Metode penguatan umum

Untuk meningkatkan daya tahan kelelahan dari jembatan beton yang ada, meningkatkan kinerja getaran dan meningkatkan cadangan beban hidup, diperlukan untuk meningkatkan kapasitas bantalan dan memperkuat mereka.Saat ini, metode penguatan yang umum digunakan untuk meningkatkan kapasitas bantalan terutama termasuk berikut:

1) Metode penguatan tekanan eksternal

Metode penguatan eksternal prepressive adalah untuk mengatur logam kabel eksternal atau tulang rusuk dengan anti- corosi langkah-langkah perlindungan dan FRP (Fiber Reinforced Polymer) di luar balok.Ini adalah metode penguatan aktif yang offsets momen lentur dan gaya shear dihasilkan oleh bagian dari beban eksternal dengan pre- menambahkan stres eksternal, sehingga meningkatkan kapasitas bantalan balok.Metode penguatan ini mengubah keadaan stres dan distribusi gaya internal struktur asli dari balok, dan memiliki tiga efek penguatan, pembongkaran, dan mengubah gaya internal struktur.Jadi untuk mencapai tujuan untuk meningkatkan kapasitas bantalan jembatan dan meningkatkan struktur & # 39; s resistensi dan ketahanan, peningkatan kapasitas bantalan jembatan dapat mencapai 30% sampai 40%.

Metode penguatan ini adalah cara paling sederhana dan paling ekonomis untuk meningkatkan kapasitas bantalan jembatan.Ini memiliki keuntungan berikut:

Siap untuk memperkuat jembatan besar dan medium-span;

Sangat mudah untuk memeriksa, memperbaiki dan menggantikan, dan tekanan dapat disesuaikan dengan cepat dan nyaman;

Perbaikan eksternal dan balok hanya terhubung di daerah jangkar dan area putar, dan ada gesekan kerugian hanya di daerah kontak lokal, dan kerugian total tekanan kecil:

Ini secara efektif dapat meningkatkan kekakuan jembatan, kapasitas bantalan dan kelelahan hambatan beban stres, mengurangi defleksi di tengah-tengah rentang, dan meningkatkan kinerja getaran:

Ini dapat diterapkan untuk menjembatani proyek penguatan pada skala besar, dan sistem penguatan mudah untuk menyadari produksi massal;

Biaya penguatan relatif rendah;

Konstruksi Reinforment Reinforment butuh waktu singkat dan memiliki dampak kecil pada lalu lintas:

Peningkatan berat diri jembatan dapat diabaikan, dan efek bantalan dermaga dan abutment tidak meningkat;

Konstruksi Reinforment telah menyebabkan kerusakan kecil pada jembatan yang ada;

Hal ini nyaman untuk menginstal elemen sensing pada sistem stres eksternal untuk memenuhi kebutuhan jangka panjang pengawasan kesehatan yang mendesak dan jembatan.

Tapi ada juga beberapa kerugian:

Kabel eksternal hanya terhubung ke badan balok di area jangkar dan area putar.Setelah bagian koneksi gagal, konsekuensi yang serius, sehingga keselamatan dan keandalan dari kedua bagian diperlukan untuk menjadi tinggi;

Masih ada konsentrasi stres yang besar di dua daerah ini, dan status gaya lebih rumit, yang menyebabkan kesulitan tertentu dalam perhitungan desain dan analisis;

Gesekan jangka panjang antara blok kemudi dan kabel eksternal mudah merusak tubuh kabel dan mengurangi layanan kehidupan kabel eksternal;

Dalam lingkungan alami yang terkena sistem penguatan tekanan luar, sistem ini rentan terhadap erosi, api, dan kerusakan mekanis;

Ada deformasi tidak konsisten antara kabel eksternal dan tubuh balok, dan deformasi gaya lebih rumit dalam keadaan batas, yang membuat perhitungan akurat sulit atau terlalu rumit.

