Pinggiran

Penuaan dan kehancuran jembatan adalah masalah di seluruh dunia.Faktor utama dari penuaan adalah: usia, transportasi dan dampak lingkungan (air hujan, garam mencair, dll.), di antara yang beban siklik truk berat adalah faktor kunci.Muatan ulang kendaraan akan menyebabkan kelelahan gagal dek jembatan.Penggunaan serat karbon diperkuat polimer (CFR) untuk memperkuat jembatan penuaan telah menjadi populer.CFRP memiliki banyak keuntungan: memiliki tinggi & quot; kekuatan-to- berat & quot; rasio, kuat hambatan korosi dan resistensi kelelahan, konstruksi sederhana dan biaya rendah.

Dalam sepuluh tahun terakhir, karena munculnya kendaraan besar dan peningkatan lalu lintas, masalah kelelahan jembatan jalan raya telah mulai menjadi menonjol.Ada beberapa studi tentang masalah kelelahan jembatan jalan raya di negara kita, dan bahkan kurang pada kelelahan setelah penguatan CFRP.Di masa lalu, penguatan CFRP sebagian besar berada di daerah sudut waktu yang positif, dan sangat sedikit penguatan di daerah sudut waktu negatif.Slotting dalam lapisan pelindung beton dari daerah momen lentur negatif, kemudian embedding karbon serat slats, dan ikatan dengan resin epoxy, penguatan dari daerah momen bending negatif selesai.Di sini, beban statis dan kelelahan diterapkan ke anggota jembatan yang kuat, dan kapasitas bantalan dan kinerja kelelahan sebelum dan sesudah penguatan dibandingkan dan dianalisis.

Penolakan kelelahan dari anggota beton diperkuat dengan CFRP telah sangat ditingkatkan.Penolakan kelelahan dari CFRP sendiri berhubungan dengan komposisinya, yang ditentukan oleh bahan matriks dan memperkuat serat.Serat karbon memiliki daya tahan yang baik.Oleh karena itu, ketika digunakan untuk memperkuat anggota beton, itu tidak akan menyebabkan kerusakan kelelahan dengan sendirinya.Namun, seiring bertambahnya kelelahan, strukturnya akan menumpuk kerusakan dan akhirnya menyebabkan kegagalan.Penuaan antarmuka kontak antara CFRP dan beton juga akan mempengaruhi kinerja kelelahan dari sistem penguatan.Besarnya perubahan stres sangat mempengaruhi kelelahan kehidupan komponen.Komponen yang tidak diperkuat akan mengurangi stres batang baja, dan mode kegagalan adalah pengupas CFRP off..

Uji

Metode pengujian untuk mengamati efek penguatan dibagi menjadi tiga kasus:

(1) Dek jembatan cantilever hancur di bawah beban statis untuk menguji kapasitas bantalan struktur;

(2) The cantilever dek jembatan beruang beban kelelahan 360.000 dan mengamati daya tahan kelelahan struktur;

(3) Terapkan beban statis dan beban siklik secara hormat di dua tahap pengendalian negatif berturut-turut sampai gagal, dan amati efek penguatan dengan metode tertanam.

Material

Beton 28d memiliki kekuatan 26MPA, kekuatan tensile 1.9MPA, dan modulus elastisitas 33GPa.Kekuatan dari batang baja adalah 350MPA dan modulus elastik adalah 206GPa.Material komposit CFRP adalah serat karbon yang diperkuat epoxy resin, yang merupakan slat yang sudah selesai dibuat oleh pabrik.Kekuatan tensile dari CFRP adalah 2664MPA, modulus elastik adalah 188GPa, dan elongasi tertinggi adalah 1.42%.Kekuatan kompresif dari epoxy resin adhesive adalah 79MPa, kekuatan tensile adalah 37MPa, cetakan elastik adalah 5.8GPa, dan koefisien ekspansi linear adalah 38X10^-6.

Spesimen

CFRP yang tertanam digunakan untuk penguatan di daerah negative bending moment.Yang satu adalah dek jembatan cantilever, dan yang lain adalah balok terus-menerus.Lapisan pelindung beton adalah 30.40mm, dan daerah momen negatifnya tertanam dengan lapisan tunggal CFRP strip untuk penguatan.Slot pertama di lapisan pelindung beton dengan lebar 10cm dan kedalaman 0.5 cm.Isi alur dengan bagian dari resin epoxy, kemudian masukkan strip CFRP, dan kemudian mengisinya dengan epoxy resin untuk menghaluskannya.Ukuran persilangan dari strip CFRP adalah 5cm × 0.12cm.

Prosedur eksperimental

Untuk anggota yang tidak memiliki kekuatan, momen yang retak adalah 20.6 kN; momen pengendalian tertinggi dari anggota yang tidak memiliki kekuatan adalah 66.8 kN, dan anggota yang diperkuat adalah 112.5 kN.Selain itu, karena daerah momen pengendalian negatif tertanam dengan CFRP, nilai puncak dari momen pembengkokan berkurang, stres didistribusikan kembali, dan retakan lebih tersebar dan lebih seragam.Ketika komponen tidak diperkuat, ketika beban kelelahan mencapai hanya 6000 siklus, akumulasi kerusakan meningkat dengan cepat dan defleksi meningkat.Setelah penggunaan CFRP penguatan, akumulasi kerusakan menjadi lambat, mengetahui 240.000 siklus.Ini berarti bahwa pengendalian momen negatif penguatan meningkatkan layanan kehidupan struktur.

Ringkasan dan kesimpulan

Saat ini, sebagian besar penguatan jembatan tua ditujukan pada saat membungkuk positif dan disisipkan dengan kain serat karbon.Metode balok bawah sangat populer, tetapi sering tak berdaya untuk memperkuat saat membungkuk negatif.Ini adalah metode yang sangat sederhana dan sangat efektif untuk menggunakan lempeng karbon embedding metode untuk memperkuat di daerah momen bending negatif.Kesimpulan adalah sebagai berikut melalui observasi eksperimental:

(1) Setelah daerah momen pengendalian negatif dari pelat cantilever diperkuat dengan papan serat karbon yang tertanam, pertahanan pengendalian utama meningkat oleh 68.4%.Saat negatif pengendalian retak di atas Fulcrum kecil dan seragam.Ini adalah kredit dari papan serat karbon.

(2) Ketika daerah momen lentur negatif dari pelat cantilever tidak diperkuat, di bawah tindakan beban kelelahan, kerusakan komponen terakumulasi dengan cepat, dan dengan cepat mencapai batas kelelahan dan gagal.Setelah penguatan dengan metode embedding, tingkat akumulasi kerusakan melambat sangat.Papan serat karbon yang tertanam sendiri tidak memiliki tanda-tanda jelas kerusakan, telah efektif mengontrol distribusi dan pengembangan retakan.Kehabisan kehidupan struktur yang diperkuat dapat ditingkatkan sebesar 25%.

(3) Setelah balok kontinyu diperkuat oleh saat membungkuk negatif, akumulasi kerusakan menjadi sangat lambat di bawah tindakan beban kelelahan, dan kelelahan kehidupan lebih dari 10 kali dari balok tak diperkuat.

(4) Kegagalan kelelahan dari jumlah yang tidak diperkuat adalah bahwa batang baja pertama kali rusak, dan balok yang diperkuat pertama kali dibuka oleh CFRP, yang secara efektif mengurangi stres dari batang baja.