-masing sampel tidak mencapai 2,25MPa, persyaratan kualitas tidak terpenuhi saat ini, dan jumlah sampel harus ditambah dan diuji kembali dengan cara yang sama. (4) Bentuk kegagalannya adalah Dr, dengan mempertimbangkan nilai rata-rata kekuatan tarik positif setiap kelompok. Jika nilainya berada dalam 2,5MPa dan nilai minimum kekuatan tarik positif setiap sampel tidak mencapai 2,25MPa, maka persyaratan mutu tidak terpenuhi saat ini, dan sampel harus dipersiapkan kembali dan diuji dengan cara yang sama.

5 efek penguatan

Setelah konstruksi di atas selesai, untuk memastikan jembatan yang diperkuat memenuhi persyaratan standar, perlu dilakukan verifikasi. Setelah diperiksa, lem resin pada bagian sikat bawah dan sikat atas telah meresap ke dalam kain serat karbon, menghasilkan efek ikatan yang baik. Bagian berikat FRP karbon yang digunakan dalam proyek ini tidak menunjukkan gejala slip, retak, terkelupas, dan lainnya. Selain itu, posisi ikatan proyek akurat dan panjang ikatan juga memenuhi persyaratan. Setelah dua tahun penggunaan setelah konstruksi selesai, kualitas jembatan terus meningkat tanpa retak.

6 Kesimpulan

Singkatnya, teknologi penguatan FRP karbon yang disebutkan dalam teks ini mudah dioperasikan dan mudah dibangun, serta disukai dalam proyek rekonstruksi dan penguatan jembatan.

Selain keuntungan di atas, biaya modal yang dibutuhkan untuk teknologi penguatan FRP karbon ikatan relatif kecil, dan telah terbukti bahwa efek penguatan jembatan yang dicapai oleh teknologi ini sangat baik, sehingga memiliki prospek promosi dan aplikasi yang baik.