2) Pasting serat karbon atau metode penguatan pelat baja

Metode penguatan seperti ini adalah untuk menanggung bagian dari tekanan tensile dengan menempel serat karbon atau baja di zona ketegangan tubuh balok, yang meningkatkan kekakuan tubuh balok dan perubahan keadaan distribusi stres struktur jembatan, sehingga meningkatkan kapasitas bantalan flekdural jembatan.

Keuntungannya adalah: desain sederhana, konstruksi mudah, periode konstruksi pendek, pekerjaan kecil di situs, peningkatan berat badan mati kecil, sedikit atau tidak ada kerusakan pada struktur asli, dan biaya penguatan rendah.Di antara mereka, metode penguatan baja ikatan dapat meningkatkan kapasitas bantalan flekdural jembatan sebesar 20% sampai 30%, dan kekakuan dapat meningkat 5% menjadi 15%.

Metode penguatan ini dimiliki oleh metode penguatan pasif, yaitu, distribusi bahan bebas stress- sebelum muatan langsung diterapkan ke jembatan.Dalam tahap penggunaan normal setelah beban hidup diterapkan, meskipun stres dihasilkan dalam bahan perekat, dapat menanggung bagian dari beban, tetapi tingkat stres rendah, kekuatan bahan penguatan tidak dapat sepenuhnya dimanfaatkan, dan tingkat pemanfaatan kekuatan rendah.Hanya ketika baja di zona ketegangan dari balok asli dekat untuk menghasilkan atau menghasilkan, yaitu, ketika keadaan kegagalan akhir dicapai, stres besar dapat dihasilkan, tetapi bahan penguatan itu sendiri sering gagal untuk mencapai negara tertinggi.Oleh karena itu, metode ini memiliki peningkatan terbatas dalam kapasitas bantalan jembatan selama penggunaan normal, dan kebanyakan digunakan dalam proyek penguatan aktual untuk memperkuat kapasitas bantalan.Terlebih lagi, metode penguatan ini tidak meningkatkan kekakuan sinar, dan tidak dapat secara signifikan mengurangi perubahan pada balok di bawah aksi muatan langsung, yang tidak cocok untuk persyaratan kekakuan tinggi jembatan kereta api.Untuk meningkatkan efek penguatan, konstruksi perlu mengganggu lalu lintas.Lalu lintas hanya dapat dibuka ketika ikatan resin memiliki kekuatan yang cukup.Waktu interferensi tergantung pada kecepatan pembangunan dan pertumbuhan kekuatan tingkat ikatan resin, yang memiliki dampak yang lebih besar pada lalu lintas.Sebagai tambahan, anti- korosi perlu dipertimbangkan ketika menggunakan pelat baja.Biaya pemeliharaan kemudian tinggi, dan pelat baja kaku, dan permukaan ikatan mudah untuk mengosongkan, sehingga daya tahan kelelahan adalah miskin.Meskipun bahan serat karbon memiliki kinerja antikorosi yang baik, tidak cocok untuk digunakan dalam suhu tinggi atau lingkungan rentan api.

3) Memperbesar bagian-persilangan dan memperkuat metode penguatan

Load- bantalan persimpangan - daerah seksional ditingkatkan dengan meletakkan batang baja di bagian bawah, samping atau permukaan jembatan dari balok dan menuangkan beton untuk terhubung dengan permukaan beton tua.Meningkatkan momen inersia atau pengendalian kekakuan bagian, sehingga mengurangi stres tensile maksimum dari balok di bawah beban, atau menjaga tekanan tensile maksimum tidak berubah, dapat meningkatkan kapasitas bantalan, dan akhirnya mencapai tujuan penguatan.Metode penguatan ini juga merupakan metode penguatan pasif.Bagian asli perlu menanggung semua nya sendiri berat sebelum dan setelah penguatan.Tensile dan kompresi batang baja zona dan beton dari bagian asli sudah memiliki stres atau ketegangan tertentu ketika jembatan tidak dikenakan untuk hidup beban, dan peningkatan bagian hanya beruang bagian dari beban hidup.

Keuntungan dari metode penguatan ini adalah daya tahan struktur setelah penguatan, biaya pemeliharaan yang rendah dalam periode berikutnya, peningkatan kekakuan antarmuka dan perubahan frekuensi getaran alami.Kerugiannya adalah pembangunan onsite itu rumit, kontrol kualitasnya sulit, dan itu berdampak besar pada lalu lintas.Efek penguatan sangat dipengaruhi oleh struktur asli jembatan.Meningkatkan berat diri dari bagian salib akan meningkatkan beban di dermaga dan abutment.Hubungan antara daerah beton yang baru dan tua adalah miskin dan memiliki banyak cacat.

Perbandingan metode penguatan yang berbeda

Pilihan metode penguatan jembatan yang cocok untuk transportasi kereta api beban harus memenuhi persyaratan berikut:

Pertama-tama, kita harus memastikan bahwa dampak pada transportasi normal adalah sekecil mungkin.Sebagai negara saya & # 39; adalah transportasi kereta api yang mengangkut sangat sibuk dan kerugian ekonomi langsung yang disebabkan oleh gangguan lalu lintas yang besar, sebaiknya tidak mengganggu lalu lintas.Dari sudut pandang ini, pilihan terbaik adalah metode penguatan stres eksternal, dan karena ketegangan membutuhkan waktu yang sangat singkat, jika ukuran diambil dengan benar, waktu membuka langit-langit dapat digunakan untuk melaksanakan, yang dapat meminimalkan dampak pada lalu lintas.

Kedua, kebutuhan untuk efek penguatan.Dari sudut pandang jembatan yang kokoh, defleksi harus sekecil mungkin, dan harus memenuhi persyaratan & quot; Peraturan Jembatan & quot; untuk menghindari defleksi berlebihan dan meningkatkan risiko penggelinciran kereta api: Selain itu, proporsi beban hidup kereta api besar, yang membutuhkan kekakuan jembatan tinggi.; Dari perspektif kapasitas bantalan, memastikan kapasitas bantalan yang cukup adalah kebutuhan paling dasar untuk penguatan jembatan.Oleh karena itu, urutan untuk memilih metode penguatan dari sudut pandang defleksi adalah sebagai berikut: eksternal prestress & gt; meningkat bagian dan penguatan & gt; terikat serat karbon atau pelat baja.Urutan untuk memilih metode penguatan dari perspektif kekakuan adalah: meningkatkan bagian dan penguatan & gt; eksternal prestressive & gt; pasting serat karbon atau pelat baja.Dari perspektif kapasitas bantalan, urutan memilih metode penguatan adalah: eksternal prestressive & gt; meningkatkan bagian dan penguatan serat karbon atau pelat baja.

Ketiga, persyaratan dalam hal teknologi konstruksi dan biaya.Di bawah dugaan memastikan kualitas, proses pembangunan yang dipilih adalah sesederhana mungkin, dan biaya penguatan adalah serendah mungkin.Urutan untuk memilih metode penguatan dari perspektif teknologi konstruksi adalah: menempel serat karbon atau pelat baja & gt; eksternal prestressive & gt; meningkatkan bagian dan penguatan.Dari sudut pandang biaya, biaya terendah serat karbon ikatan atau pelat baja adalah pilihan terbaik.Namun, mengingat total biaya, termasuk hilangnya transportasi kereta api disebabkan oleh gangguan lalu lintas, metode penguatan stres eksternal masih yang terendah.

Perbandingan antara beberapa metode penguatan terdaftar di meja.Menggabungkan persyaratan dari jembatan beton kereta api di atas untuk metode penguatan dan perbandingan dari sudut yang berbeda, dapat disimpulkan bahwa metode prestain eksternal adalah metode terbaik untuk meningkatkan kapasitas bantalan-tugas jembatan kereta api beton.